Can网络的控制监听装置及系统

文档序号:1965897 发布日期:2021-12-14 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 Can网络的控制监听装置及系统 (Control monitoring device and system of CAN network ) 是由 张振 焦亮 胡志恒 董秀成 刘翔 高华 尚程 瞿铭君 孟欢 朱庆春 薛丽莹 黄 于 2021-09-09 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种CAN网络的控制监听装置及系统,该装置包括第一以太网接口模块、第一CAN协议控制芯片、通信模块、第二CAN协议控制芯片和第二以太网接口模块;第一以太网接口模块与第一CAN协议控制芯片连接,第一CAN协议控制芯片与第二CAN协议控制芯片连接,第二CAN协议控制芯片与第二以太网接口模块连接;通信模块旁路连接第一CAN协议控制芯片和第二CAN协议控制芯片,通信模块用于向测试设备发送目标数据,目标数据为第一CAN协议控制芯片与第二CAN协议控制芯片之间传输的CAN网络数据:本发明将CAN网络适配的目标数据,通过旁路连接的通信模块发送至测试设备,进而实现在使用以太网接口的CAN网络的控制监听系统中,对CAN网络进行检测,提高CAN网络检测的可靠性。(The invention discloses a control monitoring device and a system of a CAN network, wherein the device comprises a first Ethernet interface module, a first CAN protocol control chip, a communication module, a second CAN protocol control chip and a second Ethernet interface module; the first Ethernet interface module is connected with a first CAN protocol control chip, the first CAN protocol control chip is connected with a second CAN protocol control chip, and the second CAN protocol control chip is connected with a second Ethernet interface module; the communication module bypass is connected with the first CAN protocol control chip and the second CAN protocol control chip, the communication module is used for sending target data to the test equipment, and the target data is CAN network data transmitted between the first CAN protocol control chip and the second CAN protocol control chip: the invention transmits the target data adapted to the CAN network to the test equipment through the communication module connected with the bypass, thereby realizing the detection of the CAN network in the control monitoring system of the CAN network using the Ethernet interface and improving the reliability of the CAN network detection.)

CAN网络的控制监听装置及系统

技术领域

本发明实施例涉及物联网技术,尤其涉及一种CAN网络的控制监听装置及系统。

背景技术

随着物联网的快速普及和发展,基于以太网转控制器局域网络(Controller AreaNetwork,CAN)的设备在工业控制系统中应用越来越广泛。车联网场景中,在对车载数据进行检测时,通常需要使用具有分析功能的终端与车辆上的CAN总线(双绞线)接口连接。通过具有分系统能的终端进行车载数据检测。

当以太网转CAN设备不再使用标准CAN协议的双绞线(CAN_H和CAN_L)时,由于缺少标准CAN接口,无法实现CAN的检测,CAN检测不可靠。如何实现在使用以太网接口的情况下,对CAN进行检测,成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种CAN网络的控制监听装置及系统,以实现在使用以太网接口的转换设备中对CAN进行检测,提高CAN检测的可靠性。

第一方面,本发明实施例提供了一种CAN网络的控制监听系统,其特征在于,包括:第一以太网接口模块、第一CAN协议控制芯片、通信模块、第二CAN协议控制芯片和第二以太网接口模块;

第一以太网接口模块用于接收第一以太网数据,对第一以太网数据进行解包,根据CAN协议对解包结果进行封包,得到第一CAN协议数据包;

第一以太网接口模块将第一CAN协议数据包传输至第一CAN协议控制芯片;

第一CAN协议控制芯片用于根据CAN协议数据包进行CAN网络控制,将第一CAN协议数据包包含的目标数据发送至第二CAN协议控制芯片;

第二CAN协议控制芯片根据CAN协议数据包包含的目标数据生成第二CAN协议数据包;

第二CAN协议控制芯片将第二CAN协议数据包传输至第二以太网接口模块;

第二以太网接口模块根据第二CAN协议数据包生成第二以太网数据;

通信模块通过旁路连接第一CAN协议控制芯片和第二CAN协议控制芯片,通信模块用于获取第一CAN协议控制芯片向第二CAN协议控制芯片发送的目标数据;将目标数据发送至测试设备。

第二方面,本发明实施例还提供了一种CAN网络的控制监听装置,包括:

第一以太网接口模块、第一CAN协议控制芯片、通信模块、第二CAN协议控制芯片和第二以太网接口模块;

第一以太网接口模块与第一CAN协议控制芯片连接,第一CAN协议控制芯片与第二CAN协议控制芯片连接,第二CAN协议控制芯片与第二以太网接口模块连接;

