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纯电动客车CAN通信上位机设计研究

介绍开发CAN通信上位机时对报文自动解析的四种规律设计方法，并依据

上位机前面板显示需求特点的不同，采纳中断法和多任务法进展CAN上位

机的编程及进展应用举例。

关键词:纯电动客车;上位机;CAN

通信CAN总线是汽车领域目前应用最广泛的现场总线之一［1］，也是

纯电动客车各电气件最主要的通信方式。其通信协议是连接CAN报文与各

电气件物理参数的纽带，一般由各车厂依据实际需求制定。人工直接解析

CAN报文是一项费事又耗力的工作，而通过上位机软件解析则极大程度上

解决了此问题，提高了工作效率，缩短了工程时间。基于此，本文采纳一

种依据CAN协议自动解析报文并保存数据的方法，为纯电动客车开发上位

机软件［2－3］。

1上位机解析CAN报文的设计方法

1.1软件程序的设计流程本上位机设计是基于QtCreator4.3.1的接

口库函数ControlCAN．lib和NILabVIEW2022的接口库函数

ControlCAN．dll二次开发而成［4－5］。接口库函数的根本处理流程如

图1所示，该处理流程的底层函数构造如图2所示。软件设计过程中的根

本处理流程应依次为翻开设备→检测有无设备翻开信息特别→清空缓冲

区→复位CAN→读取CAN缓冲区帧数→读取CAN内容→关闭设备［6］。在

软件系统内，依据接口库函数二次开发的设计要求，结合纯电动客车CAN

总线数据量大的特点，为了尽可能不使上位机丢帧，程序内部应将读取

CAN报文程序［7］设为中断程序，即当收到CAN报文后，程序马上响应

中断，读取CAN报文并呈递给程序设定参数，然后将报文解析出来，这样

才能最大几率保证接收的CAN报文不丧失［8］。1.2对报文自动解析的规

律设计方法报文的自动解析过程是程序设计最重要的一环。依据CAN报文

SAEJ1939的规定［9］，在纯电动客车上，从CAN总线接收到的报文数据

帧为8个字节，分别记为BYTE1……BYTE7、BYTE8，该数据均为十六进制

数。依据CAN通信协议［10］，找到相应ID的报文，然后由协议中的比例

和偏置解析出相应的物理数据。本上位机的数据解析设计使用以下几种方

式。1.2.1对报文的直接处理协议规定，需要解析的字节BYTE。若比例为

x、偏置为y，则解析出的结果z为(1)假设上位机收到BMS的报文［11］

数据为{01，02，03，04，05，06，07，08}，协议商定第2个字节为驾驶

员制动踏板值，比例为0.4%，偏置为0，则当前驾驶员制动踏板值解析为

(0x02)×0.4%+0=0.8%(2)1.2.2凹凸字节并行处理某ID的报文BYTE2和

BYTE1对应电机掌握器直流电压的高字节与低字节，且比例都为x、偏置

为y，则在程序中电机掌握器直流电压解析的公式为z=(BYTE2×16×

16+BYTE1)×x+y(3)假设此ID接收到的数据为{01，3F，03，04，05，06，

07，08}，协议商定BYTE1为低字节，BYTE2为高字节，比例为0.1V/bit，

偏置为－1000V，则电机掌握器直流侧电压值通过十六进制转换解析为

(0x3F×16×16+0x01)×0.1－1000=612.9V(4)1.2.3单个位推断处理依

据通信协议，对报文的解析并不都是对数据的处理，还有对报文某位的推

断。例如报文中某字节的某位为1代表纯电动客车后舱门翻开，为0代表

后舱门关闭，则此时需要先采纳布尔运算，然后再推断。对某字节中单个

位的推断规律:将某字节与需要推断的位为1、其他位为0的单字节数进

展与运算。若与运算后的数据与该单字节数一样，则表示该位为1，反之

为0。设某报文为{x1，x2，x3，x4，x5，x6，x7，x8}，假设需要将报文

BYTE8转换为二进制数后的最高位(第7位)进展推断。依据上段推断规章，

应在程序设计中首先应当将BYTE8与0x80(第7位为1的二进制1000000

的十六进制)进展与运算，假如运算结果为0x80，则说明BYTE8最高位bit7

为1;反之为0，伪代码如式(5)所示:if((x8＆0x80)==0x80){BYTE8最高

位为1;}elseif((x8＆0x80)==0x00){BYTE8最高位为0;}(5)例如，某字

节的BYTE3bit0位代表