【技術(shù)分享】探秘EPCM3568A-LI：國產(chǎn)高性能工控機(jī)的CAN通信之旅

在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)時代，CAN是一種非常普遍的通信技術(shù)。本文將給大家介紹如何使用EPCM3568A-LI邊緣計算控制器與上位機(jī)實現(xiàn)CAN通信范例。

EPCM3568A-LI產(chǎn)品簡介

EPCM3568A-LI?采用RK3568四核處理器，主頻高達(dá)2.0GHz，內(nèi)置1TOPs NPU，作為邊緣計算網(wǎng)關(guān)，EPCM3568A-LI以其強(qiáng)大的計算能力，輕松高效處理數(shù)據(jù)，為用戶帶來更加便捷、智能的能源管理體驗。

前期準(zhǔn)備

1.?軟件方面

ZCANPRO.exe，下載地址：

https://manual.zlg.cn/web/#/59/2490

下載EPCM3568A-LI開發(fā)環(huán)境，下載地址：

https://manual.zlg.cn/web/#/269/10177

安裝好虛擬機(jī)的電腦；MobaXterm虛擬終端。

2.?硬件方面

EPCM3568A-LI小型邊緣計算網(wǎng)關(guān)；

網(wǎng)線1根?/?交換機(jī)1個；

USBCAN-8E-U1個。

CAN概述

CAN(Controller Area Network，控制器局域網(wǎng))是一種高可靠性的串行通信協(xié)議，專為汽車和工業(yè)控制等關(guān)鍵領(lǐng)域設(shè)計。它以高可靠性、實時性和出色的抗干擾能力為特點(diǎn)，非常適合在需要精確數(shù)據(jù)傳輸的控制系統(tǒng)中使用。

圖1?EPCM3568A-LI的CAN接口

??USBCAN-8E-U介紹

USBCAN-8E-U是致遠(yuǎn)電子開發(fā)的一款基于Linux操作系統(tǒng)的高性能CAN接口卡，其兼容USB2.0全速總線規(guī)范，集成1~4路CAN-bus接口，CAN通道集成獨(dú)立的電氣隔離保護(hù)電路。接口卡使PC通過USB端口連接至CAN網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成一個CAN-bus控制節(jié)點(diǎn)。

圖2?USBCAN-8E-U

USBCAN-8E-U高性能CAN接口卡是CAN-bus產(chǎn)品開發(fā)、CAN-bus數(shù)據(jù)分析的強(qiáng)大工具；同時、即插即用等特點(diǎn)，也是便攜式系統(tǒng)用戶的最佳選擇。USBCAN-8E-U接口卡上自帶電氣隔離模塊，使接口卡避免由于地環(huán)流的損壞，增強(qiáng)系統(tǒng)在惡劣環(huán)境中使用的可靠性。

USBCAN-8E-U高性能CAN接口卡支持Win2000/XP/7/8/10等操作系統(tǒng)，也支持Linux的操作系統(tǒng)。

在ZLG產(chǎn)品用戶手冊上有USBCAN-8E-U的具體介紹和用法說明，用戶可以自行查閱，手冊地址：?https://manual.zlg.cn/web/#/59/2481

EPCM3568A-LI與上位機(jī)的CAN通訊實驗

本節(jié)，我們將利用EPCM3568A-LI的CAN接口（圖1）和USBCAN-8E-U（圖2），配合上位機(jī)模擬CAN通信。操作流程如下：

首先為EPCM3568A-LI接通電源，并通過網(wǎng)線將其與筆記本連接至同一交換機(jī)。待系統(tǒng)啟動后，使用MobaXterm的SSH登錄，IP：192.168.1.136，用戶名：zlgmcu，密碼：zlgmcu，如圖3。

圖3?SSH登錄EPCM3568A-LI

1.?初始化EPCM3568A-LI的CAN接口

在使用Socket CAN之前，需要先設(shè)置CAN的波特率，波特率為1000kbps，并激活CAN網(wǎng)絡(luò)接口。執(zhí)行如下指令：

sudo ifconfig can0 downsudo ip link set can0 type can bitrate 1000000sudo ifconfig can0 up

完成初始化后,輸入如下指令，可以看到如圖4所示

sudo ifconfig can0

圖4?can0設(shè)備節(jié)點(diǎn)