通信模块旁路连接第一CAN协议控制芯片和第二CAN协议控制芯片,通信模块用于向测试设备发送目标数据,目标数据为第一CAN协议控制芯片与第二CAN协议控制芯片之间传输的CAN网络数据。

本发明实施例提供的CAN网络的控制监听系统,第一以太网接口模块和第二以太网接口模块之间,设有第一CAN协议控制芯片和第二CAN协议控制芯片。第一以太网借口模块接收第一以太网数据,对第一以太网数据进行解包,根据CAN协议对解包结果进行封包,得到第一CAN协议数据包。第一CAN协议控制芯片根据CAN协议数据包进行CAN网络控制,将第一CAN协议数据包包含的目标数据发送至第二CAN协议控制芯片。通信模块对第一CAN协议控制芯片和第二CAN协议控制芯片的连接进行旁路连接,进而能够监听到第一CAN协议控制芯片与第二CAN协议控制芯片之间通信的适用于CAN网络的目标数据。通信模块将获取到的目标数据发送至测试设备,进而能够通过测试设备对适用于CAN网络的目标数据进行测试。第二以太网接口模块根据目标数据生成第二以太网数据,通过以太网数据将第二以太网数据进行输出。本发明将以太网数据转换为CAN网络适配的目标数据,根据目标数据进行CAN网络控制的同时,将目标数据通过旁路连接的通信模块发送至测试设备,进而实现在使用以太网接口的CAN网络的控制监听系统中,对CAN网络进行检测,提高CAN网络检测的可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例一中的CAN网络的控制监听系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的CAN网络的控制监听系统的结构示意图,该系统应用于使用以太网进行物联网数据传输控制的情况,尤其是车联网中使用以太网接口进行数据传输的情况。该系统包括:第一以太网接口模块101、第一CAN协议控制芯片102、通信模块105、第二CAN协议控制芯片103和第二以太网接口模块104。

其中,第一以太网接口模块101用于接收第一以太网数据,对第一以太网数据进行解包,根据CAN协议对解包结果进行封包,得到第一CAN协议数据包。

第一以太网接口模块101具有RJ45接口,能够与RJ45连接。RJ(Registered Jack,注册的插座)45是布线系统中信息插座(即通信引出端)连接器的一种,连接器由插头(接头、水晶头)和插座(模块)组成,插头有8个凹槽和8个触点。第一以太网接口模块101通过RJ45接收第一以太网数据。第一以太网数据可以为用户数据报协议(User DatagramProtocol,UDP)、传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)或网际互连协议(Internet Protocol,IP)的数据包。对第一以太网数据进行解析,得到解包结果。根据CAN协议对解包结果进行封包,得到符合CAN协议的第一CAN协议数据包。

第一以太网接口模块101将第一CAN协议数据包传输至第一CAN协议控制芯片102。

其中,第一以太网接口模块101可以通过SPI与第一CAN协议控制芯片102连接。通过SPI将第一CAN协议数据包传输至第一CAN协议控制芯片102。

第一CAN协议控制芯片102用于根据CAN协议数据包进行CAN网络控制,将第一CAN协议数据包包含的目标数据发送至第二CAN协议控制芯片103。

其中,第一CAN协议控制芯片102接收到第一CAN协议数据包后,根据CAN协议对CAN数据包进行识别,完成CAN协议控制过程。同时将CAN协议所承载的应用层的目标数据转换为串行接口的数据接收RxD通信和数据发送TxD通信。硬件实现为数据接收RxD引脚和数据发送TxD引脚。第一CAN协议控制芯片102的数据接收RxD引脚又称为第一数据接收引脚,第一CAN协议控制芯片102的数据发送TxD引脚又称为第一数据发送引脚。

第二CAN协议控制芯片103也具有数据接收RxD引脚和数据发送TxD引脚。第一CAN协议控制芯片102的数据发送TxD引脚与第二CAN协议控制芯片103的数据接收RxD引脚连接。第一CAN协议控制芯片102的数据接收RxD引脚与第二CAN协议控制芯片103的数据发送TxD引脚连接。第二CAN协议控制芯片103的数据接收RxD引脚又称为第二数据接收引脚,第二CAN协议控制芯片103的数据发送TxD引脚又称为第二数据发送引脚。

