标签: 新能源测试

背景 客户在实际应用中需要使用 CANoe 或者 CANape / vMeasure 结合 CSM 的 ECAT模块对数据进行采集， 而且往往需要面对多路以太网的数据采集场景。针对以上特定需求，本文以 VN5610A接口卡为例 ， 分别搭建 CANoe 和 CANape 同 ECAT ADMM 数采模块 的测量工程。 硬件介绍 GY-61 加速度传感器：Sensitivity : 300mv /g ； Operating Voltage Range : 3V ~ 5V； ECAT ADMM4 HS100 数采：基于以太网的高频数据采集设备，单通道最高测量速率可达 1 MHz。 XCP — Gateway 网关设备：将 ECAT On Ethernet 协议报文转换为 XCP On E thernet协议报文，传输到上位机软件，进行数据识别记录。 VN5610A ： 4 x 100 BASE-T1/1000BASE-T1 2 x CAN-FD 模式一（旧 ）：Channel based mode 模式二（新 ）：Network based mode ，新的硬件配置模式，有独立的 GUI 配置界面 注释：考虑到模式 一 的配置方式和普通接口卡一致，因此本文采用模式二的配置方式进行接口设置。 CANoe 通过 VN5610A 与 ECAT ADMM 数采模块连接 第一步： 将 Gateway 和 ECAT ADMM 通过网线连接到上位机中，先通过 CSMconfig 软件，对 ECAT ADMM 数采模块进行配置，导出 A2L 文件，并关闭 CSMconfig 软件 。 将电脑网口更改为固定 IP 地址，使用 K400 将 XCP-Gateway 连接到对应网口。部分公司防火墙会拦截网 口设备，此时需关闭电脑防火墙。 Note ：此处下位机的 IP 网段地址： 192.168.100.3 ，和电脑的静态 IP 地址 192.168.100.1 保持在同一网段。 第二步： 将 Gateway 网线连接到 VN5610A ， VN5610A 另一端通过 USB 接口线连接到上位机，打开 Vector Hardware Config 软件，选择 Ethernet device configuration 对 VN5610A 以太网接口卡进行配置。 Note ：因为 VN5610A 接口卡另一侧 连接上位机，上位机 CANoe 工程会自动适配 Switch 右端的 Port 接口，因此，我们在这里不需要再另外单独配置 Port 接口。 第三步： 在 CANoe 中创建一个新的工程文件，配置 VN5610A 接口卡和上位机 CANoe 软件之间的以太 网通信 。 首先在 Diagnostics&XCP 选项下，选择 XCP/CCP 加载 A2L 文件 。 选择 Simulation 选项，创建 CANoe TCP/IP Stack ，将 CANoe Eth1 网络 IPv4 Adress 的网段设置成和 VN5610A 接口卡（ 192.168.100.3 ）在同一网段。 在 Hardware 选项下，选择 Channel Usage ，由于 VN5610A 接口卡选择的是 Network Based Mode ，因 此这里的 Network Access 要和它保持一致性，选择 Network-based access 。 选择 Channel Mapping 选项，查看此时上位机网络 Eth1 和硬件接口卡 VN5610A 网络 Ethernet1 成功 进行了 Map 映射 。 在 Hardware 选项下，选择 Port Configuration ，分别右键将 GlobalStack 和 Port1 激活。需要注意的是 这里的 Measurement Ports 只具有数据读取的能力，而 Simulation Ports 则同时具备数据读取和写入的功 能，需要根据自身需要进行选取 。 第四步： 打开 Graphics 窗口，添加 Variables ，点击 Start 按钮观察测量结果 。 注意：（１）由于 CANoe 不是专门用于高速测量的软件，因此 数采数采设置 的采样率不能太高，每个通 道采样率最好不要超过 100kHz ，否则测量时会丢帧。（ 2 ） 请确保 CANoe 版本为 12 及以上，否则无法 解析 XCP1.4 协议， XCP 1.3 协议最高只能 支持数采 10kHz 采样率。（ 3 ） CANoe 需要有 AMD option ， 不需要 Enthernetoption 。 CANape 通过 VN5610A 与 ECAT ADMM 数采模块连接 第一步： 创建一个新的 CANape 工程，在 Devices 选项下选择 NEW From Database，然后选择导入我 们已经创建好的 A2L 文件，选择 ECU—XCP 选项，在 Networking Setting 中创建 Network，选择 Channel 为我们硬件接口卡 VN5610A 的网络接口 Ethernet １，并将 Name 改成一致。IP address 要 和 VN5610A（１９２.１６８.１００.３） 保持在同一网段。 Note ：由于 CSMconfig 无法识别 Network based mode 下的 VN5610A 接口卡的 Ethernet 接口，因 此不要选择 IO 通道下的 CSM XCP On Ethernet 来配置网络通道 。 第二步： 打开 Graphics 窗口，添加 Measurement signals ，点击 Start 按钮观察测量结果 。

