CN107707418B - 一种通信诊断***以及通信诊断刷新方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于以太网-CAN通信的通信诊断***以及利用该通信诊断***实现的通信诊断方法。该通信诊断***具备:外部测试设备、网关以及多个ECU,其中,所述外部测试设备用于实现对所述网关以及所述ECU的通信诊断刷新,所述网关用于实现所述ECU和所述外部测试设备之间的通信连接,所述ECU根据从所述网关接收到的请求进行相应的处理并向所述网关返回应答。根据本发明能够实现外部测试设备与网关或者车内CAN总线上的多个ECU的通信,能够实现外部测试设备对网关以及ECU的诊断和刷新。
Description
技术领域
本发明涉及车载通信技术,尤其是涉及一种基于以太网-CAN通信的通信诊断***及利用该通信诊断***实现的通信诊断刷新方法。
背景技术
在现有车型上,目前的OBD诊断口只能支持很少几路CAN总线的诊断,且随着车载功能增加,刷新数据量也大量增加。
经过现有的技术文献和专利的检索发现:中国专利申请号为: 201110387160.2,公开号为CN 103139052 A,名称为CAN-以太网通信网关、数据处理方法和***。该专利通过CAN-以太网通信网关中的硬件协议栈芯片对接收到的CAN数据信号或IP数据信号进行转换,并通过对应的接口向外发送,实现控制中心通过以太网与具有CAN总线的终端设备的通信。
但是现有技术中,总线的带宽受到限制,并且存在刷新速度缓慢的问题。
发明内容
鉴于上述问题,为了解决总线的带宽限制并提高刷新速度,本发明旨在提供一种采用以太网总线,通过以太网和CAN的协议转换,实现以太网-CAN的通信的通信诊断***及基于该通信诊断***的通信诊断刷新方法。
本发明的基于以太网-CAN通信的通信诊断***,其特征在于,具备:外部测试设备、网关以及多个ECU,其中,
所述外部测试设备用于实现对所述网关以及所述ECU的通信诊断刷新,
所述网关用于实现所述ECU和所述外部测试设备之间的通信连接,
所述ECU根据从所述网关接收到的请求进行相应的处理并向所述网关返回应答。
优选地,所述网关具备:以太网接口,用于与所述外部测试设备进行通信;多个CAN接口,用于分别与所述ECU进行通信;以及
处理器,用于运行软件协议栈,集成CAN协议以及以太网协议,对从所述以太网接口接收到的以太网报文转换成CAN诊断报文、以及将从所述CAN接口接收到的CAN诊断报文转换成以太网报文。
优选地,所述外部测试设备和所述网关之间通过以太网进行通信连接。
优选地,所述EUC和所述网关之间通过CAN总线进行通信连接。
优选地,所述外部测试设备和所述网关之间通过建立TCP/IP通信连接。
本发明的基于以太网-CAN通信的通信诊断方法,其特征在于,包括下述步骤:
诊断刷新开始步骤,网关广播报文并且由外部测试设备收到该报文的情况下开始诊断刷新请求,或者外部测试设备未收到该报文而主动向车辆请求车辆信息的情况下开始诊断刷新请求;
初始化连接步骤,外部测试设备初始化与网关的连接;
诊断刷新请求判断步骤,网关判断从外部测试设备收到的诊断刷新报文,并判断该诊断刷新报文的目的节点;
诊断刷新请求执行步骤,如果网关判断该诊断刷新报文的目的节点是网关本身的话,则网关自身进行诊断刷新处理,如果网关判断该诊断刷新报文的目的节点是与网关连接的CAN节点情况下,则网关将诊断刷新报文转换后发送给CAN节点;以及
诊断刷新结果返回步骤,网关将上述诊断刷新请求执行步骤执行的诊断刷新处理结果返回给外部测试设备。
优选地,外部测试设备和网关之间通过以太网进行通信。
优选地,EUC和网关之间通过CAN总线进行通信连接。
优选地,外部测试设备和网关之间通过建立TCP/IP通信连接。
优选地,在所述诊断刷新请求执行步骤中,如果网关判断该诊断刷新报文的目的节点是与网关连接的CAN节点情况下,则网关将诊断刷新报文从以太网报文转换成CAN报文后发送给CAN节点。
如上所述,根据本发明的基于以太网-CAN通信的通信诊断***以及基于该通信诊断***的通信诊断刷新方法,通过网关对接收到的CAN数据信号或IP数据信号进行转换,并通过对应的接口向外发送,实现外部测试设备通过以太网与具有CAN总线的ECU的通信。网关能够解析并转换以太网协议和CAN协议,网关的以太网接口对外连接测试设备,不仅可实现外部测试设备和网关之间的以太网通信,且可实现外部测试设备通过以太网对网关本身的诊断刷新。网关连接多路CAN总线子网,网关与CAN总线的ECU基于CAN总线通信,各子网CAN总线可通过网关进行CAN通信。
通过网关对以太网-CAN协议转换,外部测试设备可通过以太网对车内CAN总线进行通信诊断刷新,且可实现对多路CAN总线并行刷新,并且具备多CAN通道同步诊断刷新功能,由此,以太网的高带宽可以满足工厂在线刷新的时间要求,刷新速度更快。