从数据流的角度来说,当以太网数据由第一以太网接口模块101接收,并通过第二以太网接口模块104发出时,第一CAN协议控制芯片102通过数据发送TxD通信将目标数据发送至第二CAN协议控制芯片103的数据接收RxD引脚。可选的,当以太网数据由第二以太网接口模块104接收,并通过第一以太网接口模块101发出时,第二CAN协议控制芯片103通过数据发送TxD通信将目标数据发送至第一CAN协议控制芯片102的数据接收RxD引脚。

第二CAN协议控制芯片103根据CAN协议数据包包含的目标数据生成第二CAN协议数据包。

其中,第二CAN协议控制芯片103通过数据接收RxD引脚接收到第一CAN协议控制芯片102传输的目标数据。第二CAN协议控制芯片103根据CAN协议对目标数据进行封包,得到第二CAN协议数据包。

第二CAN协议控制芯片103将第二CAN协议数据包传输至第二以太网接口模块104。

其中,第二CAN协议控制芯片103通过SPI与第二以太网接口模块104连接。通过SPI将第二CAN协议数据包传输至第二以太网接口模块104。

第二以太网接口模块104根据第二CAN协议数据包生成第二以太网数据。

其中,第二以太网接口模块104根据CAN协议对对第二CAN协议数据包进行解包,得到解包结果。根据以太网传输使用的传输协议对解包结果进行封包,得到第二以太网数据。通过RJ45接口将第二以太网数据进行输出。

通信模块105通过旁路连接第一CAN协议控制芯片102和第二CAN协议控制芯片103,通信模块105用于获取第一CAN协议控制芯片102向第二CAN协议控制芯片103发送的目标数据;将目标数据发送至测试设备。

其中,通信模块105具有两个数据接收RxD引脚,通信模块105的数据接收RxD引脚又称为第三数据接收引脚。通信模块105的一个数据接收RxD引脚与第一CAN协议控制芯片102的数据发送TxD引脚以及第二CAN协议控制芯片103的数据接收RxD引脚形成T型连接,换言之通信模块105旁路连接第一CAN协议控制芯片102的数据发送TxD引脚和第二CAN协议控制芯片103的数据接收RxD引脚。通过上述旁路连接,通信模块105能够获取由第一CAN协议控制芯片102发送至第二CAN协议控制芯片103的目标数据。

通信模块105的另一个数据接收RxD引脚与第二CAN协议控制芯片103的数据发送TxD引脚以及第一CAN协议控制芯片102的数据接收RxD引脚形成T型连接,换言之通信模块105旁路连接第二CAN协议控制芯片103的数据发送TxD引脚和第一CAN协议控制芯片102的数据接收RxD引脚。通过上述旁路连接,通信模块105能够获取由第二CAN协议控制芯片103发送至第一CAN协议控制芯片102的目标数据。

通信模块105在获取到目标数据后,将目标数据发送至测试设备。通信模块105可以为移动蜂窝网络通信模块,能够将目标数据发送至3G网络、4G网络或5G网络。

测试设备可以为平板电脑、笔记本电脑等移动终端。测试设备还可以为个人电脑、工作站等计算机设备。测试人员可以控制测试设备接收目标数据,并在测试设备上根据接收到的目标数据进行CAN网络检测。

进一步的,CAN网络的控制监听系统还包括DC-DC电源模块。DC-DC电源模块用于为第一以太网接口模块101、第一CAN协议控制芯片102、通信模块105、第二CAN协议控制芯片103以及第二以太网接口模块104供电。

目前的CAN检测终端由于需要在CAN检测终端中进行CAN分析任务,因此CAN检测终端需要连接220V电压的电源。本发明中,通信模块105将目标数据发送至测试设备进行测试,使得CAN网络的控制监听系统无需进行CAN分析任务,因此能够大幅降低CAN网络的控制监听系统的供电需求。因此可以使用DC-DC电源模块进行供电。DC-DC电源模块可以与移动电源等便携式电源设备连接,无需连接220V电压的电源,进而大幅提高CAN网络测试的便捷性。

进一步的,以太网数据可以按照由第一以太网接口模块101输入,第二以太网接口模块104输出的方向传输。也可以按照由第二以太网接口模块104输入,第一以太网接口模块101输出的方向传输。

