基于USB接口的CAN总线网络监控系统设计

1、南京理工大学硕士学位论文基于USB接口的CAN总线网络监控系统设计姓名：杜建峰申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：徐志良;彭富明20090530硕士论文基于USB接口的CAN总线网络监控系统设计摘要CAN总线通信网络自上世纪八十年代由德国Bosch公司开发出来以后，经过二十几年的迅速发展，以其独特的设计和极高的可靠性，在汽车应用领域中占据了主导地位。然而，CAN总线标准协议只规范了数据链路层和物理层，没有具体制定应用层，造成了各大汽车制造厂商使用的应用层协议各不相同，导致了检测CAN总线网络中数据的工作不易展开，从而无法很好地对网络进行监控。本课题就是在此背景下，设计开发了CA

2、N总线网络通用的测试监控系统。该系统采集并分析CAN总线上节点所发送的信息，监视节点的工作状况，同时发送指令至总线，控制节点运作。为实现该测试监控系统，本文作了以下工作： (1)在深入研究CAN总线协议的基础上，给出了CAN总线网络监控系统的系统结构，详细阐述了系统软、硬件设计与开发过程。(2)与上位机通信采用USB通信方式，利用内部集成CAN控制器的MC9S12DJ64 和符合USB20规范的CY7C6801 3A，设计了USBCAN转换器硬件电路，包括CAN接口电路模块、USB接口电路模块和AD采样模块。(3)结合专用开发环境给出了CAN通信和USB设备端通信的固件开发流程和程序结构，设计

3、了专门针对系统的USB设备驱动程序。(4)在上位机开发了可视化监控软件平台，利用PASSAT B5 CAN总线舒适系统实验平台，对系统进行测试和功能验证。关键词：CAN总线，USB，固件，驱动，实时监控，测试Abstract 硕士论文Abstract Since its development by Bosch Corporation of Germany during 1 980s，CAN Bus communication network has occupied a dominant position in the area of automobile application with

4、its high reliability and unique design after 20 years developmentHowever, the standard protocol of CAN Bus only provides regulations on the data link layer and physical layer instead of application layerTherefore，there is great disagreement on the application layer protocol among different automobil

5、e manufacturers，it leads to a considerably unsatisfactory supervision on the network due to difficulties involved in inspecting data within the CAN Bus communication network In view of the aforementioned backgroundthis paper tries to design a general testing& monitoring system for the CAN Bus Networ

6、k which analyzes information collected from the nodes on the CAN Bus，as well as supervising the performance of the nodesIn the meantime， the system sends back instructions to the Bus in order to take control over the performance of the nodesThe paper has conducted work as follows to realize the appl

7、ication of this system： (1)Structure of the testing&monitoring system for the CAN Bus Network is outlined after profound research on the protocol of CAN Bus，谢tll detailed elaboration on the design and development of both the hardware and software in the system (2)This task adopts USB interface to re

8、alize the communication嘶tll computersWith the help of MC9S 1 2DJ64，which integrates CAN controller,and CY7C6801 3A，which is in accordance with USB20 standard，develops USBCAN adaptor,including CAN interface module，USB interface module and AD module (3)The development process and related programming a

9、re put forward according to the particulars set by the specific programming environment，谢m a USB driver program specifically designed for the system (4)A visible measurement and control platform is developed on the host computer, which tests the performance and verifies the functioning of the system

10、 with the help of PASSAT B5 CAN comfort system experiment platform Key Word：CAN，USB，Firmware，Drive，Real-time Monitoring，Testing II硕：E论文基于USB接口的CAN总线网络监控系统设计图表目录图11 各类现场总线比较.3 图21 系统总体结构示意图.。9 图22系统硬件结构框图.10 图23软件设计模块.12 图31 CAN的ISOOSI参考模型层结构.14 图32 CAN总线网络拓扑结构.15 图33 CAN总线电平.15 图34数据帧格式.1 8 图35标准帧与扩