附图说明
图1是基于以太网-CAN通信的通信诊断***的构造示意图。
图2是基于以太网-CAN通信的通信诊断***中网关构造示意图。
图3是表示利用本发明的通信诊断***实现的通信诊断刷新方法的流程图。
具体实施方式
下面介绍的是本发明的多个实施例中的一些,旨在提供对本发明的基本了解。并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。
图1是基于以太网-CAN通信的通信诊断***的构造示意图。
如图1所示,本发明的基于以太网-CAN通信的通信诊断***包括:外部测试设备100、网关200以及多个ECU300。ECU是(Electronic Control Unit)电子控制单元,从用途上讲则是汽车专用微机控制器。它和普通的电脑一样,由微处理器(CPU)、存储器 (ROM、、RAM)、输入/输出接口(I/O)、模数转换器(A/D)以及整形、驱动等大规模集成电路组成。
外部测试设备100用于实现对网关200以及ECU300的通信诊断刷新,网关200用于实现ECU300和外部测试设备100之间的通信连接,ECU300根据从网关200接收到的请求进行相应的处理并向所述网关返回应答,其中,外部测试设备100和网关200之间通过以太网进行通信连接,ECU300和网关200之间通过CAN总线进行通信连接。
具体地,外部测试设备100通过100Base-TX以太网与网关200连接,根据TCP/IP协议向网关发出连接请求,与网关建立TCP/IP通信。网关200为通信诊断刷新网关,网关响应来自外部测试设备的连接请求,根据TCP/IP协议与外部测试设备100通信,根据CAN协议与ECU300通信,当网关200收到来自外部测试设备100的以太网报文,若通信诊断刷新目标为网关200,网关200进行相应处理后对外部测试设备300进行应答,若诊断目标为所连CAN总线,通过协议转化和通信诊断刷新路由,发送CAN网络,若网关收到来自CAN总线的ECU300反馈的诊断响应报文,则将诊断响应报文转换成以太网报文,发给外部测试设备100。
ECU300为挂载在子网CAN总线上的普通节点,收到通信诊断刷新请求后,进行相应的处理并发送应答。
图2是基于以太网-CAN通信的通信诊断***中网关的构造示意图。
如图2所示,网关200具备:以太网接口201,用于与外部测试设备100进行通信;多个CAN接口203,用于分别与ECU300进行通信;以及处理器202,用于运行软件协议栈,集成CAN协议以及以太网协议,对从以太网接口201接收到的以太网报文转换成CAN诊断报文、以及将从CAN接口203接收到的CAN诊断报文转换成以太网报文。
在图2中,网关200通过以太网OBD诊断口(图2中的“OBD”)连接外部测试设备100。OBD是英文On-Board Diagnostic的缩写,即“车载诊断***”。另外,以太网接口201采用以太网接口100Base-TX,CAN接口203采用4个CAN几口500kbps,处理器202采用SPC56EC64。处理器202中能够运行软件协议栈,集成CAN协议和以太网协议,对从以太网接口接收到的以太网报文转换成CAN诊断报文或从CAN接口接收到的CAN诊断报文转换成以太网报文,并通过相应的网络接口发送到相应总线,处理器202集成诊断协议和协议数据单元路由功能,实现多ECU节点、多CAN通道同步诊断刷新。
以上对于本发明的基于以太网-CAN通信的通信诊断***进行了说明。接着,对于利用该基于以太网-CAN通信的通信诊断***实现的通信诊断刷新方法进行说明。
图3是表示利用本发明的通信诊断***实现的通信诊断刷新方法的流程图。
本发明中外部测试设备100和网关200通过标准以太网100Base-TX直接相连,网关200的IP地址采用静态配置,省去节点网关初始化时的Auto-IP配置过程,减少初始化时间。网关200的以太网接口201获得正确的IP地址后,开始通信诊断刷新流程。外部测试设备100和网关200通过套接字方式实现通信,所谓套接字是指源IP地址和目的IP地址以及源端口号和目的端口号的组合,其用于标识客户端请求的服务器和服务,它是网络通信过程中端点的抽象表示,包含进行网络通信必须的五种信息:连接使用的协议、本地主机的IP地址、本地进程的协议端口、远地主机的IP地址以及远地进程的协议端口。这里,采用套接字通信根据TCP/UDP协议实现。
利用本发明的通信诊断***实现的通信诊断刷新方法的流如图3所示:
在步骤S101网关的IP地址有效后,进入步骤S102,网关200广播三次包含VIN、EID、GID和逻辑地址的广播报文。
