彭文家，宋 萍，楊 誠，金昊龍

(1.北京理工大學(xué)仿生機(jī)器人與系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100081； 2.中國北方車輛研究所,北京 100072)

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基于CompactRIO的車輛CAN總線傳輸策略研究*

彭文家1，宋 萍1，楊 誠1，金昊龍2

(1.北京理工大學(xué)仿生機(jī)器人與系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100081； 2.中國北方車輛研究所,北京 100072)

針對裝甲車輛動態(tài)工況下的多參數(shù)測試需求和CAN總線測試網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提出了一種基于主、從CAN節(jié)點(diǎn)間應(yīng)答模式的實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸策略，開發(fā)了基于該傳輸策略的CAN總線通信協(xié)議；研究了協(xié)議中的優(yōu)先級分配、標(biāo)識符劃分和CAN幀數(shù)據(jù)域定義；編寫了LabVIEW上位機(jī)界面和仿真程序；基于CompactRIO采集平臺搭建了試驗(yàn)驗(yàn)證平臺，進(jìn)行了傳輸策略的可行性驗(yàn)證；結(jié)果表明，在該CAN總線數(shù)據(jù)傳輸策略的控制下，測試系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)145路信號的實(shí)時采集、傳輸、存儲和顯示，滿足測試需求。

車輛；CAN總線；數(shù)據(jù)傳輸策略; CompactRIO; LabVIEW

前言

試驗(yàn)測試是裝甲車輛研發(fā)過程中必不可少的環(huán)節(jié)，目前車輛的試驗(yàn)測試主要采用與實(shí)車同方案的試件進(jìn)行試驗(yàn)室臺架試驗(yàn)或?qū)ｍ?xiàng)試驗(yàn)，測試結(jié)果難以如實(shí)反映裝甲車輛野外工況下的真實(shí)狀況。因此，急需開展裝甲車輛動態(tài)工況下的實(shí)時測試技術(shù)的研究，為車輛的改進(jìn)設(shè)計(jì)和可靠性的提高提供有效的參考數(shù)據(jù)[1-2]。

CAN總線作為一種串行、多主的數(shù)據(jù)通信總線，因其抗干擾能力強(qiáng)、易擴(kuò)展、傳輸效率高、集成度高的特點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于車輛測試中[3]。當(dāng)前，在基于CAN總線的車輛測試技術(shù)研究方面已取得了許多成果。文獻(xiàn)[4]和文獻(xiàn)[5]中針對裝甲車輛電氣狀態(tài)監(jiān)測的缺陷，開發(fā)了短幀實(shí)時CAN通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了對電氣系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)測。文獻(xiàn)[6]中針對懸架應(yīng)力測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸量大、線路復(fù)雜的特點(diǎn)，提出了基于CAN總線的車輛懸架應(yīng)力測試方案。文獻(xiàn)[7]中針對工程車輛機(jī)械電氣動力設(shè)備常發(fā)生故障的問題，提出了基于CAN總線的在線監(jiān)測系統(tǒng)。這些測試方法主要都是針對車輛的部件或分系統(tǒng)進(jìn)行測試，難以全面反映出實(shí)車動態(tài)工況下的狀態(tài)。

因此，本文中針對實(shí)車動態(tài)工況下整車測試的需求，對整車多信號實(shí)時采集背景下的CAN總線傳輸策略進(jìn)行了研究，并以美國NI(national instruments)公司的CompactRIO作為采集平臺，對傳輸策略進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了對車輛145路信號的實(shí)時采集、傳輸、存儲和顯示。

1 測試需求分析

本文中研究的裝甲車輛測試系統(tǒng)須對總共145路信號進(jìn)行測試數(shù)據(jù)的采集，根據(jù)車載信號采集節(jié)點(diǎn)的實(shí)際布設(shè)情況，形成了CAN1和CAN2兩個采集網(wǎng)絡(luò)，相應(yīng)的CAN總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。其中CAN1采集節(jié)點(diǎn)和CAN2采集節(jié)點(diǎn)為主機(jī)節(jié)點(diǎn)位于CompactRIO采集平臺：綜合信號、動力信號、傳動信號和空濾器信號的采集節(jié)點(diǎn)為分布于車輛上的4個從機(jī)節(jié)點(diǎn)，所有采集的數(shù)據(jù)統(tǒng)一經(jīng)CompactRIO采集平臺匯總并發(fā)送至上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時顯示。