11、展帧数据帧格式.1 8 图36远程帧格式.1 8 图37超载帧格式.l 9 图38错误帧格式.19 图41 USB总线拓扑结构.20 图42 USB系统的分层.21 图43 USB设备构架.22 图44 IN、OUT、SETUP和PING令牌包格式.24 图45 SOF令牌包格式.24 图46数据包格式.25 图47握手包格式.25 图51 MSCAN控制器结构图.一29 图52 MC9S l 2DJ64外围电路原理图.3 l 图53 TJAl 050T外围电路原理图.33 图54 6N137外围电路原理图.33 图55 EZUSB FX2芯片内部结构框图.34 图56 EZUSB FX2外围

12、电路原理图.36 图57 EEPROM外围电路原理图.37 图58 AD7825外围电路原理图.39 图59参考电压供电电路.40 图510 EZUSB FX2输入MC9S12DJ64输出端口电平比较.41 图511 EZUSB FX2输出MC9S12DJ64输入端口电平比较.41 图512电平转换电路原理图.42 V图表目录硕十论文图513 图514 图61 图62 图63 图64 图65 图66 图67 图68 图69 图610 图71 图72 图73 图74 图75 图76 表21 表41 表51 表52 表61 表62 表63 表64 表65 表66 表67 表68 表71 VI 供电

13、电路原理图.43 电源隔离模块05S05S.43 验收过滤器工作原理.46 MSCAN初始化流程图.49 MSCAN接收数据流程图.5l EZUSB FX2 FIFO写时序.52 MSCAN发送数据流程图.。53 EZUSB FX2 FIFO读时序.54 固件程序框架流程图.57 设备描述符表结构.6l USB驱动体系和WDM分层结构.62 INF文件部分代码.66 PASSAT B5 CANBUS舒适系统实验台.68 汽车CAN总线监控系统结构图.69 运行界面.69 发送信息帧功能区.70 自定义CAN应用层协议.71 可视化界面.7l 各功能模块主要芯片.11 四种传输类型比较.26 M

14、C9S l 2DJ64芯片电源供应.3 l SN74ALVCl64245控制引脚功能表.42 缺省VID PID.47 接收缓冲区结构.51 MSCAN总线定时寄存器0.54 MSCAN总线定时寄存器1.。55 各种波特率CANBTR0和CANBTRl的参数.56 标准USB设备请求及应答.。59 USB中断处理函数.60 INF文件中常用的节.65 PASSAT B5 CAN总线舒适系统数据分析.72声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材

15、料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名：盘垒磷1叼歹年多月如日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文， 按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：盔划一跏7年舌月如日硕士论文基于USB接【J的CAN总线网络监控系统设计1绪论11课题的应用背景现场总线技术是一种集计算机技术、通信技术、集成电路技术于一身的控制技术。国际电工委员会对现场总线标准定义为：现场总线是一种应用于生产现场，在现场设备

16、之间、现场设备与控制装置之间实行双向、串行、多节点通信的通信网络【l J。广义上现场总线，是置于现场总线控制系统中的现场总线，这样的现场总线不仅是通信标准，还是系统标准，用户使用总线标准提供的标准功能块构筑控制系统，实现控制功能。现场总线(Field Bus)是将自动控制系统中底层的现场控制器和现场智能仪表设备互连的实时控制通讯网络，是5C(Computer Control Communication CRT Change)技术相结合的产物【21。CAN(Controller Area Network)总线是现场总线的一种【3】【4】，它广泛应用于汽车行业、机械工业、家用电器、传感器等领域，已

17、经形成国际标准，是被公认的几种最有前途的现场总线之一。CAN总线是德国BOSCH公司在20世纪80年代初，为了解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通讯协议。它的短帧数据结构、非破坏性总线仲裁技术以及灵活的通讯方式适应了汽车对实时性和可靠性的要求。汽车CAN总线的技术背景来源于工业现场总线和计算机局域网这样非常成熟的技术，因此具有很高的可靠性，抗干扰性。随着现代汽车工业和电子技术的飞速发展，汽车上的电子装置越来越多。一辆高档汽车的电气节点数以千计，如果运用传统方法进行布线，连线的数量将非常惊人。同时更要求其电子控制系统的动态信息具备实时性，且各子系统需要实时共享车

