一种可实现智能ＣＡＮ总线通信的车载记录仪，其特征在于该记录仪包括上位机控制系统和下位机执行系统；上位机控制系统包括带ＵＳＢ接口的普通ＰＣ机、基于虚拟仪器技术的监控界面和用ＶＩＳＡ技术开发灵活高效的ＵＳＢ设备驱动程序。下位机执行系统由基于微处理器的执行器和微处理器中嵌入的控制软件两部分构成。微处理器执行器包括微处理器、ＣＡＮ总线接口电路、ＵＳＢ主机控制器电路、ＵＳＢ设备控制器电路。微处理器通过ＣＡＮ总线接口电路与ＣＡＮ网络连接，从ＣＡＮ总线采集数据，经解析处理后，选择通过ＵＳＢ设备控制器芯片传送到上位机，实现ＣＡＮ总线实时监控功能，或者通过ＵＳＢ主机控制器芯片传送到ＵＳＢ存储设备，实现车载记录仪的功能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可实现智能CAN总线通信的车载记录仪。技术背景CAN(控制器局域网络)，由德国BOSCH公司开发，并最终成为国际标准(IS011898),是 国际上应用最广泛的现场总线之一。随着CAN总线在汽车上的广泛应用，在汽车的设计和改 进过程中，使得CAN总线在汽车数据采集和故障诊断以及标定方面的作用越来越突出。通过 监控CAN总线上的通信内容，可以获得汽车各控制单元的实时状态，判断整车的运行状态； 由于C緒总线连接了几乎全部的ECU,通过CAN总线和标定协议可以实现对ECU的快速标定。 现有的CAN总线设备很多是基于PCI, ISA, PCMICA等总线设计，使用过程比较复杂，设计 成本较高，而且，功能单一，用户只能按照设备自带的软件来完成数据采集功能。USB是Universal Serial Bus——通用串行总线的简称，它是一种串行传输协议，自从 1995年Intel公司推出第一代USB协议开始，USB技术获得了迅猛发展，现在，USB接口已 经成为了计算机的标准接口。作为一种新型的串行总线技术，USB在数据采集系统等测试设 备的开发中具有得天独厚的优势，它具有最高480Mbps的传输速度，完全满足常用测试系统 需求，它的Plug and Play—热插拔和总线供电技术使得它可以很方便地连接测试对象。USB总线突出的优点使得它在数据采集和测试设备的开发中具有很好的应用前景，但是， 基于USB和CAN总线的设备还比较少见，现有的几种基于USB和CAN总线的设备有的只具有 CAN通信卡的功能，且主机端驱动程序复杂，扩展性差；有的只具有记录仪的功能，只能借 助于固化的模块实现车载数据记录。如在专利1897594A中公开了一种CAN-USB总线适配器， 其由一个微处理器通过一个USB总线控制器和一个CAN总线控制器而连接的USB接口和CAN 总线接口 ，实现PC机和CAN总线间的数据传输。该适配器实现了主机和'CAN总线的灵活连 接和全速通信，但设备功能单一，仅能实现CAN通信卡功能，不具备随车记录功能和外部触 发功能。其主机端的USB设备驱动程序基于WDM模型设计，调用过程复杂，扩展性差。又如 在专利2659768Y中公布了一种带CAN网络的汽车行驶记录仪，其由CAN微处理器驱动USB 接口电路，彩色显示电路等外围电路实现汽车行驶记录和关键信息显示，但该记录仪没有设计与上位机的接口，只能基于现有的显示电路和存储电路实现记录仪功能，扩展性差。在专 利2638142Y中公布的一种基于USB接口的CAN便携式CAN总线分析记录仪，结构类似上述 的带CAN网络的汽车行驶记录仪，同样是在微处理器上实现了汽车信号的记录和关键信号分 析，但是局限于使用微处理器上的模块来实现设备功能，功能扩展性不强。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有CAN总线设备的不足——功能单一，扩展性不强，提供一 种可实现智能CAN总线通信的车载记录仪。该记录仪既可以实现CAN总线信号的随车记录， 又可以通过USB总线接到计算机主机上对C緒总线进行实时监控。本专利技术由上位机控制系统和下位机执行系统两部分组成。上位机控制系统包括带USB接 口的普通PC机、基于虚拟仪器技术的完善的监控界面和用VISA技术开发的灵活高效的USB 设备驱动程序；下位机执行系统采用了以微处理器MC9S12DP256为核心，集成了USB主机控 制芯片ISP1161和USB设备控制器芯片PDIUSBD12的电路；微处理器通过CAN总线接口电路 与CAN网络连接，从CAN网络采集数据，经微处理器解析处理后，选择通过USB设备接口传 送到上位机，实现CAN总线实时监控功能，或者通过USB主机控制器芯片传送到USB存储设 备，实现车载记录仪的功能。