一种车载通信系统教学设备

本技术属于一种车载通信系统教学设备，属于汽车网络类教学实验设备。

背景技术：

1、在车载网络中can总线与lin总线使用范围广泛，但车载网络技术相关课程的教学存在知识抽象、内容难理解、理实难以融合等问题。在现有技术背景下，车载网络教学设备主要以传统实训台架或整车为主，教学过程只能在车辆典型系统的工作过程展示中融入一部分车载网络传输的基本检测，无法直观展示节点的内部结构、数据传输过程，主要用于汽车网络的演示性教学，教学层次无法保证课堂的高阶性和挑战度。现有的can总线数据报读取技术需要借助上位机完成，操作复杂，设备价格高，且对帧结构的解析详细度不够，不具备离线报文配置功能，不能满足学校教学以及相关行业培训的要求。

技术实现思路

1、为了客服背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种车载通信系统教学设备，通过输入\解析显示模块、led灯、主控制器、检测 的设计，实现解析报文数据的呈现，以及数据内容的可视化，无需借助上位机，解决了车载网络课程教学中存在的诸多问题。

2、本实用新型采用的技术方案是：一种车载通信系统教学设备，由输入\解析显示模块、主控制器、led灯、数据锁存器、can控制器、can串行数据示波器检测孔、can收发器、can总线示波器检测孔、电源模块、电池、lin总线示波器检测孔、lin收发器和lin串行数据示波器检测孔组成；输入/解析显示模块采用串口与主控制器相连；can控制器采用并行方式与主控制器连接，在并行数据线上设有数据锁存器和led灯，数据锁存器能锁存主控制器与can控制器间的并行数据，还能点亮led灯； can收发器集成can网络的终端电阻，其与can控制器采用串行方式连接，在线路上设有can串行数据示波器检测孔、can总线示波器检测孔；lin收发器通过串口直连于主控制器，在串行数据线上设有lin总线示波器检测孔和lin串行数据示波器检测孔，电池通过电源模块处理后对设备进行供电。

3、进一步的，输入/解析显示模块是一块可编程的触摸显示屏，可完整呈现解析的报文数据，通过编程配置其使用界面，可进行报文的配置和收发、验收滤波id表的自定义配置、也可以显示数据报文的详细解析结果，还可输入数据用于手动报文配置。

4、进一步的，主控制器负责处理报文，并将解析后的数据报传输至输入/解析显示模块，此外主控制器可以接收来自输入/解析显示模块的手动输入信息并配置报文。

5、进一步的，主控制器为主控制器芯片以及正常工作所需的基本电路所构成的最小系统。

6、进一步的，主控制器与can控制器中的并行数据通过数据锁存器锁存时， led灯点亮。

7、进一步的，can控制器和can收发器之间、主控制器和lin收发器之间、can总线的传输介质上、lin总线的传输介质上均设置检测口，示波器能检测数据流。

8、进一步的，电源模块外接一块电池或通过usb口与外部电源连接供电，为设备进行变压供电。

9、进一步的，本设备开放节点实际结构，将节点结构进行分解设计便于学习者认识节点各部件的组成。

10、进一步的，本设备具有实车捕捉模式和离线发送模式，当工作于离线发送模式时，可通过输入/解析显示模块手动配置报文结构，手动修改验收滤波id表，并完成报文发送。当工作于实车捕捉模式时，可将设备连接到实车或实训台进行报文捕捉和解析。

11、进一步的，设备在实车捕捉模式可外接车辆或实训台上的can总线进行报文捕捉和解析，在离线工作模式可将两个车载通信系统教学设备相连。

12、进一步的，在实车捕捉模式可外接车辆或实训台上的lin总线完成报文捕捉和解析，在离线工作模式可将两个车载通信系统教学设备相连。

13、进一步的，本设备在离线发送模式下可设置为单字节发送和连续发送模式，两种发送模式下均可直观展示串行数据的传输过程。此外，在单字节发送模式下还可直观展示并串转换过程。

14、进一步的，所述的电池为电源模块供电，提供9v电压，电源模块还可根据各组成的供电要求，将电压转换成3.3v、5v和12v三种电压值。

15、本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型提供了一种车载通信系统教学设备，将通信节点的结构、通信过程及通信内容可视化，降低学习难度，提高学习效果；设备结构简单、体积小、操作简单、多种工作模式可选、报文解析不需要借助上位机，不受空间制约，便于在各种场合开展教学，提升理实一体化教学的质量；所采用元器件价格低廉，可大幅降低成本，解决院校生均设备台套数的问题；设备的可视化理念也可用于其它类似的系统中，具有普遍适应性。