圖1 CAN總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

從圖1可知，CAN1采集網(wǎng)絡(luò)為點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，由CAN1采集節(jié)點(diǎn)和綜合信號采集節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，綜合信號調(diào)理節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)106路信號的采集調(diào)理，其中有3路50Hz的加速度信號、13路20Hz的壓力信號、90路5Hz的溫度信號。CAN2采集網(wǎng)絡(luò)為一對多網(wǎng)絡(luò)，由CAN2、傳動信號、動力信號和空濾器信號的采集節(jié)點(diǎn)組成，共負(fù)責(zé)39路信號的采集。其中，傳動信號采集節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)8路100Hz轉(zhuǎn)矩信號和20路20Hz壓力信號的采集；動力信號采集節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)1路100Hz油門開度信號和2路20Hz速度信號的采集；空濾器信號采集節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)4路20Hz壓力信號和4路5Hz溫度信號的采集。

2 測試數(shù)據(jù)傳輸策略的制定

整個車載CAN總線采集網(wǎng)絡(luò)所需采集信號數(shù)目多達(dá)145路，不僅不同采集節(jié)點(diǎn)的信號數(shù)目存在差異，而且同一采集節(jié)點(diǎn)不同測試信號的采樣頻率也不一致，此外，測試系統(tǒng)在存儲測試數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，還需滿足所有信號采樣值的上位機(jī)實(shí)時顯示要求。因此，測試數(shù)據(jù)的傳輸策略尤為重要，不僅要保證145路信號能從各個信號采集節(jié)點(diǎn)實(shí)時傳輸至主機(jī)采集節(jié)點(diǎn)，而且還必須保證各個信號采樣值在時序邏輯上的正確性。

基于上述分析，提出了一種基于主從節(jié)點(diǎn)應(yīng)答模式的CAN總線數(shù)據(jù)傳輸策略，即主機(jī)采集節(jié)點(diǎn)作為測試數(shù)據(jù)傳輸流程的發(fā)起者，周期性發(fā)送時鐘數(shù)據(jù)包，各從機(jī)信號采集節(jié)點(diǎn)作為受控者，接收主機(jī)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的時鐘數(shù)據(jù)包，并根據(jù)所接收時鐘數(shù)據(jù)包中的累積時間值與信號采樣周期之間的數(shù)值關(guān)系上傳測試數(shù)據(jù)包，各變量滿足式(1)和式(2)。

t=(n1-1)T,n1∈N+

(1)

(2)

式中：t為時鐘數(shù)據(jù)包中的累積時間值；T為時鐘數(shù)據(jù)包的發(fā)送周期；n1為時鐘數(shù)據(jù)包的發(fā)送個數(shù)；f為信號的采樣頻率；n2為匹配系數(shù)；N+為正整數(shù)集合。

式(1)為主機(jī)采集節(jié)點(diǎn)時鐘數(shù)據(jù)包中累積時間t的計(jì)算方法。T定義為整個采集網(wǎng)絡(luò)中最高采樣頻率信號的采樣周期，本文中最高信號采樣頻率為100Hz，即T值為10ms，時鐘數(shù)據(jù)包發(fā)送個數(shù)n1初值為1。由此可知，第一個時鐘數(shù)據(jù)包中t為0，隨后以10ms為基數(shù)逐次累加。式(2)為從機(jī)信號采集節(jié)點(diǎn)發(fā)送測試數(shù)據(jù)包的判斷關(guān)系式，其中信號采樣頻率f的倒數(shù)為該采樣頻率下信號的采樣周期，匹配系數(shù)n2初值為1。

將t為0的第一個時鐘數(shù)據(jù)包作為采集開始命令，從機(jī)信號采集節(jié)點(diǎn)不上傳測試數(shù)據(jù)包。隨后，從機(jī)信號采集節(jié)點(diǎn)每次只上傳采樣頻率滿足式(2)的采樣值。例如，100Hz信號的采樣周期是10ms，其與時鐘數(shù)據(jù)包發(fā)送周期10ms是1倍關(guān)系，因此信號采集節(jié)點(diǎn)每次收到時鐘數(shù)據(jù)包時均要上傳包含100Hz信號采樣值的測試數(shù)據(jù)包。同理，20Hz信號的采樣周期為50ms，其為時鐘數(shù)據(jù)包發(fā)送周期10ms的5倍，因此只有當(dāng)信號采集節(jié)點(diǎn)收到的時鐘數(shù)據(jù)包中t值為50的正整數(shù)倍時，才上傳包含該信號采樣值的測試數(shù)據(jù)包。其他采樣頻率信號的發(fā)送規(guī)律依此類推。

