基于GPRS和CAN总线的车载无线汽车测试系统
作者：吴伟斌 刘银泽 伍衍亮
公司：广州宏科汽车研究中心
应用领域：汽车车载测试
挑战：随着经济的发展，人们对汽车产品的质量要求越来越高，传统在汽车工厂里面进行的汽车台架试验已经很明显不能够满足汽车消费者对于汽车质量的要求，车载试验成为汽车测量的一个新的要求，而传统的测试仪器都是安装在台架上面进行的，不止设备抗干扰能力差，而且在车载的环境下如何及时有效的将测量的数据传输到电脑上面更是测试的一个重大难题，因此，时代正呼吁着新一代无线的车载测试设备的使用。
应用方案：本测试系统采用德国IPRONIK公司生产的嵌入式控制器M-LOG和数据采集模块，再使用其配用的软件和西门子公司生产的无线modem MC-75，搭建成一套完整的车载汽车测试系统。首先将数据采集模块采集到的数据和GPS收集的数据通过can总线传送到控制器M-LOG，在测试完成以后，M-LOG 通过串口连接modem，modem通过手机卡的GPRS功能将数据传输到指定的FTP上面，用户只要使用电脑在办公室里就可以轻松方便的看到车上测试设备的工作情况、汽车的具体位置和测量到的数据。
使用产品：
IPETRONIK M-LOG
IPETRONIK M-THERMO
IPETRONIK M-VIEW
Siemins modem MC-75
软件IPEconf V4.04.03
GPS接受器
中国移动手机卡
介绍：
本文介绍了一套基于GPRS、CAN和GPS技术的车载汽车测试设备，系统的抗干扰能力强，测量精度高，而且由于采用GPRS传输数据，测试的实时性和灵活性都非常强大，整套系统是基于车载试验的和道路试验的特殊要求设计出来的，能够非常好的使用在汽车的车载试验上。整套系统的基本流程是利用GPS和数据采集卡对汽车的参数进行测试，包括汽车的具体位置和行走过程中的各种参数，测试完后系统通过CAN总线自动的将数据存储到控制器件M-LOG上面去，当测试结束汽车停止行走的时候，M-LOG自动触发将数据上传到指定的FTP上面，如果出现意外情况，比如说服务器连接失败而不能够上传数据的时候，试验人员可以直接将一个U盘插入到控制器上面，控制器会自动将记录在里面的数据拷贝到U盘上面，保证测试的数据不被丢失。 
正文：
一、无线汽车车载测试系统概述
随着中国成为2008奥运会的主办国和人们对环境的关注越来越高，对汽车的排放量也提出了更高的要求，而对于汽车排放量等性能的分析只有在车载的情况下进行真实的测试才能够得到正确的结果，传统的汽车台架测试很明显已经没有办法满足道路车载试验的要求，通过GPPRS构建一个可以在道路车载试验下进行测量的系统对于汽车性能检测和环境的评估都具有非常重要的意义。
汽车车载测试对测试设备硬件的稳定性和抗干扰能力都提出了更高的要求，因为在车载的条件下，影响设备的因素比在台架试验下多的多，比如说对于振动的要求、对温度的要求和对防水能力的要求等，所以在选用设备的时候除了要选择能够实现无线通讯的设备外，选择能够在恶劣条件下工作的设备也是十分重要的。本系统采用IPETRONIK的M系列的原因在于该系列的防护等级达到IP67等级，工作温度在-40~125℃。
 
图1 汽车数据采集系统框图
图2 通过GPRS与网络相连接
二、无线车载测试系统原理简介

系统的组成框架图如图1所示，由于本系作为试验性的测试，所以使用的数据采集模块只使用测量温度的模块M-THERMO，在具体的应用中可以根据自己测试的需要加载不同物理量的测试模块。
系统的基本原理是由数据采集模块对汽车的温度进行采集，然后将采集的数据自动存储到控制器M-LOG中，同时M-LOG还外接一个GPS接受器，可以实时的接受到汽车行走的具体位置和行走速度等，接受到的数据也自动存储到M-LOG中来，在试验完成以后，M-LOG会自动按照图3所示的流程图将数据传输到指定的FTP上面去，用户通过FTP下载数据并作一些分析就可以很清楚的了解汽车在不同路况下的工作情况。
M-LOG是基于嵌入式系统的控制器，它能够方便的           图3 发送数据流程图