18、辆的公共数据，如发动机转速，车轮转向，油门踏板位置等。但不同控制单元的控制功能不同，数据转换速度，各控制命令优先级也不同，因此需要一种具有优先权竞争模式的数据交换网络，并且该系统应具有极高的通讯速率。此外，作为一种载人交通工具，汽车必须具有较好的舒适性，故整车通讯系统必须具有很强的容错能力和快速处理能力。同时，汽车内部结构复杂，多种部件相互作用又相对独立，存在着相应的干扰，这些众多因素都决定了汽车必须采用基于CAN网络的整车电气控制。在国外，尤其是在欧洲，汽车总线技术已经成熟，CAN总线已被广泛应用在汽车上，一些著名的汽车制造厂商，如奔驰、宝马、大众、沃尔沃、雷诺、保时捷、劳斯莱斯和美洲豹等都

19、采用了CAN总线作为控制器联网的手段【5儿61，主要应用于动力系统(发动机、变速箱及仪表)、安全系统(ABS、EBD、BAV、ASR、ESP等)和车身系统(门、窗、空调、灯光、锁、座椅等)。随着国内对汽车驾驶安全性、舒适性要求提高，国产的商用车采用CAN总线技术已经迫在眉睫，大多数的商用车厂已经推出了CAN总线样ll绪论硕十论文车，中国重汽集团的HOWO车是目前国内批量生产的唯一一款采用CAN总线技术的重型卡车，其2007年的产量已经达到10万辆。在我国，对CAN总线的应用研究已经有了阶段性的成果，但从进一步的需求看， 还有很多工作要做。我国的汽车企业和各大高校、研究所展开密切的合作，如长安汽

20、车、奇瑞汽车、上汽集团、清华大学，北京航空航天大学、中国汽车研究中心等单位在CAN 总线控制网络方面开展了卓有成效的研究。目前国内在整车网络体系构建、信息接口规范等方面的研究也已经起步，但汽车电子技术的核心技术一直被国外的厂家所垄断着， 我国离发达国家现有的技术水平还存在一定的差距。所以想要赶上并超过国外的技术发展水平，就必须加大对汽车CAN总线方面的研究力度，不能只是停留在向国外学习的阶段。本课题正是在这一背景下提出的，目的是设计出一个CAN总线监控系统，在其连接到实际的CAN节点后，可实现对总线工作情况检测和对数据研究分析。由数据分析结果还可以总结出国外车厂如何定义CAN应用层协议，从而逐

21、步掌握其核心技术。在设计一个方便观察检测和学习汽车CAN总线原理的系统时，必不可少的要与计算机相连完成一定的功能。即需要对汽车CAN总线上的数据进行监控，将总线上的数据采集并且上传到计算机中，进而分析和显示它的数据。那么将数据上传的时候需要有个符合传输速度、稳定性要求的硬件接口，目前与计算机连接的接口有许多种，如何选择合适的接口才能满足系统的要求显得尤为重要。在众多的解决方案中USB总线接口以其多方面的优点脱颖而出，并且占据了很大的市场，是现在比较流行的解决方案。USB总线接口与CAN总线有着各自的优点和缺点：USB总线接口支持即插即用， 具有灵活、方便、应用范围广、通信稳定、成本低廉等优点，

