GCAN406六通道CAN总线数据存储器用户手册.docx

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GCAN406六通道CAN总线数据存储器用户手册

GCAN-406

六通道CAN总线数据存储器（专业版）

用户手册

文档版本：

V1.00（2018/3/21）

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原因

V1.00

2018/03/21

创建文档

1.功能简介 4

1.1功能概述 4

1.2性能特点 4

1.3典型应用 4

2.设备安装 5

3.设备使用 6

3.1校正系统时间 6

3.2CAN总线配置 6

3.3与CAN总线连接 7

3.4CAN总线终端电阻 7

3.5系统状态指示灯 8

3.6U盘模式 9

4.保存说明 10

4.1二进制文件保存举例 10

4.2文本文档保存举例 10

4.3Vector软件可导入文件保存举例 11

4.5文件合并 12

5.GPS功能说明（该功能需选配） 13

6.技术规格 14

8.常见问题 15

附录A：

CAN2.0B协议帧格式 16

附录B：

CAN总线帧信息定义 18

1.功能简介

1.1功能概述

沈阳广成科技有限公司GCAN-406CAN总线数据存储器模块是我公司推出的专门用于存储CAN总线数据的模块。

该模块集成6路标准CAN总线接口，通过将模块接到CAN总线上，可以实现CAN总线数据的实时存储。

模块通过内置TF存储卡的方式，将总线上的数据实时存储到TF存储卡中，实现离线脱机实时存储。

存储结束后用户只需将模块带回，通过专用的软件将存储的数据还原成真实的总线数据即可，便于用户分析。

模块适用于需要CAN总线历史数据采集、故障前后报文分析等系统。

可广泛应用于汽车、轨道车辆、工业控制等大数据量且不易排查故障的系统中。

且模块可选配GPS功能，存取GPS信息，便于数据回放。

1.2性能特点

●高速的32位工业级处理器；

●使用外接电源供电（DC+9~30V）；

●供电电流：

200mA，12VDC；

●静电放电抗扰度等级：

接触放电±2KV，空气放电±15KV；

●电快速瞬变脉冲群抗扰度等级：

±1KV；

●浪涌抗扰度等级：

±1KV；

●集成6路标准CAN总线接口，使用DB26公头；

●CAN总线支持CAN2.0A、CAN2.0B帧格式，符合ISO/DIS11898标准；

●CAN总线通讯波特率在20Kbps~1Mbps之间可通过软件配置；

●CAN总线接口采用电气隔离，隔离模块绝缘电压：

DC1500V；

●每个CAN通道最高接收数据流量：

4000帧/秒；

●数据支持TXT、ASC、DAT三种存储格式；

●存储卡最大容量支持128G；

●CAN数据带有时间戳，精度0.1ms；

●工作温度范围：

-40℃~+85℃；

●工作湿度范围：

5%~95%RH无凝露；

●尺寸：

（长）150mm*（宽）100mm*（高）30mm。

1.3典型应用

●高铁控制柜通信实时记录

●地铁电器柜通信实时记录

●汽车数据记录回放

●无人监控CAN总线数据记录

●故障记录分析

2.设备安装

CAN总线数据存储器模块采用外部供电的方式，支持9~30V宽范围供电，因此该模块可适用于绝大部分工业现场及汽车内部。

模块采用DB26公头接线，如图2.1所示，接线端子定义如表2.1所示。

也可使用转换插头改用接线端子如图2.2所示，同时，模块也支持USB供电。

图2.1DB26端子接线

端口

端口号

名称

功能

电源

电源正极

接外壳

电源负极

CAN

CAN1_HCAN高信号线

CAN1_LCAN低信号线

CAN2_HCAN高信号线

CAN2_LCAN低信号线

CAN3_HCAN高信号线

CAN3_LCAN低信号线

CAN4_HCAN高信号线

CAN4_LCAN低信号线

CAN5_HCAN高信号线

CAN5_LCAN低信号线

CAN6_HCAN高信号线

CAN6_LCAN低信号线

表2.1CAN总线数据存储器电源端子接口定义

CAN总线数据存储器模块集成6路CAN通道。

实际使用中，大多数情况仅需将CAN_H与总线CAN_H相连，CAN_L与总线CAN_L相连即可实现通信。

模块出厂时默认所有CAN通道为高速CAN通道，客户可选则硬件配置CAN5通道和CAN6通道为容错CAN通道。

3.设备使用

3.1校正系统时间

CAN总线数据存储器已经集成了系统时钟，真实、准确的系统时钟及文件系统使模块可以按天存储并管理数据，即每天按日期新建文件夹，将当天存储的数据自动的存入对应的文件夹中。