通过IPEconf V4.04.03软件进行配置，首先通过IPEconf V4.04.03生成一个配置文件，然后再将文件放在U盘里面，通过U盘的连接就能够将配置写进M-LOG里面，M-LOG是通过CAN总线和数据采集模块进行连接的，使用的基本协议是CAN2.0协议，可支持目前欧洲流行的高级应用协议CANOPEN。
M-LOG通过串口与Modem进行通讯，只要在IPEconf V4.04.03软件里面设置好通讯Modem的型号和上传数据的FTP的IP地址、FTP上传数据的用户名和密码、手机卡用户名和密码、手机卡PIN、手机卡接入GPRS的网络类型等，然后控制器就可以按照配置的内容进行通讯了。
三、无线车载测试系统特点
1、高效性和灵活性
由于控制器采用了CAN总线与数据采集模块进行连接，所以数据传输的速度高，效率高，特别是在较多数据采集模块的情况下，采用CAN通讯的优先就十分明显了，假如测试的物理量包括声音与振动等高频率信号和温度、压力等缓变信号，如果采用以前的查询方式进行接受数据，那么数据采集的效率将受到很大的影响，而采用了CAN通讯后，由于采用带优先权的报文发送接受机制，数据收集的效率非常高，能很好的满足各种信号采集的要求。
另外采用了总线结构的数据连接，使得系统的灵活性十分的强大，而且能够方便的进行系统的升级。与传统仪器相比，本系统可以通过CAN总线方便的与其它基于CAN总线的数据采集模块相互连接，并且硬件和软件都不需要升级，只要在配置控制器的时候做一点修改就可以完成对新数据的记录了，测试灵活，扩展能力强。
2、方便和实时性
由于采用了GPRS进行数据的传输，使得整个测试系统使用起来非常方面，数据处理人员可以不出家门就完成数据的收集和处理，另一方面由于采用GPRS通讯业，也提高了数据处理的实时性，使得数据处理能够在极短的时间内完成。
3、抗干扰能力强
   由于数据时记录在基于嵌入式开发出来的控制器M-LOG里面，相对于基于PC机的测试系统来说，本系统的稳定性能和抗干扰能力显得更加强大，因为就系统而言，嵌入式的系统要比PC机的抗干扰能力强很多，而且M-LOG是针对恶劣环境设计出来的产品，它的防护等级达到IP67，所以能够很好的在车载等恶劣的环境下对汽车进行测试。
四、系统测试结果分析
   测试完成以后，用户只要上FTP就可以对测试的数据进行分析，并且能够看到整套系统工作的情况，测试系统主要生成了了两个压缩的文件，一个是MEA-01.zip文件，一个是LOG-001.zip文件，其中LOG文件主要记载了M-LOG控制器在不同时间的工作情况，MEA文件主要是存储的数据.DAT文件和M-LOG控制器里面原有的配置文件.icf，通过上网下载后解压就能够实现对汽车的远程测试。
1、部分LOG文件显示：
24.07.2007 05:16:52 I 
24.07.2007 05:16:52 I TESTdrive 03.11.00  
24.07.2007 05:16:52 D Initializing M-LOG-Hardware
24.07.2007 05:16:52 D PCI card 1: PCI4CAN Version : 01.04.03
24.07.2007 05:16:52 D BIOS version: TinyBIOS V2.01.10 
24.07.2007 05:16:52 I Type number: 800-003-2700
24.07.2007 05:16:52 I Serial number: 80001000
24.07.2007 05:16:52 D Licence key: 4449c021-3480-2753-b31d-00dd010662da
24.07.2007 05:16:52 D M-LOG-HW-Version: 5.03
24.07.2007 05:16:52 D Production date: 25.06.2007
24.07.2007 05:16