[发明专利]一种多通道CAN总线分析仪

说明书

一种多通道CAN总线分析仪的设计方案，此方案采用ARM 32位芯片作为控制核心处理单元，多个处理单元通过USB总线连接到USB集线器控制模块，多个处理单元采用精确同步技术同步各个处理单元的时间戳。每个处理单元可外接2个CAN收发器并分别与CAN总线进行通信，采用光电耦合器进行隔离，从而在保护电路的同时提高了系统的抗干扰性。自动开关隔离电源为各个处理单元和CAN收发器供电，减少了电脑USB接口的电源消耗。本发明能够实现对多路CAN总线数据的收集和处理，并留有USB接口与PC相连，实现传输、采集、控制终端设备。

技术领域

本发明涉及CAN总线分析仪，特别提供了一种多通道CAN总线分析仪。

背景技术

随着科学技术的发展、生产自动化水平的提高，现场总线越来越受到人们的重视。作为现场总线的一种，CAN(Controller Area Network)总线最早是BOSCH公司为现代汽车应用领先推出的一种多主机局部网。CAN已经形成国际标准，并已被公认为几种最有前途的现场总线之一。

CAN总线分析仪是一种用来监测CAN总线当前运行状态的设备，主要功能是分析总线上的各种参数，从而及时给使用者提供一个直观的窗口来观测CAN总线上各种参数以及运行状况。

CAN总线是控制器局域网络(Controller Area Network)的简称，它是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的，并最终成为国际标准（ISO11519），是国际上应用最广泛的现场总线之一。

多通道CAN总线分析仪是一种用来检测多个CAN总线运行状态的设备，其主要功能是分析总线上的各种参数，从而及时给使用者提供一个直观的窗口来观测CAN总线上的各种参数及运行状况。 现有的CAN分析仪技术多为单通道或两通道的分析仪，处理器能力弱，功能简单，用户无法根据需要将多路CAN数据同时并行采集处理，这样无法满足多路CAN总线数据的实时同步交换以及分析处理等高级需求。在国内，由于对CAN总线技术研究不足，对CAN产品设计的起步时间较晚，大多数企业没有深入地进行多通道CAN总线分析仪的研究与定制，导致国内的CAN总线分析工具多为一通道或二通道，很少有四通道甚至八通道的设备，难以对国外的技术构成挑战。因此，在多通道CAN总线分析工具领域，几乎全部是国外厂家的产品。这些产品所对应的软件多数为英语环境，部分则是德文，其软件功能强大但操作相当复杂，需要专门的培训才能知道如何操作。

发明内容

本发明的目的在于实现对多路CAN总线数据的收集和处理，并提供USB接口与PC相连，实现传输采集控制终端设备。

一种多通道CAN总线分析仪，采用至少一个ARM 32位芯片作为控制核心处理单元；处理单元通过USB总线连接到USB集线器控制模块；每个处理单元通过光电耦合器外接2个CAN收发器并分别与CAN总线进行通信。

本发明提出了一种多通道CAN总线数据采集分析系统的设计方案，此方案采用ARM32位芯片作为控制核心处理单元，多个处理单元通过USB总线连接到USB集线器控制模块，多个处理单元通过精确同步技术同步各个处理单元的时间戳。每个处理单元可外接2个CAN收发器并分别连接CAN总线进行通信，采用光电耦合器进行隔离，设计了保护电路，提高了系统的抗干扰性。自动开关隔离电源为各个处理单元和CAN收发器供电，减少电脑USB口的电源消耗。

本发明能帮助使用者快速分析、定位被测的多条CAN网络中存在的问题，并且具有成本低廉、操作方便、可扩展性强的特点。同时本发明能够同时对多个CAN总线网络进行分析，使用方便，效率高。

本发明适用于需要CAN总线历史数据采集、故障前后报文分析等系统。可广泛应用于汽车、轨道车辆、工业控制等大数据量且不易排查故障的系统中，便于数据回放。