基于上述說明可知，根據(jù)本文中提出的CAN總線數(shù)據(jù)傳輸策略，各個信號的最新采樣值均能由信號采集節(jié)點(diǎn)及時上傳至主機(jī)采集節(jié)點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)了同一信號采樣值的依次上傳，既滿足了測試系統(tǒng)對測試數(shù)據(jù)顯示的實(shí)時性要求，又保證了各個信道采樣值的時序邏輯。

3 CAN傳輸協(xié)議的設(shè)計(jì)

CAN傳輸協(xié)議規(guī)定了CAN總線通信過程中數(shù)據(jù)的交互機(jī)制、數(shù)據(jù)表示形式和數(shù)據(jù)格式，是CAN節(jié)點(diǎn)之間相互溝通、共享和傳輸數(shù)據(jù)信息須共同遵守的約定[8]。綜合考慮本文中提出的測試數(shù)據(jù)傳輸策略的實(shí)時性需求和涉及CAN總線采集網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)目，CAN傳輸協(xié)議采用11位標(biāo)識符格式。

CAN傳輸協(xié)議報(bào)文格式主要包括標(biāo)識符分配和數(shù)據(jù)域定義。其中，標(biāo)識符是數(shù)據(jù)幀發(fā)送和接收過程中CAN仲裁和接收濾波的主要依據(jù)，CAN采用非破壞性逐位仲裁技術(shù)，在總線處于繁忙狀態(tài)時，各數(shù)據(jù)幀根據(jù)標(biāo)識符的仲裁結(jié)果獲取總線的使用權(quán)，進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。

3.1 傳輸協(xié)議報(bào)文標(biāo)識符分配

標(biāo)識符的定義直接決定了對應(yīng)報(bào)文的優(yōu)先級，根據(jù)本文中提出的傳輸策略，按數(shù)據(jù)包類型、數(shù)據(jù)包編號和設(shè)備號對11位標(biāo)識符進(jìn)行了劃分，如表1所示。

表1 標(biāo)識符定義

標(biāo)識符高二位ID.10-ID.9用于定義數(shù)據(jù)包類型，在滿足CAN總線數(shù)據(jù)傳輸策略要求的基礎(chǔ)上，結(jié)合測試系統(tǒng)的功能需求，共將報(bào)文所代表的數(shù)據(jù)包類型分為4類：時鐘數(shù)據(jù)包、主機(jī)指令包、從機(jī)信息包和測試數(shù)據(jù)包。其中，時鐘數(shù)據(jù)包由主機(jī)節(jié)點(diǎn)發(fā)出，處于最高優(yōu)先級，以廣播的形式按給定周期循環(huán)發(fā)出；主機(jī)指令包由主機(jī)節(jié)點(diǎn)發(fā)出，優(yōu)先級次于時鐘數(shù)據(jù)包，用于向從機(jī)發(fā)送檢測指令；從機(jī)信息包由從機(jī)節(jié)點(diǎn)發(fā)出，優(yōu)先級次于主機(jī)指令包，用于從機(jī)節(jié)點(diǎn)向主機(jī)反饋除測試數(shù)據(jù)外的信息，如節(jié)點(diǎn)狀態(tài)、故障和緊急報(bào)警等；測試數(shù)據(jù)包由從機(jī)節(jié)點(diǎn)發(fā)出，處于最低優(yōu)先級，主要用于信號采樣數(shù)據(jù)的上傳。

標(biāo)識符的ID.8-ID.3用于定義測試數(shù)據(jù)包的編號，其余數(shù)據(jù)包類型的該段標(biāo)識符定義為全0，6位標(biāo)識符共可定義64個包編號，每個包編號與該數(shù)據(jù)包中采樣數(shù)據(jù)所屬的信號對應(yīng)。根據(jù)標(biāo)識符越小優(yōu)先級越高的CAN仲裁規(guī)則，對于同一信號采集節(jié)點(diǎn)的測試數(shù)據(jù)包而言，其存放采樣值對應(yīng)信號的采樣頻率越高，包編號越小。