内容梗概 实际的工程开发中，有需要将 vMeasure exp 测量结果发送到 CAN 总线的情况，这篇应用笔记提供使用 vMeasure exp 把C SM 数采测量得到的信号值发送到物理C AN 总线上的方法。此外，本文中描述的方法也支持在虚拟C AN 总线上的 vMeasure exp 与 CANoe 之间的数据交互。 本文通过 举例的形式来描述了使用 vMeasure exp 测量并周期性地发送以下信号到C AN 总线 ： 1. CSM THMM 数采测量得到的两路温度信号 2. C SM ECAT_ADMM+LEM sensor测量得到的一路电流信号 发送频率为1 00H z，最后 C AN oe 进行接收报文，并使用创建的D BC 文件解析成信号。 vMeasure exp 工程配置步骤 步骤一，使用C AN db ++ 创建数据库文件，文件中包含需要发送的信号和报文，可以看到这里定义了三条报文，每条报文都包含了一个数据类型为float的信号。保存文件名为 CAN- DB_HSF.dbc 步骤二， vMeasure 中添加要测量的C SM 数采设备，两个数采分别是基于C AN 的T HMM 和基于E CAT 的A DMM ： 步骤三， vMeasure 中 根据所创建的D BC文件 ，添加一个 CAN monitor device ，这个设备用来发送C AN报文 ，报文中包含我们要周期性发送的三个信号。 添加D BC文件 ： 选择发送C AN 报文使用的通道，可以选择使用虚拟C AN 总线或者物理C AN 总线，本文选择的是接口卡V N1610 的C AN1 通道；接口卡V N1610 CAN1 与 VN1610 CAN2 使用 Cable 2Y 和1 20 Ω的终端电阻连接在了一起， C AN oe 会使用V N1610 CAN2 来接收发送来的信号； 接口卡两个C AN 通道连接方式，使用C ABLE 2Y 和1 20 Ω终端电阻连接： 步骤四，在 vMeasure exp 中创建发送函数，需要关联C SM 数采采集的信号与D BC 中的信号： 发送函数： 步骤五，把创建的函数拖拽到 Graphic window ，在 Start-Measurement configuration-Measurement signals 中找到 SendingFunc 信号，在这里设置信号的测量模式为 cyclic ，也就是周期性发送，发送周期设置成1 0 ms ; CANoe 中工程文件配置 步骤六：到此为止 vMeasure exp 中已经设置好了，接下来设置 C AN oe 中的接收C AN 报文工程。 在 C AN oe 中新建工程文件 在 Hardware-Channel Mapping 中配置C AN 通道，使用V N1610 的Channel 2 ， 在 Hardware- Newwork hardware 中配置通道的波特率，在 vMeasure 中和 CANoe 中设置 VN1610 的 CAN 1 和 CAN2 的波特率为 1000kBaud ， CAN 1 和 CAN2 的波特率必须相等，不然无法通讯。 通讯结果展示 步骤七，在 Simulation setup 中配置D BC 文件之后，先 C AN oe 中点击开始测量，然后在 vMeasure 中点击开始测量，可以看到 vMeasure 与 CANoe 之间的通讯数据流

采样率 CSM的ADMM、THMM、PTMM等模块的产品文档中都列出了两种采样速率，本文档以ADMM8 pro为例进行解释。图 1为 ADMM 8 pro 产品文档中列出的采样率，第一种为 Internal sample rate,该采样率称为内部采样率；另一种为 Measurement data rate，该采样率称为测量速率。 图 1 图 2 内部采样率为数采设备对输入的模拟量信号采样频率。如图 2，连续的模拟量信号在通过采样后以离散信号的方式作为结果。 该采样结果在数采中会经过 AD 转换、软件滤波等过程后通过 MCU 组织为 CAN 报文发送到总线中。最终的信号数值通过 CAN 总线发送时的周期即为测量周期（即 CAN 报文发送周期）。 滤波 CSM 的ADMM、THMM、PTMM 等模块的产品文档滤波方式也同样分为两种，本文档以 ADMM 8 pro 为例进行解释。一种为 HW input filter 即硬件滤波，另一种为软件滤波 SW input filter。 图 3 两种滤波方式 硬件滤波为设备固有特性是无法通过设置更改的，该滤波方式通过硬件设备的电容、电杆等电子元器件完成，为低通滤波器。理论上讲原始的被采用信号的带宽是无限的，但实际上其中大量的高频信号属于噪声或者无效信号，同时由于 AD 转换器所能处理的信号带宽是有限的，因此为了采集特定频率内的信号需要进行低通滤波。滤波后的模拟量会经过 AD 转换器转化为数字量信号。其处理流程见图 4. 图 4 信号处理过程 通过 AD 转换后的数字信号为离散信号，该信号可以通过数采设备中的 MCU 进行数字滤波处理。该滤波过程由于是通过处理器的软件算法实现因而称为软件滤波，软件滤波的截至频率/周期可在配置软件 CSMconfig 中对设备进行设置。 图 5 软件滤波设置 软件滤波分为两种方法，一类为平均滤波法，另一类为Butterworth 滤波法。平均滤波以 10ms average 为例，即将 10ms 内通过内部采样（10kHz）得到的 100 个点求平均值，然后按照测量频率以 CAN 报文发送到总线上。 图 6 Butterworth 滤波器副频响应特性 Butterworth 滤波器副频响应特性图见图 6。该滤波器主要特性为截至频率，超过截止频率的部分将被滤除（振幅衰减以抑制高频部分）。通过配置软件的设置可以仅获取所需要的特定频率以内的信号。