[发明专利]基于CAN总线的自动化控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域的自动化，特别涉及一种基于CAN总线的自动化控制系统。 

背景技术

CAN总线作为各个微控制器之间的通信接口，在汽车和工业中有着广泛的应用；在基于CAN总线的应用过程中，需要通过CAN总线接收和发送特定的报文，从而实现对某个设备的自动化操作。 

基于CAN总线的自动化控制，通常是在PC机上编写特定的应用程序，通过USB转CAN的接口卡连接带CAN接口的硬件，从而实现通过PC端的应用程序来对下位机进行控制。这种方法的缺点是：1、可扩展性不强，若需要增加新功能，则需要修改当前的应用程序，或是再开发一个应用程序以满足要求；2、不能通过自动化脚本简便地控制下位机。 

发明内容

本发明的目的，就是为了克服基于CAN总线进行自动化过程中遇到的效率问题，使用Windows的COM技术搭建自动化服务器，使得任何一个Windows端的应用程序均可与服务器进行交互，以快速实现基于CAN总线的自动化控制。 

本发明提供的具体技术方案如下： 

基于CAN总线的自动化控制方法，使用微控制器与至少一个CAN控制器连接，每个CAN控制器分别连接至CAN总线上，微控制器通过USB总线与PC机进行数据传输从而实现CAN报文的收发，在PC机上执行自动化服务程序，使得自动化客户端可以通过自动化服务器收发报文。 

基于CAN总线的自动化控制方法，包括硬件电路，下位机程序和上位机程序。 

基于CAN总线的自动化控制方法，所述的硬件电路由微控制器、至少一个CAN控制器、USB模块组成；微控制器与至少一个CAN控制器连接，每个CAN控制器连接一个CAN收发器，每个CAN收发器均连接至一根独立的CAN总线上。 

基于CAN总线的自动化控制方法，所述的CAN控制器在总线上监听到CAN报文或是错误帧后，将监听的数据反馈给微控制器，微控制器将其读入本地报文接收缓冲区，并将接收缓冲区内的数据通过USB模块上传至PC机。 

基于CAN总线的自动化控制方法，所述的USB模块接收到上位机的命令后，对微控制器进行配置，包括CAN总线参数的配置等等。 

基于CAN总线的自动化控制方法，所述的上位机程序在Windows中建立一个自动化服务器对象，此自动化服务器与USB接口进行通信，接收来自下位机采集的报文信息，同时将需要发送的报文通过USB接口发送至下位机。 

基于CAN总线的自动化控制方法，所述的自动化服务器对象支持任何基于COM的Windows客户端的连接，从而将下位机监听到的总线数据传输至客户端，同时接收客户端的报文发送请求，并将需要发送的报文传输至下位机进行发送。 

基于CAN总线的自动化控制方法，它的优势在于，1、设计合理，结构清晰，可以通过服务器与任意个客户端进行连接；2、客户端应用程序可以是脚本，仅需修改脚本即可实现对客户端程序的更新和控制内容的更改。 

附图说明

图1为本发明实施方法中上下位机连接的总架构图 

图2为本发明实施方法中硬件电路的执行逻辑 

图3为本发明实施方法中自动化服务器的执行逻辑 

图1中，微控制器（101），CAN控制器（102），CAN收发器（103），CAN总线CANH（104），CAN总线CANL（105），USB模块（106），PC机（109），下位机硬件电路（110），USB线（111），总线上的其他节点（112） 

图2中，CAN控制器接收缓冲区（201），CAN控制器发送缓冲区（202），本地CAN发送缓冲区（203），本地CAN接收缓冲区（204），测试引擎（205），报文USB发送缓冲区（208），报文USB接收缓冲区（209），计算机CPU（211），CAN总线自动化服务器程序（212），CAN总线自动化客户端程序（213） 

图3中，USB驱动程序（301），USB接收缓冲区（302），USB发送缓冲区（303），自动化服务器（304），自动化客户端写请求（305），自动化客户端读请求（306） 

具体实施方式

在图1中，下位机硬件电路（110）包含微控制器（101）、USB模块（106）和CAN收发器（103），下位机硬件电路（110）通过USB线缆（111）连接至PC机（109），同时通过CAN总线CANH（104）和CANL（105）连接至总线上的其他节点（112）。