在步骤S103,若外部测试设备100及时收到这条报文,即可开始诊断/刷新流程,即进入步骤S106。否则,进入步骤S104,在步骤S104中外部测试设备100需要通过VID请求报文主动请求车辆信息,例如车辆ID。在步骤S105中,网关200应答车辆ID。
接着,进入步骤S106,在步骤S106中,当外部测试设备100获取到车辆信息后,按照标准TCP握手流程初始化与网关200的连接。
在步骤S107中,若外部测试设备100有诊断/刷新需求,如果有的话,进入步骤S108,否则进入步骤S114关闭连接。
在步骤S108中,网关200收到诊断/刷新报文,判断报文的目的节点,如果目的节点是网关的话,则进入步骤S109,否则继续进入步骤S110。
在步骤S109中进行网关的诊断处理。网关自身进行诊断处理,并反馈诊断结果给外部测试设备100。
在步骤S110中,若目的节点为CAN节点,则网关进行诊断路由,将以太网请求转换为CAN请求,CAN节点收到诊断请求,在步骤S111中目的节点进行诊断处理,在步骤S112中目的节点反馈诊断结果给网关200,在步骤S113中网关200将CAN响应转换为以太网响应,反馈给外部测试设备100。
重复执行上述步骤S107~步骤S113,直到外部测试设备100不再需要该连接,将按照标准TCP流程关闭连接。
如上所述,根据本发明的基于以太网-CAN通信的通信诊断***以及基于该通信诊断***的通信诊断刷新方法,通过网关200对接收到的CAN数据信号或IP数据信号进行转换,并通过对应的接口向外发送,实现外部测试设备100通过以太网与具有CAN总线的ECU300的通信。网关200能够解析并转换以太网协议和CAN协议,网关200的以太网接口201对外连接测试设备100,不仅可实现外部测试设备100和网关200之间的以太网通信,且可实现外部测试设备100通过以太网对网关200本身的诊断刷新。网关200连接多路CAN总线子网,网关200与CAN总线的ECU300基于CAN总线通信,各子网CAN总线可通过网关进行CAN通信。通过网关200对以太网-CAN协议转换,外部测试设备100可通过以太网对车内CAN总线进行通信诊断刷新,且可实现对多路CAN总线并行刷新,并且具备多CAN通道同步诊断刷新功能,由此,以太网的高带宽可以满足工厂在线刷新的时间要求,刷新速度更快。
以上例子主要说明了本发明的基于以太网-CAN通信的通信诊断***以及基于该通信诊断***的通信诊断刷新方法。尽管只对其中一些本发明的具体实施方式进行了描述,但是本领域普通技术人员应当了解,本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此,所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的,在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下,本发明可能涵盖各种的修改与替换。
Claims (5)
1.一种基于以太网-CAN通信的通信诊断方法,其特征在于,包括下述步骤:
诊断刷新开始步骤,网关广播报文并且外部测试设备收到该报文的情况下开始诊断刷新请求,或者外部测试设备未收到该报文而主动向车辆请求车辆信息的情况下开始发出诊断刷新请求;
初始化连接步骤,外部测试设备初始化与网关的连接;
诊断刷新请求判断步骤,网关判断从外部测试设备收到的诊断刷新报文,并判断该诊断刷新报文的目的节点;
诊断刷新请求执行步骤,如果网关判断该诊断刷新报文的目的节点是网关本身的话,则网关自身进行诊断刷新处理,如果网关判断该诊断刷新报文的目的节点是与网关连接的CAN节点情况下,则网关将诊断刷新报文转换后发送给CAN节点;以及
诊断刷新结果返回步骤,网关将上述诊断刷新请求执行步骤执行的诊断刷新处理结果返回给外部测试设备,
其中,所述网关连接多路CAN总线子网,所述外部测试设备通过以太网对车内CAN总线进行通信诊断刷新并且实现对多路CAN总线并行刷新并且具备多CAN通道同步诊断刷新功能。
2.如权利要求1所述的基于以太网-CAN通信的通信诊断方法,其特征在于,
外部测试设备和网关之间通过以太网进行通信。
3.如权利要求2所述的基于以太网-CAN通信的通信诊断方法,其特征在于,
ECU和网关之间通过CAN总线进行通信连接。
4.如权利要求2所述的基于以太网-CAN通信的通信诊断方法,其特征在于,
外部测试设备和网关之间通过建立TCP/IP通信连接。
5.如权利要求3所述的基于以太网-CAN通信的通信诊断方法,其特征在于,
在所述诊断刷新请求执行步骤中,如果网关判断该诊断刷新报文的目的节点是与网关连接的CAN节点情况下,则网关将诊断刷新报文从以太网报文转换成CAN报文后发送给CAN节点。
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