模块会在当天的文件夹中每分钟新建一个文件，将这一分钟收到的数据保存到对应的文件中。

如模块出厂时间不准确则需要用户自行校对系统时间，用户自行校对系统时间需要使用USB线接到图3.2中的USB接口上，使用串口调试助手发送数据，串口波特率：

115200，数据位：

8，停止位：

1，校验位None，指令为：

“NT=XXX”。

举例：

发送“NT=200”，则会将系统时间修改为2017年3月29日21时55分00秒。

请注意，在收发时要选择ASCII码收发，并选择“发送新行”，不要选择“16进制”收发。

图3.1GCAN-402校正系统时间界面

3.2CAN总线配置

CAN总线数据存储器模块在使用前一般需要用户对CAN总线通信参数进行配置或委托我公司出厂配置。

3.2.1配置CAN总线波特率

CAN总线数据存储器模块可以支持20K~1000K之间一组常用的波特率，可以通过软件修改对波特率进行配置

3.2.2配置CAN总线终端电阻

CAN总线数据存储器CAN总线内部已经集成标准120Ω终端电阻，可通过拨码开关选择是否接入。

3.3与CAN总线连接

CAN总线数据存储器接入CAN总线连接方式如2.2中介绍，将CAN_H连CAN_H，CAN_L连CAN_L即可建立通信。

CAN网络采用直线拓扑结构，总线最远的2个终端需要安装120Ω的终端电阻；如果节点数目大于2，中间节点不需要安装120Ω的终端电阻。

对于分支连接，其长度不应超过3米。

CAN总线的连接见图3.3所示。

图3.3CAN网络的拓扑结构

注意：

CAN电缆可以使用普通双绞线、屏蔽双绞线。

理论最大通信距离主要取决于总线波特率，最大总线长度和波特率关系详见表3.2。

若通讯距离超过1Km，应保证线的截面积大于Φ1.0mm2，具体规格应根据距离而定，常规是随距离的加长而适当加大。

波特率

总线长度

1Mbit/s

40m

500kbit/s

110m

250kbit/s

240m

125kbit/s

500m

50kbit/s

1.3km

20kbit/s

3.3km

10kbit/s

6.6km

5kbit/s

13km

表3.2波特率与最大总线长度参照表

3.4CAN总线终端电阻

为了增强CAN通讯的可靠性，消除CAN总线终端信号反射干扰，CAN总线网络最远的两个端点通常要加入终端匹配电阻，如图3.4所示。

终端匹配电阻的值由传输电缆的特性阻抗所决定。

例如双绞线的特性阻抗为120Ω，则总线上的两个端点也应集成120Ω终端电阻。

CAN总线数据存储器模块采用82C251收发器，如果网络上其他节点使用不同的收发器，则终端电阻须另外计算。

图3.4CAN总线数据存储器模块与其他CAN节点设备连接

3.5系统状态指示灯

CAN总线数据存储器具有1个SYS指示灯用来指示系统运行状态，3个CAN指示灯用来指示CAN总线数据传输和TF卡状态。

这4个指示灯的具体指示功能见表3.3，这4个指示灯处于各种状态的含义如表3.4所示。

指示灯

颜色

指示状态

SYS

绿/白

系统指示/数据传输

CAN

蓝/白

CAN两通道通信状态指示和TF卡状态

表3.3CAN总线数据存储器指示灯

CAN总线数据存储器上电后，系统运行状态指示灯SYS绿色灯闪烁，表明设备已经供电，系统初始化成功；否则，表示系统存在电源故障。

当模块收到CAN数据时，SYS白色灯会所这数据存储频率闪烁。

CAN总线数据存储器上电后，CAN总线指示灯常亮，说明此时TF卡状态异常，请检查TF卡是否正确安装；CAN总线指示灯点亮后随即熄灭，说明此时TF卡状态良好，可以正常存储数据。

