[发明专利]基于CAN总线的控制器网络监控系统及监控方法

说明书

技术领域

本发明涉及基于CAN总线的控制器网络监控系统及监控方法，尤其涉及基于CAN总线的 车载和工业现场控制器网络监控系统及监控方法。

背景技术

CAN(控制器局域网)协议，由德国BOSCH公司开发，现已成为国际标准ISO 11898。因 具有较高的通信速率(最高可达1Mbps)、高可靠性和良好的错误检测能力，CAN被广泛应用 于汽车嵌入式控制系统，以及温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业控制环境。目前，CAN 总线已成为汽车电子控制系统和工业控制局域网的标准总线之一，并且有以CAN为底层协议 专为商用车设计的SAE J1939协议和面向工业控制领域的CANOpen协议。对在CAN总线基础 上构建的控制器网络进行监控，不仅可以通过实时监控各控制器节点的工作/状态参数来分析 控制器的性能，还可以对总线的通信特征信息(如负载、各种帧的数量及帧率等)进行统计。 基于CAN总线的控制器网络监控系统，是基于CAN总线的ECU(电子控制单元)及其网络开 发调试、故障诊断、匹配标定、在线编程等过程的重要工具。

目前，在基于CAN总线的控制器网络监控方面，国外已有功能较为全面的软件，但一般 只支持同一厂家生产的CAN总线通信接口设备，且价格昂贵，如Vector公司的 CANoe/CANalyzer就不支持国内公司生产的CAN总线通信接口设备，这在增加用户使用成本 的同时、也限制了用户的选择范围。国内现有的监控系统，除同样仅支持同一厂家生产的CAN 总线通信接口设备以外：要么采用固定的应用层协议配置，只能用于一种特定的系统(如专 利ZL 200420092756.5“基于CAN总线的燃料电池汽车整车控制器监控系统”)，通用性不强； 要么就是只支持对数链路层CAN报文的监控，而不能对应用层协议进行配置，因而无法实现 对报文内容的解析，在具体应用领域中的实用性较差。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的基于CAN总线的控制器网络监控系统的以上不足—对不 同厂家的CAN总线通信接口设备的兼容性差、不能对应用层协议进行灵活配置、通用性不强、 实用性较差，提供一种基于CAN总线的控制器网络监控系统及监控方法。本发明在兼容不同 厂家的CAN总线通信接口设备的同时，可灵活配置应用层协议，可在监控过程中实时解析报 文并绘制信号曲线及各种表格，还可在事后重现整个监控过程，具有很好的通用性。

基于CAN总线的控制器网络监控系统，由监控软件、监控微机、CAN总线通信接口设备 和被监控的基于CAN总线的控制器网络组成，监控软件运行在监控微机上，监控微机通过CAN 总线通信接口设备与被监控的控制器网络的CAN总线相连。

监控软件采用模块化的软件组件结构，由通信组件、应用组件、应用层协议网络配置数 据库及其管理组件、报文解析组件和报文封装组件组成。

通信组件：是介于CAN数据链路层协议软件与应用组件之间的中间件，用以实现对不同 厂家CAN总线通信接口设备驱动程序底层实现细节的屏蔽、并向应用组件提供一组通用的应 用编程接口，通过通信组件提供的应用编程接口，应用组件可实现基于CAN总线的各种通信 功能。

应用组件：为基于CAN总线的控制器网络的实时监控及监控数据分析提供图形化的操作/ 显示界面，该组件提供了文件管理、设备控制、视图管理、监控、回放、配置等功能，主要 涉及通信硬件参数配置、监控过程控制、总线状态监测(负载、数据帧/远程帧/错误帧的数 量和帧率等特性参数的统计)、网络报文及信号数据跟踪、信号曲线绘制、监控数据存储及回 放。其主要监控窗口包括：信号图形绘制窗口、信号数据跟踪窗口、CAN报文跟踪窗口和总 线通信特性参数统计窗口。