本发明实施例提供的CAN网络的控制监听系统,第一以太网接口模块101和第二以太网接口模块104之间,设有第一CAN协议控制芯片102和第二CAN协议控制芯片103。第一以太网借口模块接收第一以太网数据,对第一以太网数据进行解包,根据CAN协议对解包结果进行封包,得到第一CAN协议数据包。第一CAN协议控制芯片102根据CAN协议数据包进行CAN网络控制,将第一CAN协议数据包包含的目标数据发送至第二CAN协议控制芯片103。通信模块105对第一CAN协议控制芯片102和第二CAN协议控制芯片103的连接进行旁路连接,进而能够监听到第一CAN协议控制芯片102与第二CAN协议控制芯片103之间通信的适用于CAN网络的目标数据。通信模块105将获取到的目标数据发送至测试设备,进而能够通过测试设备对适用于CAN网络的目标数据进行测试。第二以太网接口模块104模根据目标数据生成第二以太网数据,通过以太网数据将第二以太网数据进行输出。本发明将以太网数据转换为CAN网络适配的目标数据,根据目标数据进行CAN网络控制的同时,将目标数据通过旁路连接的通信模块105发送至测试设备,进而实现在使用以太网接口的CAN网络的控制监听系统中,对CAN网络进行检测,提高CAN网络检测的可靠性。

实施例二

本发明实施例二提供了的CAN网络的控制监听装置,包括:第一以太网接口模块101、第一CAN协议控制芯片102、通信模块105、第二CAN协议控制芯片103和第二以太网接口模块104;第一以太网接口模块101模与第一CAN协议控制芯片102连接,第一CAN协议控制芯片102与第二CAN协议控制芯片103连接,第二CAN协议控制芯片103与第二以太网接口模块104连接;通信模块105旁路连接第一CAN协议控制芯片102和第二CAN协议控制芯片103,通信模块105用于向测试设备发送目标数据,目标数据为第一CAN协议控制芯片102与第二CAN协议控制芯片103之间传输的CAN网络数据。

在上述实施方式的基础上,第一CAN协议控制芯片102包括第一数据接收引脚和第一数据发送引脚;第二CAN协议控制芯片103包括第二数据接收引脚和第二数据发送引脚;通信模块105包括第三数据接收引脚。第二数据发送引脚、第一数据接收引脚和第三数据接收引脚构成T型连接;第一数据发送引脚、第二数据接收引脚和第三数据接收引脚构成T型连接。T型连接能够实现通信模块105旁路连接第一CAN协议控制芯片102的第一数据发送引脚和第二CAN协议控制芯片103的第二数据发送引脚。使通信模块105获取第一CAN协议控制芯片102或第二CAN协议控制芯片103发送的目标数据。旁路连接能够实现在不影响CAN网络控制的同时,快速的获取目标数据。

在上述实施方式的基础上,通信模块105为移动蜂窝网络通信模块。移动通信网络能够实现将目标数据发送至测试设备,实现由测试设备对CAN网络进行检测,使CAN网络检测的部署更加便捷。

在上述实施方式的基础上,还包括DC-DC电源模块,DC-DC电源模块用于为第一以太网接口模块101、第一CAN协议控制芯片102、通信模块105、第二CAN协议控制芯片103以及第二以太网接口模块104供电。DC-DC电源模块能够实现通用串行总线(Universal SerialBus,USB)接口的5V输入电压。使得装置具有低功耗特性,5V的输入电压能够起到对各模块和芯片的安全保护。

在上述实施方式的基础上,第一以太网接口模块101通过串行外设接口(SerialPeripheral Interface,SPI)接口将第一CAN协议数据包传输至第一CAN协议控制芯片102;第二CAN协议控制芯片103通过SPI将第二CAN协议数据包传输至第二以太网接口模块104。SPI能够提高数据传输的稳定性,提高数据传输质量。

本发明实施例提供的CAN网络的控制监听装置,第一以太网接口模块101、第一CAN协议控制芯片102、通信模块105、第二CAN协议控制芯片103和第二以太网接口模块104;第一以太网接口模块101模与第一CAN协议控制芯片102连接,第一CAN协议控制芯片102与第二CAN协议控制芯片103连接,第二CAN协议控制芯片103与第二以太网接口模块104连接;通信模块105旁路连接第一CAN协议控制芯片102和第二CAN协议控制芯片103,通信模块105用于向测试设备发送目标数据,目标数据为第一CAN协议控制芯片102与第二CAN协议控制芯片103之间传输的CAN网络数据。能够将以太网数据转换为CAN网络适配的目标数据,根据目标数据进行CAN网络控制的同时,将目标数据通过旁路连接的通信模块105发送至测试设备,进而实现在使用以太网接口的CAN网络的控制监听系统中,对CAN网络进行检测,提高CAN网络检测的可靠性。

值得注意的是,上述装置的实施例中,所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的,但并不局限于上述的划分,只要能够实现相应的功能即可;另外,各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本发明的保护范围。

注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

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