当收到CAN数据时，CAN指示灯会伴随着数据存储频率闪烁。

指示灯

状态

指示状态

SYS

绿灯闪烁

系统初始化正常

绿灯不亮

系统初始化失败

白灯闪烁

有数据传输

白灯不亮

无数据传输

白灯点亮后常亮

TF卡状态异常

CAN1/2

绿灯闪烁

CAN1通道有数据传输

绿灯熄灭

CAN1通道无数据传输

白灯闪烁

CAN2通道有数据传输

白灯熄灭

CAN2通道无数据传输

CAN3/4

绿灯闪烁

CAN3通道有数据传输

绿灯熄灭

CAN3通道无数据传输

白灯闪烁

CAN4通道有数据传输

白灯熄灭

CAN4通道无数据传输

CAN5/6

绿灯闪烁

CAN5通道有数据传输

绿灯熄灭

CAN5通道无数据传输

白灯闪烁

CAN6通道有数据传输

白灯熄灭

CAN6通道无数据传输

表3.4CAN总线数据存储器指示灯状态

3.6U盘模式

上电前按住模块RET键后供电，即进入U盘模式，可以直接对存储卡内存储数据进行读取。

4.保存说明

请注意：

CAN总线数据存储器仅支持最大容量128G且文件系统为exFAT格式的TF存储卡，如您使用的TF卡不是此格式，需将存储卡重新格式化成exFAT格式，格式化存储卡会将数据全部清除，请谨慎操作！