22、目前已经成为计算机与外设进行数据传输的主要方式，但其缺点是通信距离不远和抗干扰性能不强；CAN总线是一种开放式、数字化、多点通信的控制系统局域网络，支持分布式控制和实时控制的串行通信网络，具有通信速率高，开放性好，报文短，纠错能力强，控制简单，扩展能力强，系统成本低等特点。它以其高可靠性、长达10千米的通信距离而广泛应用于工业控制。但一般工控机不具有CAN总线接口，需要专门的接口卡才能连接，而专用的接口卡一般成本较高，且连接不便。将USB总线接口技术与CAN总线技术的应用结合起来，可以解决CAN总线与计算机的连接问题，而且把它们的优点有机的结合起来。USB到CAN数据转换器作为一种USB外围设

23、备可以方便地与计算机连接，同时拥有CAN总线接口，具有通信距离远、抗干扰能力强等CAN总线的优点，十分适用于工业控制现场及其他应用场合。目前性价比高的USBCAN数据转换器还比较少见，本文将对这个问题进行重点研究。12汽车总线技术的发展2硕士论文基于USB接J的CAN总线网络监控系统设计汽车总线是指用于车载网络中底层的车用设备或车用仪表互联的通信网络，是车用网络与车载设备控制系统的集成。随着汽车电子化程度越来越高，常规的点到点的布线方式已经不能够适应现代汽车的高需求，汽车网络总线技术便应运而生。目前，绝大多数的汽车总线都被SAE(Society ofAutomotive Engineers：美

24、国汽车工程师协会)下属的汽车网络委员会按照协议特性划分为A、B、C、D四类7】【8119)101。A类总线是面向传感器或执行器管理的低速网络，它传输数据的位速率通常小于10kbps，主要用于调整后视镜、电动车窗和灯光照明等设备。其中以LIN(Local Interconnect Network：本地互联网)规范最有前途。LIN是由Motorola与Audi等知名企业联手推出的一种新型低成本的开放式串行通讯协议。主要用于车内分布式电控系统， 尤其是面向智能传感器或者执行器的数字化通讯场合。B类总线是面向独立控制模块间信息共享的中速网络，位速率一般在10-125kbps 之间，主要用在车身电子的舒

25、适性模块和显示仪表等设备中。这类总线中以CAN总线最知名，在欧洲各大汽车公司从1992年起就一直使用CAN标准IS0118981中位速率在476125kbps之间的部分。C类总线是面向闭环实时控制的多路传输高速网络，位速率多在125kbps-、-1Mbps 之间，主要服务于动力传动系统。在欧洲，汽车厂商大多使用“高速CAN”作为C类总线。D类总线是面向多媒体设备，高速数据流传输的高性能网络，位速率一般在2Mbps 以上，主要用于CD播放机、VCDDVD播放器和液晶显示等设备。另外，在无线通信方面选用Blue tooth技术加以实现。各类总线情况简要比较如图11所示： l 2 45 10 每个节

26、点成本(美元) 图11各类现场总线比较1绪论硕上论文从图中各个总线比较情况可以看出，CAN总线在车载网络总线中占有明显的优势， 无论从价格和位速率上都能满足很大一部分市场需求。121 CAN现场总线的发展控制器局域网CAN属于现场总线的范畴，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。1986年2月Robert Bosch公司在SAE汽车工程师协会大会上首次介绍了CAN总线，从而正式宣告了CAN的诞生。1991年9月Bosch公司制定并发布了CAN技术规范(Version 20)，包括A和B两部分。1993年11月ISO正式颁布了道路交通运载工具一数字交换一高速通信控制器局部网国际标准

27、(ISO l 1898)，为CAN总线标准化、规范化的推广铺平了道路。由于CAN现场总线有卓越的特性和极高的可靠性， 因此越来越受到工业界的重视，同时它作为一种具有国际标准的现场总线，凭借其出众的性价比在自动控制领域被越来越多的使用【ll】021。CAN是一种多主总线网络，网络各节点都有权向其他节点发送信息，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤，其主要特性包括：通信速率距离为5kbps10km一- 1Mbps40m和最多可达110个的网络节点数，且每个节点均可主动传输：采用全局广播发送接收数据：可以实现全分布式多机系统，并且没有主从机的区别，可方便地构成多机备份系统：采用非破坏性总线优先级仲裁