技术特征：

1.一种车载通信系统教学设备，其特征在于：由输入\解析显示模块（1）、主控制器（2）、led灯（3）、数据锁存器（4）、can控制器（5）、can串行数据示波器检测孔（6）、can收发器（7）、can总线示波器检测孔（8）、电源模块（9）、电池（10）、lin总线示波器检测孔（11）、lin收发器（12）和lin串行数据示波器检测孔（13）组成；输入/解析显示模块（1）采用串口与主控制器（2）相连；can控制器（5）采用并行方式与主控制器（2）连接，在并行数据线上设有数据锁存器（4）和led灯（3），数据锁存器（4）能锁存主控制器（2）与can控制器（5）间的并行数据，还能点亮led灯（3）； can收发器（7）集成can网络的终端电阻，其与can控制器（5）采用串行方式连接，在线路上设有can串行数据示波器检测孔（6）、can总线示波器检测孔（8）；lin收发器（12）通过串口直连于主控制器（2），在串行数据线上设有lin总线示波器检测孔（11）和lin串行数据示波器检测孔（13），电池（10）通过电源模块（9）处理后对设备进行供电。

2.根据权利要求1所述的一种车载通信系统教学设备，其特征在于：输入/解析显示模块（1）是一块可编程的触摸显示屏，能呈现解析的报文数据，通过编程配置其使用界面，能进行报文的配置和收发、验收滤波id表的自定义配置、也能显示数据报文的详细解析结果，还能输入数据用于手动报文配置。

3.根据权利要求1所述的一种车载通信系统教学设备，其特征在于：主控制器（2）为主控制器芯片以及正常工作所需的基本电路所构成的最小系统；主控制器（2）负责处理报文，并将解析后的数据报传输至输入/解析显示模块（1），此外主控制器（2）能接收来自输入/解析显示模块（1）的手动输入信息并配置报文。

4.根据权利要求1、2、3任一一条所述的一种车载通信系统教学设备，其特征在于： can控制器（5）和can收发器（7）之间、主控制器（2）和lin收发器（12）之间、can总线的传输介质上、lin总线的传输介质上均设置检测口，示波器能检测数据流。

5.根据权利要求1或2所述的一种车载通信系统教学设备，其特征在于：该设备具有实车捕捉模式和离线发送模式；当工作于离线发送模式时，可通过输入/解析显示模块（1）手动配置报文结构，手动修改验收滤波id表，并完成报文发送；当工作于实车捕捉模式时，可将设备连接到实车或实训台进行报文捕捉和解析。

6.根据权利要求5所述的一种车载通信系统教学设备，其特征在于：设备在实车捕捉模式可外接车辆或实训台上的can总线进行报文捕捉和解析，在离线工作模式可将两个车载通信系统教学设备相连。

7.根据权利要求5所述的一种车载通信系统教学设备，其特征在于：在实车捕捉模式可外接车辆或实训台上的lin总线完成报文捕捉和解析，在离线工作模式可将两个车载通信系统教学设备相连。

8.根据权利要求5所述的一种车载通信系统教学设备，其特征在于：该设备在离线发送模式下可设置为单字节发送和连续发送模式，两种发送模式下均能直观展示串行数据的传输过程；此外，在单字节发送模式下还能直观展示并串转换过程。

9.根据权利要求1所述的一种车载通信系统教学设备，其特征在于：电池（10）为电源模块（9）供电，提供9v电压，电源模块（9）根据各组成的供电要求，将电压转换成3.3v、5v和12v三种电压值。

技术总结一种车载通信系统教学设备，属于汽车网络类教学实验设备技术领域。设计了一种CAN总线和LIN总线融合的车载通信系统教学设备。包括输入/解析显示模块、主控制器、LED灯、数据锁存器、CAN控制器、CAN串行数据示波器检测孔、CAN收发器、CAN总线示波器检测孔、电源模块、电池、LIN总线示波器检测孔、LIN收发器和LIN串行数据示波器检测孔。利用可视化技术直观展示总线结构和工作过程，主要体现在通过硬件再设计实现节点结构可视化，通过数据流解析实现传输过程可视化，通过报文内容解析实现传输内容可视化，解决了车载网络相关课程教学中存在的知识抽象、实训设备无法直观展示等问题。技术研发人员：杨普凌,刘果,潘实呈,杨陈焯,殷应琦,吕子恒,毛磊,赵紫鹏,舒春元,王利民,杨丽,李全照受保护的技术使用者：昆明理工大学技术研发日：20231115技术公布日：2024/6/13