下位机执行系统由基于微处理器的执行器和微处理器中嵌入的控制软件两部分构成。执行器包括以下几个模块微处理器，其作用在于作为下位机核心控制器件，控制CAN接口采集CAN总线信号，自 动检测USB存储设备和USB主机连接，把数据写入USB存储设备或送往USB主机；响应USB 主机的通信要求，完成USB和CAN之间的协议转换，把封装好的CAN帧发送到CAN网络。C緒总线接口电路，其作用在于完成CAN信号的电平转换和收发操作，提供微处理器与 CAN总线的通信接口。USB主机控制器接口电路，包括主机控制器芯片和USB接口电路。其作用在于通过USB 接口电路连接USB存储设备，为USB存储设备提供电源，其中的主机控制器芯片作为USB存 储设备的读写控制芯片，在微处理器的控制下完成对USB存储设备的读写。并提供USB通信 状态指示。USB设备控制器接口电路，包括设备控制器芯片和USB接口电路。其作用在于通过USB 接口电路连接USB主机，在微处理器控制下通过USB设备控制器完成与上位机的通信。并提 供与主机的USB通信状态指示。外围电路，包括微处理器稳压电路，复位电路，时钟电路和工作指示电路。稳压电路由去耦电容和电压转换芯片组成，其作用在于将汽车提供的12V直流电压转换成5V直流电压 提供给微处理器及执行器其它电路。复位电路由复位芯片和按钮组成，其作用在于对微处理 器提供强制复位信号；时钟电路为有源晶振电路，为微处理器提供稳定的时钟信号；工作指 示电路包括发光二极管和限流电阻，其作用在于在微处理器的控制下闪烁，指示执行器工作 状态。微处理器是执行器电路的核心控制器，稳压电路，时钟电路和复位电路是它的输入信号， 执行器状态指示电路是微处理器的输出信号。CAN总线接口电路，USB主控制器接口电路和 USB设备控制器接口电路与微处理器进行双向的信号交互，分别提供微处理器与CAN总线、 USB主机和USB存储设备的连接。在整个执行器控制电路中，C緒总线接口电路，USB主机控制器接口电路和USB设备控 制器接口电路是其中重要的三个接口电路，CAN总线接口电路一端直接与CAN总线通过DB9 接口连接，另一端通过CAN收发器与微处理器CAN模块引脚连接。USB主控制器接口电路核 心为USB主机控制器芯片ISP1161，它的一端通过USB A型接口连接USB存储设备，数据接 口和芯片读写控制信号则直接连接在微处理器的通用1/0引脚上。USB设备控制器接口电路 的核心为设备控制器芯片PDIUSBD12，它一端通过USB的A型接口接在USB主机上，另一端 与微处理器的通用1/0引脚连接，完成数据信号和控制信号的传输。微处理器外围电路中， 稳压电路将接入的车载12V电压经过三级处理和电压变换后输出到微处理器和各接口芯片的 VCC引脚；复位电路中复位芯片输出的Reset信号接到微处理器的RESTn引脚；时钟电路中 的有源晶振输出稳定到时钟信号到微处理器的EXTAL引脚；执行器工作指示电路一端接微处 理器的PS7引脚，另一端接发光二极管和限流电阻。该系统的工作状态如下下位机执行系统在电源接通后自动启动，检测到C緒总线连接正确以后，自动采集CAN 总线的数据帧，自动完成总线数据帧的解析，储存在下位机的微处理器缓存中。当检测到USB 存储设备己连接以后，通过USB主机控制器自动把采集到的数据帧写入USB存储设备，完成 随车记录仪功能。当检测到USB主机连接本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可实现智能ＣＡＮ总线通信的车载记录仪，其特征在于该记录仪包括上位机控制系统和下位机执行系统；上位机控制系统包括基于虚拟仪器技术的监控界面和用ＶＩＳＡ技术开发灵活高效的ＵＳＢ设备驱动程序；下位机执行系统由基于微处理器的执行器和微处理器中嵌入的控制软件两部分构成；微处理器执行器包括微处理器、ＣＡＮ总线接口电路、ＵＳＢ主机控制器电路、ＵＳＢ设备控制器电路；微处理器通过ＣＡＮ总线接口电路与ＣＡＮ网络连接，从ＣＡＮ总线采集数据，经解析处理后，选择通过ＵＳＢ设备接口传送到上位机，实现ＣＡＮ总线实时监控功能，或者通过ＵＳＢ主机控制器芯片传送到ＵＳＢ存储设备。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：廖承林，宋晓光，王丽芳，王欢，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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