28、技术，当两个节点同时向总线发送信息时， 优先级低的节点主动停止发送数据；支持4种报文帧格式即数据帧、远程帧、错误帧、超载帧，并采用短帧结构，传送时间短，受干扰概率低；采用CRC检验及其他检验措施，保证了极低的信息出错率；具有自动关闭功能，当节点错误严重时，自动切断与总线的联系，以不影响系统的工作。由于CAN总线符合ISO 11898标准，得到了国际上许多大公司的支持，如Motorola、Intel、Philip等厂商。这几家公司生产的芯片分为两种，一种是单纯的CAN通信控制器， 另一种是带CAN通信端口的CPU芯片。它们都具有硬件接口简单、编程方便、系统构成容易的特点。目前，CAN总线已在汽车

29、领域、工业控制领域中得到了广泛的应用。它是连接智能现场设备的数字式，双向数据传输，多分支结构的现场总线网络113】【14】。122 USB总线的发展USB(通用串行总线)是以INTEL为主并有康柏、微软、IBM、DEC以及日本NEC 等几家公司共同制定的串行接口规格。USB总线规范草案最早提出是在1994年底，几经修订，推出了版本号为07的正式版本，接着于1996年推出了USBl0的正式版本， 到了1998年，又推出了修订版本USBl1。在USBl1版本中定义了两种速度USB传输工作模式，低速(Low Speed)模式的数据传输速度为15Mbps；全速(Full Speed)模式使得USB的传

30、输速度峰值达到了12Mbps，这一版本得到了计算机业界的广泛响应。4硕士论文基于USB接U的CAN总线网络监控系统设计在1999年2月23日的INTEL开发者论坛大会上，介绍了USB20规范，增加了惠普、朗讯和飞利浦三个新的成员，向下兼容USB 11，数据的传输率达到120-240Mbps，为大数据量高速实时传输提供了强有力的通讯方式Il 5】【l酬。USB是一种让用户通过公用电缆连接器很容易地将外设连接到计算机上的通信结构。只要是USB类型接口的外设一概可以连接到计算机的USB总线上。USB与传统的外围接口相比，主要有以下优点： 使用方便：在USB系统中，所有的USB设备可以随时接入和拔离系

31、统，USB主机能够动态识别设备的状态，并且自动给接入的设备分配地址和配置参数。速度快：快速性能是USB技术的突出特点，USB Verl1标准有全速12 Mbs和低速15 Mbs两种模式，主模式为全速，它比串口快了整整100倍，比并口快了十多倍。USB Ver20提供高达480 Mbs的数据传输率。易于扩展：通过USB HUB扩展，可连接多达127个外设，且各种外设均采用统一USB接口标准的连接器，大大地简化了安装过程。独立供电：USB接口提供了内置电源，它能向低压设备提供5V电源，因此，新的设备就不需要专门的电源了，从而降低了这些设备成本，并提高了性价比。使用灵活：为适应各种不同类型外围设备的

32、要求，USB提供了4种不同的数据传输模式：控制(Contr01)传输、同步(Synchronization)传输、中断(Interrupt)传输、批量(Bulk)传输。支持多个外设同时工作：USB系统支持多种数据传输的要求。数据带宽可以从几K 到480Mbs，它允许在同一电缆上传输实时和非实时数据，在主机和外设之间可以同时传输多个数据，允许多个外设同时操作，并支持复合设备【171【18】。13课题任务及研究内容本课题来源于南京理工大学汽车电子研发中心，研究工作是在大众公司的PASSAT B5 CAN舒适系统实验台节点条件下开展的。任务是设计一个汽车CAN总线监控系统， 将汽车舒适系统工作时的信