標(biāo)識符的ID.2-ID.0用于定義設(shè)備號，用來確定發(fā)出數(shù)據(jù)包的CAN節(jié)點(diǎn)。其中主機(jī)采集節(jié)點(diǎn)的設(shè)備號為1(編號001)，CAN1采集網(wǎng)絡(luò)中的綜合信號采集節(jié)點(diǎn)設(shè)備號為2(編號010)；CAN2采集網(wǎng)絡(luò)中的傳動信號采集節(jié)點(diǎn)設(shè)備號為3(編號011)，動力信號采集節(jié)點(diǎn)設(shè)備號為4(編號100)，空濾器信號采集節(jié)點(diǎn)設(shè)備號為5(編號101)?；谏鲜稣f明11位標(biāo)識符的具體分配結(jié)果如表2所示。

表2 11位標(biāo)識符分配表

3.2 傳輸協(xié)議報(bào)文數(shù)據(jù)域定義

根據(jù)傳輸協(xié)議標(biāo)識符定義的數(shù)據(jù)包類型對數(shù)據(jù)域DATA0-7的8個字節(jié)進(jìn)行了不同的定義，如表3所示。

表3 數(shù)據(jù)域定義

時鐘數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)域的低4個字節(jié)DATA0-3定義為有效值，用于存放測試開始計(jì)時后的累積時間t。時鐘數(shù)據(jù)包每10ms發(fā)送一次，用DATA0-3表示的32位無符號數(shù)最大可實(shí)現(xiàn)4 294 967 290ms的連續(xù)計(jì)時，約為50天，能滿足進(jìn)行全天連續(xù)測試的需求。

主機(jī)指令包和從機(jī)信息包數(shù)據(jù)域的低2個字節(jié)DATA0-1定義為有效值，用于存放主機(jī)指令代碼或從機(jī)信息的反饋代碼，代碼編號可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行增加定義，DATA0-1共16位可以表示65 536個不同的代碼，完全可滿足代碼的擴(kuò)充需求。

測試數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)域用于存放不同信號的采樣值，DATA0-7的8個字節(jié)每相鄰的兩個字節(jié)定義為一個信號采集通道并存放該信號的一個采樣值，因此一個測試數(shù)據(jù)包可存放4個信號的采樣值。根據(jù)傳輸策略可知，每一個測試數(shù)據(jù)包只存放采樣頻率相同的信號采樣數(shù)據(jù)，4個通道的排列順序與標(biāo)識符中包編號代表的信號通道順序一致，對于不滿4個通道的測試數(shù)據(jù)包，統(tǒng)一用無效值0填充。根據(jù)上述說明，測試數(shù)據(jù)包定義如表4所示，表中標(biāo)識符為十進(jìn)制數(shù)表示,數(shù)據(jù)域信息欄標(biāo)注數(shù)據(jù)包中信號采樣頻率和信道個數(shù)。

表4 測試數(shù)據(jù)包定義表

4 試驗(yàn)驗(yàn)證

4.1 試驗(yàn)平臺搭建

根據(jù)實(shí)際的車載CAN總線采集網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，搭建了如圖2所示的試驗(yàn)驗(yàn)證平臺。其中CompactRIO采集平臺上插有NI 9853采集卡，包括兩個獨(dú)立的CAN口分別作為CAN1和CAN2采集網(wǎng)的主機(jī)采集節(jié)點(diǎn)，PXIe 1062機(jī)箱插有2塊PXI 8512采集卡，每個采集卡擁有2個獨(dú)立的CAN口，一共4個CAN口分別模擬4個從機(jī)采集節(jié)點(diǎn)。

圖2 試驗(yàn)驗(yàn)證平臺實(shí)物圖

按照制定的CAN總線通信協(xié)議分別編寫了主機(jī)和從機(jī)信號采集節(jié)點(diǎn)的LabVIEW程序。其中主機(jī)節(jié)點(diǎn)程序位于CRIO FPGA，通過while循環(huán)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了兩個主機(jī)CAN口時鐘數(shù)據(jù)包的發(fā)送和測試數(shù)據(jù)包的接收，其程序框圖如圖3所示。