TF存储卡存满后会自动覆盖日期最靠前的文件。

模块会在当天的文件夹中每分钟新建一个文件，并将这一分钟收到的数据保存到对应的文件中，如图4.1所示。

图4.1文件保存形式

CAN总线数据存储器支持四种保存数据格式：

二进制文件（.DAT）、文本文件（.TXT）、Vector软件可导入文件（.ASC）可通过软件设置。

4.1二进制文件保存举例

二进制文件保存的数据内容如图4.3所示。

图4.3二进制文件数据保存格式

当用户选择保存成二进制文件格式时，具体数据意义如下所示：

第一二三字节：

帧间隔时间，精度0.1ms，第三个字节00代表CAN1，01代表CAN2

第四个字节：

帧信息（具体意义详见附录B）

第五六七八字节：

帧ID

第九字节以后：

帧数据

4.2文本文档保存举例

文本文件保存的数据内容如图4.3所示。

图4.4文本文件数据保存格式

当用户选择保存成文本文件格式时，具体数据意义如下所示：

第一列：

帧间隔时间，精度 0.1ms（ 4个字符）

第二列：

通道号，0表示CAN1，1表示CAN2

第三列：

帧信息（2个字符，具体意义详见附录B）

第四列：

帧ID（8个字符）

第五列之后：

帧数据

4.3Vector软件可导入文件保存举例

Vector软件可导入文件（.ASC）保存的数据内容如图4.5所示。

图4.5ASC文件数据保存格式

当用户选择保存成ASC文件格式时，具体数据意义如下所示：

第一列：

数据时间（从文件建立时间起到接收到数据的时间，单位：

s）

第二列：

CAN通道，1表示CAN1，2表示CAN2

第三列：

CANID

第四列：

数据类型（默认为Rx）

第五列：

帧类型（d是数据帧，r是远程帧）

第六列：

帧数据长度

第七列之后：

帧数据

4.5文件合并

如果您觉得保存的文档过多，可以使用批量合并文件的方法将所有文件中的数据合并到一个文件中（ASC格式不适用），具体方法如下：

以合并文本文件（.txt）为例，在想要合并文件的文件夹中新建一个文本文档，文档中输入以下内容：

copy*.txt合并文件.txt（“合并文件.txt”就是最后生成的合并文件，名字可以任意修改）

输入完后保存此文件，之后关闭文件并将文件的扩展名改为.bat

之后双击运行，会发现弹出一个黑色窗口一闪后就关闭了

之后在文件夹中就可以看到多了一个文件：

“合并文件.txt”所有数据就合并好了。

5.GPS功能说明（该功能需选配）

GPS保存的数据内容如图5.1所示。

图5.1GPS功能保存数据

推荐使用的定位信息数据格式：

*hh

<1>

<2>

<3>

<4>

<5>

<6>

<7>

<9>

<10>

<11>

<12>

<1>UTC时间：

时时分分秒秒.秒秒格式。

<2>定位状态：

A=有效定位，V=无效定位

<3>纬度：

度度分分.分分分分（前面的0也将被传输）

<4>纬度半球：

N（北半球）或S（南半球）

<5>经度：

度度分分.分分分分（前面的0也将被传输）

<6>经度半球：

E（东半球）或W（西半球）

<7>地面速率：

000.0~180.0°（前面的0也将被传输）

<8>地面航向：

000.0~359.9°（以真北为参考基准，前面的0也将被传输）

<9>UTC时间：

日日月月年年格式。

<10>磁偏角：

000.0~180.0°（前面的0也将被传输）

<11>磁偏角方向：

E（东）或W（西）

<12>模式指示：

A= 自主定位，D=差分，E=估算，N=数据无效（仅支持NMEA01833.00版本输出）

*hh：

讯息终点

6.技术规格

连接方式

CAN

DB26接线端子

电源

DB26接线端子

TF卡支持

TF卡

容量最高为128G，文件系统必须为exFAT

接口特点

CAN协议

遵循ISO11898标准，支持CAN2.0A/B

CAN波特率

20Kbit/s~1Mbit/s，通过软件配置

电气隔离

1500V，DC-DC

CAN终端电阻

已集成，通过拨码开关选择是否接入

供电电源

供电电压

+9~30VDC

供电电流

200mA，12VDC

环境试验

工作温度

-40℃~+85℃

工作湿度

15%~90%RH，无凝露

EMC测试

EN55024:

2011-09

EN55022:

2011-12

防护等级

IP20

基本信息

外形尺寸

150mm*100mm*30mm

重量

150g

8.常见问题

1.是否一定需要使用120Ω终端匹配电阻？

建议120Ω终端匹配电阻用于吸收端点反射，提供稳定的物理链路。

当进行单节点的自发自收测试时必须连接该120Ω的终端电阻构成回路，否则无法进行自发自收测试。

CAN总线数据存储器模块内部已集成120Ω的终端电阻，可通过拨码开关选择是否接入。

2.CAN总线数据存储器模块支持多大的内存卡？

CAN总线数据存储器内置128G容量的TF卡，文件系统为exFAT。

3.CAN总线数据存储器模块最高的接收速率是多少？

CAN总线数据存储器模块CAN总线最高支持140000bps的总线数据。

4.为何CAN指示灯不亮？

只有当CAN端有数据传输时CAN指示灯才会亮起，如指示灯不亮很可能是总线并无数据或模块波特率与总线不匹配。

5.CAN总线数据存储器模块的通讯波特率如何设置？

通过软件设置一组常用的波特率的值，若要使用其他的波特率，请与广成科技有限公司相关人员联系。

6.USB接口是做什么用的？

可用于为系统供电，也可用来读取模块内存储卡数据。

详细操作说明见3.6。

附录A：

CAN2.0B协议帧格式

CAN2.0B标准帧

CAN标准帧信息为11个字节，包括两部分：

信息和数据部分。

前3个字节为信息部分。

字节1为帧信息。

第7位（FF）表示帧格式，在标准帧中，FF＝0；第6位（RTR）表示帧的类型，RTR=0表示为数据帧，RTR=1表示为远程帧；DLC表示该报文为数据帧时实际的数据长度。

字节2、3为报文识别码，11位有效。

字节4～11为数据帧的实际数据，远程帧时无效。

CAN2.0B扩展帧

CAN扩展帧信息为13个字节，包括两部分：

信息和数据部分。

前5个字节为信息部分。

字节1为帧信息。

第7位（FF）表示帧格式，在扩展帧中，FF＝1；第6位（RTR）表示帧的类型，RTR=0表示为数据帧，RTR=1表示为远程帧；DLC表示该报文为数据帧时实际的数据长度。

字节2～5为报文识别码，其高29位有效。

字节6～13为数据帧的实际数据，远程帧时无效。

附录B：

CAN总线帧信息定义

一条CAN帧包含13个字节。

13个字节的内容包括CAN帧信息+帧ID+帧数据。

帧信息，长度1个字节，用于标识CAN帧的一些信息，如类型、长度等。

保留

RTR

BIT7 BIT0

FF：

标准帧和扩展帧的标识位，1为扩展帧，0为标准帧。

RTR：

远程帧和数据帧的标识位，1为远程帧，0为数据帧。

保留：

保留值为0，不可写入1。

B3～B0：

数据长度位，即DLC，标识该CAN帧的数据长度。

例：

帧信息

具体含义

标准数据帧，DLC=8

扩展数据帧，DLC=8

标准远程帧，DLC=8

扩展远程帧，DLC=8

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