33、息数据帧通过USBCAN转换器上传到计算机，把数据存储、分析并显示出来供用户观察。此系统可以应用于多种场合，例如开发CAN总线节点时， 测试节点是否可以正常工作；汽车CAN节点故障检测、维修；分析不同应用层协议的CAN节点信息数据等。整个监控系统中最重要的部分就是CAN总线数据采集模块，只有确保了数据采集模块的稳定性与快速性，才能够将CAN总线上的数据信息准确无误地采集下来，并且上传到计算机进行进一步处理。作者在论文工作期间，主要从事了CAN总线网络监控系统中数据采集部分的软、硬件设计，工作内容分为以下几个方面： 5l绪论硕上论文(1)选择系统的总体架构与软硬件开发平台。(2)CAN外围通信接

34、口硬件部分的设计，USB20外围通信接121硬件部分的设计。(3)通过模数转换器实现增加了CAN总线电平实时采集模块，旨在更加清晰地观察CAN总线上的数据流。(4)对CAN软件部分编写，包括CAN单片机固件程序的设计。(5)对USB20软件部分编写，软件设计包括USB设备驱动程序部分和USB单片机固件程序部分。(6)利用PASSAT B5 CAN总线舒适系统实验台搭建了一个测试监控平台，完成系统功能测试，并且分析、总结采集到的数据。6硕士论文基于USB接口的CAN总线网络监控系统设计2总体设计方案21系统功能需求到2006年的统计数字，CAN总线已占整个汽车网络协议市场的63。在欧洲，基于CA

35、N的网络也占有了大约88的市场。目前，CAN总线的协议种类繁多，各汽车厂使用的总线标准都局限在数据链路层以下，在应用层上各有不同。就以轿车CAN总线为例，不同的汽车制造厂商、或是同一厂商的不同车型的应用层均不相同，很难使世界上各个车厂采用同一标准，即使ISOIEC、SAE、JASO等国际标准化组织，也难完成应用层协议的统一，原因在于不同的轿车生产企业有着自己独立的技术标准、设计理念和完整的零部件生产体系，汽车的制造技术有保密性。全国汽车标准化技术委员会成立的汽车电子标准化工作组，正在积极推进汽车电子标准化的制定工作，并将以ISO、SAE中的汽车电子标准作为中国汽车电子标准体系制定及标准研究制定

36、的主要依据。但是合资企业及引进车型不可能完全遵循该标准，对于国内有自主产权的汽车生产厂，这个标准也将只是指导性的标准【191。车用总线技术的研究工作分为两个阶段，即功能实现阶段和功能完善阶段，目前国内第一阶段的工作已经基本完成。但是在CAN总线系统测试方面的工作还处在起步的阶段。因为CAN总线应用层协议存在着差异，这就给CAN总线系统测试工作带来了困难。设计CAN总线网络监控系统的目的在于，测试CAN总线工作情况时，把总线上的数据采集下来，在上位机中显示CAN节点发送或者接收到的CAN报文帧，判断节点是否工作正常。也可以用于观察不同应用层协议的CAN报文帧，通过分析采集到的数据归纳总结出其应用

37、层如何工作。同时，要求上位机具有发送CAN信息报文帧的功能，把控制指令发送到CAN总线上，由相应的节点接收完成对应的动作。上位机与CAN节点之间的数据传输是双向的。由于CAN总线位速率较高，所以在与上位主机连接的过程中要考虑到接口的传输速率能否满足CAN总线传输。另外，为了更加清晰地观察CAN总线上面数据的变化，需要把CAN总线的物理电平采集下来上传到上位机中显示。CAN总线网络监控系统使得观察CAN总线数据时更加的直观与清晰，从而改变了以前只能抽象的看到总线工作状态不能查看具体数据帧的情况。22系统总体方案设计本设计中CAN总线网络监控系统由上位控制计算机、CAN适配卡、CAN智能节点三部分