圖3 主機(jī)CAN節(jié)點(diǎn)的程序框圖

4個從機(jī)信號采集節(jié)點(diǎn)均采用了while-case狀態(tài)機(jī)結(jié)構(gòu)，其根據(jù)式(2)中時鐘數(shù)據(jù)包的累積時間值與信號采樣頻率的匹配結(jié)果可切換至不同的數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)，進(jìn)而發(fā)送不同采樣頻率信號對應(yīng)的測試數(shù)據(jù)包，單個從機(jī)CAN節(jié)點(diǎn)的程序框圖見圖4。

圖4 單個從機(jī)CAN節(jié)點(diǎn)的程序框圖

4.2 分析與驗(yàn)證

4.2.1 策略可行性驗(yàn)證

在所提出的CAN總線傳輸策略中，從機(jī)節(jié)點(diǎn)根據(jù)時鐘數(shù)據(jù)包中的累積時間數(shù)進(jìn)行測試數(shù)據(jù)包實(shí)時上傳，因此在整個數(shù)據(jù)交互的過程中必然存在一個最小公倍時間，即所有信號采樣周期的最小公倍數(shù)，在該時間點(diǎn)CAN總線采集網(wǎng)絡(luò)中的所有采樣通道均進(jìn)行采樣，產(chǎn)生的測試數(shù)據(jù)包個數(shù)也達(dá)到最大值。因此所提出的CAN總線傳輸策略的可行性，就取決于主機(jī)CAN節(jié)點(diǎn)在最小公倍時間后的一個時鐘數(shù)據(jù)包間隔周期內(nèi)能否接收到全部測試數(shù)據(jù)包。

根據(jù)表4可知，CAN1采集網(wǎng)絡(luò)共包括1個50Hz測試數(shù)據(jù)包、3個20Hz測試數(shù)據(jù)包和24個5Hz測試數(shù)據(jù)包；CAN2采集網(wǎng)絡(luò)共包括3個100Hz測試數(shù)據(jù)包、7個20Hz測試數(shù)據(jù)包和1個5Hz測試數(shù)據(jù)包。分析可知，CAN1采集網(wǎng)絡(luò)的最小公倍時間為200ms，最大測試數(shù)據(jù)包數(shù)量為28；CAN2采集網(wǎng)絡(luò)的最小公倍時間也為200ms，最大測試數(shù)據(jù)包數(shù)量為11。分析可知，該傳輸策略的可行性就取決于CAN1采集網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)CAN節(jié)點(diǎn)能否在一個時鐘數(shù)據(jù)包間隔周期內(nèi)完成28個測試數(shù)據(jù)包的接收。

測試數(shù)據(jù)包采用標(biāo)準(zhǔn)CAN數(shù)據(jù)幀格式，單個數(shù)據(jù)幀為108bit，28個測試數(shù)據(jù)包的理論數(shù)據(jù)總量為3 024bit。所研究的裝甲車輛測試系統(tǒng)采用的CAN總線波特率為500kbps，由前文可知，時鐘數(shù)據(jù)包間隔周期為10ms，計(jì)算可得CAN總線10ms內(nèi)可傳輸數(shù)據(jù)總量為5 000bit，大于3 024bit，因此理論上滿足

測試數(shù)據(jù)包的傳輸需求。

策略可行性試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示，圖中列出了28個測試數(shù)據(jù)包的接收時間戳，計(jì)算可得，第28個測試數(shù)據(jù)包(ID為1 762)的時間戳與第1個測試數(shù)據(jù)包(ID為1 546)的時間戳之差為6.581ms，小于時鐘數(shù)據(jù)包的發(fā)送間隔周期10ms。通過上述分析可知，本文中提出的CAN總線傳輸策略能夠保證主機(jī)采集節(jié)點(diǎn)在任意時鐘數(shù)據(jù)包的發(fā)送間隔周期內(nèi)，完成對其總線上所有從機(jī)信號采集節(jié)點(diǎn)發(fā)出測試數(shù)據(jù)包的接收。