2.?安裝CAN?通信測試工具?can-utils

在確保EPCM3568A-LI能夠上網(wǎng)的情況下，執(zhí)行下面指令，安裝CAN 通信測試工具 canutils：

sudo apt install can-utils

安裝完后輸入sudo can后按TAB鍵發(fā)現(xiàn)多了幾個工具，如圖5所示：

圖5?can-utils命令行可執(zhí)行工具

canutils 工具包內(nèi)含 5 個獨(dú)立的程序：canconfig、candump、canecho、cansend、cansequence。這幾個程序的功能簡述如下：

canbusload：測量CAN總線的負(fù)載情況，幫助用戶評估CAN總線的性能和穩(wěn)定性。

canfdtest：測試CAN Flexible Data Rate（CAN FD）總線的工具，用于發(fā)送和接收CAN FD數(shù)據(jù)幀。

canplayer：回放CAN總線數(shù)據(jù)，模擬將保存的CAN數(shù)據(jù)文件發(fā)送到CAN總線。

cansend：往指定的 CAN 總線接口發(fā)送指定的數(shù)據(jù)。

candump：捕獲CAN總線上的數(shù)據(jù)幀，并將其顯示在終端上。

cangen：生成CAN總線數(shù)據(jù)幀，模擬發(fā)送特定的CAN數(shù)據(jù)。

3.?EPCM3568A-LI和USBCAN-8E-U接線

接下來看EPCM3568A-LI的CAN接口，如下所示：

圖6?EPCM3568A-LI的CAN接口

USBCAN-8E-U接口卡集成了1~4路CAN通道，可以連接一個CAN-bus網(wǎng)絡(luò)或者CAN-bus接口的設(shè)備，其CAN-bus通道采用標(biāo)準(zhǔn)公頭DB9座子引出。DB9的引腳定義如圖7所示。

圖7?DB9?插座的管腳信號定義

用戶可以通過選配的DB9OPEN5轉(zhuǎn)換器，將DB9插座的CAN-bus 信號轉(zhuǎn)換至易于連接的5引腳OPEN5連接器，接口說明見圖8。

圖8?DB9OPEN5轉(zhuǎn)換器信號定義

CAN-Bus通訊連接如圖9所示。

圖9?CAN-Bus通訊連接

所以我們將EPCM3568A-LI和USBCAN-8E-U的H、L兩兩對接，如圖10，然后開始實驗。

圖10?EPCM3568A-LI和USBCAN-8E-U接線

4. 收發(fā)實驗

4.1?設(shè)置上位機(jī)ZCANPRO

如圖11，啟動通道0，并且將波特率設(shè)置為1000kbps。

圖11?設(shè)置上位機(jī)ZCANPRO

4.2?EPCM3568A-LI發(fā)送CAN數(shù)據(jù)幀

首先在EPCM3568A-LI執(zhí)行下面指令查看CAN0的負(fù)載情況，如圖12所示

sudo canbusload can0@1000000 -r -t -b -c

圖12?使用canbusload查看can0負(fù)載

可以看到當(dāng)前CAN0上沒有負(fù)載。

接下來，EPCM3568A-LI發(fā)送CAN數(shù)據(jù)幀，上位機(jī)接收，在ZCANPRO上顯示收到的數(shù)據(jù)。EPCM3568A-LI發(fā)送11223344，幀ID為123，輸入下面指令：

cansend can0 123#11223344

上位機(jī)收到數(shù)據(jù)11223344，幀ID來自123，如圖13所示：

圖13?上位機(jī)收到EPCM3568A-LI發(fā)送的CAN數(shù)據(jù)幀

4.3?EPCM3568A-LI接收CAN數(shù)據(jù)幀

接下來，上位機(jī)發(fā)送CAN數(shù)據(jù)幀，EPCM3568A-LI接收并顯示在終端上。EPCM3568A-LI設(shè)置成接收數(shù)據(jù)幀模式，輸入下面指令：

candump -ta can0 &

在上位機(jī)使用ZCANPRO發(fā)送數(shù)據(jù)00 11 22 33 44 55 66 77，如圖14所示：

圖14?使用ZCANPRO給EPCM3568A-LI發(fā)送CAN數(shù)據(jù)幀

如圖，EPCM3568A-LI接收到00 11 22 33 44 55 66 77，來自幀ID：100，如圖15所示：

圖15?EPCM3568A-LI接收到ZCANPRO發(fā)送的數(shù)據(jù)幀

4.4?使用cangen循環(huán)發(fā)送CAN數(shù)據(jù)幀

我們也可以用cangen，這將在CAN0接口上生成8字節(jié)數(shù)據(jù)長度的CAN幀，并且每1000毫秒生成一幀。此外，您也可以根據(jù)需要調(diào)整其他選項來滿足您的測試需求。

cangen -g 1000 -D r can0

這是EPCM3568A-LI循環(huán)發(fā)送的數(shù)據(jù)，如圖16所示：

圖16?在EPCM3568A-LI使用cangen循環(huán)發(fā)送CAN數(shù)據(jù)幀

這是上位機(jī)接收到的數(shù)據(jù)，如圖17所示：

圖17?上位機(jī)收到EPCM3568A-LI使用cangen循環(huán)發(fā)送的CAN數(shù)據(jù)幀從圖16和圖17中可以看到，EPCM3568A-LI發(fā)出的CAN數(shù)據(jù)幀與上位機(jī)收到的數(shù)據(jù)幀是一樣的，本實驗實現(xiàn)了EPCM3568A-LI與上位機(jī)的CAN通信。