38、组成。上位监控计算机通过CAN适配卡连接到CAN总线上与各智能节点进行通信和监控。72总体设计方案硕十论文(1)CAN适配卡CAN适配卡在整个系统中起到了“上通下达的数据交换作用。它是CAN总线系统的重要组成部分【201。CAN适配卡的实现方式多种多样，但归纳起来大部分都是以单片机为核心，辅以CAN总线控制器、收发器及其他外围电路为骨架。与PC端的连接可以采用PCI接口、串口等不同的形式，于是便形成了PCICAN、RS232CAN等CAN 适配卡，但这两种传统的CAN适配卡在设计或实际应用中存在一些弊端。首先，RS232 本质上仅仅是一个物理层标准，用户需要自己定义帧格式和开发通信协议。因此，

39、工作量大，开发周期长。其次，虽然插拔方便，但是传输速度太慢，它的最大通信速率仅为20Kbps，从而RS232CAN适配卡成为了系统通信的瓶颈。PCICAN适配卡的通信速率虽然可以得到保证，但是开发的难度较大。同时，它还占用PC的插槽资源，这在PC 资源十分紧张的情况下是一个不可回避的问题【21儿221。在数据交换量越来越大的今天，传统的外设接口RS232、RS485和PCI逐渐感到力不从心。在并行端口和RS232成为通信瓶颈的时候，USB总线应运而生。它的独特设计不仅速度快，而且具有自动检测、无需电源、无用户设置、占用IRQ中断少、低耗能、稳定性好等优点，正好解决了以下扩展接口卡所存在的问题。

40、PCI接口卡的插拔过程必须关机，并且需打开机箱进行安装和拆卸； 接口插卡设备驱动程序的安装、调试直至正常运行的过程需要各种技术的支持，其安装和配置过程需人工干预。当扩展插卡较多时，常会出现一块或多块插卡因无法合理配置而不能正常工作的情况，严重时可导致系统崩溃； 接口插卡质量高低、兼容性和标准性的程度以及驱动软件的可靠性将直接影响计算机的寿命和系统的稳定性、可靠性； 笔记本电脑之类的小体积PC很难用接口插卡进行功能扩展； PC插槽中的各种接口卡受到内部的射频辐射干扰，使其性能受到很大影响，除非接口卡是全数字化的。所以扩展接121卡终究不是解决问题的根本方法【23】【241。本系统中的采用了USB

41、-CAN形式的CAN适配卡，利用USB接口方便的实现CAN 总线和主机的连接，从而有力增强了CAN总线的监控和管理功能，扩大CAN总线的应用范围，解决了上述传统接口卡出现的问题。虽然USB的传输距离通常不超过几十米，经常达不到工业应用的要求，然而将传输距离较远的CAN总线技术与即插即用的USB接口技术相结合后，即解决了CAN总线与主机在传统接口连接上的问题，又解决了USB传输距离短的问题。(2)上位控制计算机上位控制计算机主要完成对从CAN总线上采集的数据进行存储、分析和显示的工作，还要具备从上位机发送控制指令的功能，可视化仿真监控平台正是为此而设计的。另外，此仿真监控平台还支持根据CAN总线

42、标准通信协议制定自己应用层协议的功能， 8硕士论文基于USB接口的CAN总线网络监控系统设计这样就实现了对不同应用层协议的CAN节点进行测试与控制。(3) CAN智能节点CAN智能节点采用大众公司的PASSAT B5 CAN舒适系统实验台上的节点，舒适系统实验台包括了电动后视镜节点、电动玻璃窗升降器节点、车门控制节点、车门锁节点以及动力CAN参与工作的各电控单元与CAN线束，此外还配备了CAN总线舒适系统相关辅助控制系统。有了USBCAN适配器，再加上PASSAT B5舒适系统的CAN节点和计算机上位机可视化仿真监控软件，便可以搭建起整个汽车CAN总线网络监控系统。对汽车舒适系统的CAN节点工作实施监控，将总线上的数据实时传输到上位机里显示，并加以解析。如图21所示为系统总体结构示意图。USBCAN N节点一C_ 时点一C_ N