圖5 策略可行性試驗(yàn)結(jié)果

4.2.2 測試數(shù)據(jù)采集驗(yàn)證

在搭建的試驗(yàn)驗(yàn)證平臺上，進(jìn)行了145路信號的數(shù)據(jù)采集試驗(yàn)。其中CAN1采集網(wǎng)絡(luò)與CAN2采集網(wǎng)絡(luò)中的從機(jī)采集節(jié)點(diǎn)均以最小公倍時間200ms為周期，循環(huán)發(fā)送給定的常量測試數(shù)據(jù)包，用于試驗(yàn)驗(yàn)證測試數(shù)據(jù)包的定義如表5所示，其中發(fā)送順序號為200ms內(nèi)的測試數(shù)據(jù)包發(fā)送順序。

表5 試驗(yàn)驗(yàn)證測試數(shù)據(jù)包定義

通過上位機(jī)界面左側(cè)的信道列表可實(shí)現(xiàn)對各信道采集數(shù)據(jù)波形的選擇性查看。試驗(yàn)過程中，隨機(jī)選擇了4個信道，其中CAN1采集網(wǎng)絡(luò)選擇信道1和信道6，實(shí)時波形如圖6所示；CAN2采集網(wǎng)絡(luò)選擇信道3和信道11，實(shí)時波形如圖7所示。根據(jù)表4和表5可知，CAN1采集網(wǎng)絡(luò)信道1和信道6的信號采樣頻率分別為50和20Hz，采樣值分別為1 111 311 114和2 324的循環(huán)序列；CAN2采集網(wǎng)絡(luò)信道3和信道11的信號采樣頻率分別為100和20Hz，采樣值分別為11 112 111 121 111 211 112和2 222的循環(huán)序列。

圖6 CAN1采集網(wǎng)絡(luò)上位機(jī)顯示界面

圖7 CAN2采集網(wǎng)絡(luò)上位機(jī)顯示界面

通過對比可知，所選4個信道在上位機(jī)的實(shí)際顯示波形與信號采樣值的理論波形完全一致，能夠保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。

5 結(jié)論

(1) 以整車的多參數(shù)測試需求為背景，制定了基于主、從CAN節(jié)點(diǎn)應(yīng)答模式的CAN總線數(shù)據(jù)傳輸策略。

(2) 根據(jù)所提出的傳輸策略，開發(fā)了CAN總線通信協(xié)議，進(jìn)行了報(bào)文標(biāo)識符的劃分和數(shù)據(jù)域的定義，對各節(jié)點(diǎn)報(bào)文的優(yōu)先級進(jìn)行了分配。

(3) 基于CompactRIO采集平臺搭建了試驗(yàn)驗(yàn)證平臺，利用LabVIEW編寫了主、從機(jī)CAN節(jié)點(diǎn)的程序和用于實(shí)時顯示的上位機(jī)界面。通過試驗(yàn)驗(yàn)證平臺，對制定的CAN總線數(shù)據(jù)傳輸策略進(jìn)行了試驗(yàn)測試，證明策略行之有效，數(shù)據(jù)傳輸可靠，能滿足車輛CAN總線測試系統(tǒng)對145路信號的實(shí)時采集、傳輸、存儲和顯示要求。

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A Study on Vehicle CAN Bus Transmission Strategy Based on CompactRIO

Peng Wenjia1, Song Ping1, Yang Cheng1& Jin Haolong2

1.KeyLaboratoryofBiomimeticRobotsandSystem,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081;2.ChinaNorthVehicleResearchInstitute,Beijing100072

Aiming at the multi-parameter test requirements of armored vehicle under dynamic conditions and the topology structure of CAN bus test network, a real-time data transmission strategy based on response pattern between host and slave nodes is proposed. Based on the strategy, a CAN bus communication protocol is developed, the assignment of priority, the arrangement of identifier and the definition of CAN frame data fields in the protocol are studied, and the upper computer interface and simulation programs are developed with LabVIEW. Based on CompactRIO acquisition platform, a verification platform is constructed to verify the feasibility of the strategy. The results show that with the control of the strategy proposed, the test system can realize the real-time acquisition, transmission, storage and display of 145 signals, well meeting test requirements.

vehicle; CAN bus; data transmission strategy; CompactRIO; LabVIEW

10.19562/j.chinasae.qcgc.2017.07.016

*國防基礎(chǔ)科研重大項(xiàng)目(C0920110001)資助。

宋萍，教授，博士生導(dǎo)師，E-mail:sping2002@bit.edu.cn。

原稿收到日期為2016年8月5日。