CAN-väylärajapinnat taksiautoissa

Abstract

Insinöörityössä tutkittiin Suomessa yleisimmin taksiautoina käytettävien henkilöautojen CAN-väylärajapintoja ja suunniteltiin Semel Oy:n TM6000-taksamittarille ohjelmointirajapinta, jonka avulla auton lisälaiteväylään liitettyjä laitteita voidaan ohjata ja niistä voidaan lukea tietoa. Tutkimuksessa keskityttiin CAN in Automation standardointijärjestön CANopen-standardiin ja CiA447-sovellusprofiiliin, jota useat eurooppalaiset autovalmistajat ovat olleet mukana kehittämässä.

Ohjelmointirajapinta suunniteltiin C-kielellä IAR Embedded Workbench kehitysympäristöä käyttäen. Ohjelmisto sisältää CAN-ajurin, CANopen-pinon ja CiA447-yhteensopivan IVN-yhdyskäytävän testiohjelman. Asiakkaan vähimmäisvaatimukset ohjelmistolle olivat, että sen avulla tulisi pystyä ohjaamaan sisävaloja ja lukemaan matkamittarin lukema ja polttoaineen kulutus.

Ohjelmistoa testattiin ensin Embedded Systems Academyn CiA447 Gateway Simulation ohjelman avulla ja sen jälkeen taksivarustellun E-sarjan Mercedes Benzin lisälaiteväylään liitettynä. Testauksen tuloksena huomattiin, että simulaatio-ohjelman ja auton IVN-yhdyskäytävät eivät toimi täysin CiA447-sovellusprofiilin mukaisesti. Simulaatio-ohjelman versio 1.63 jättää käynnistyksen yhteydessä yhden kyselyviestin välistä, eikä tue toimintojen ohjaamista ohjausobjekteilla. Mercedes Benzin yhdyskäytävän objektikirjasto sekä tila- ja ohjausobjektien rakenne poikkeaa CiA447-profiilista. Tämä saattaa johtua siitä, että auton yhdyskäytävä tukee CiA447-profiilin versiota 1.0, kun ohjelmistoa suunnitellessa ja tätä dokumenttia kirjoitettaessa saatavilla oli vain profiilin versio 2.0.

Asiakkaan vähimmäisvaatimuksista saatiin Mercedes Benzissä toteutettua ainoastaan matkamittarilukeman lukeminen IVN-yhdyskäytävästä. Polttoaineenkulutus-arvo saatiin luettua, mutta se ei pitänyt paikkaansa ja pysyi aina samana. Sisävalojen ohjaaminen ei myöskään onnistunut. Tässä työssä saatujen tietojen avulla se tosin tulee onnistumaan pienellä lisäselvitystyöllä.

CAN-ajuria ja CANopen-pinoa voidaan myöhemmin käyttää CAN-väyläominaisuuksien lisäämiseksi taksamittarin tuotantoversioon ja CiA447-testiohjelmalla voidaan kartoittaa auton CiA447-yhteensopivan IVN-yhdyskäytävän objektikirjasto ja testata ohjausobjektien toimintaa.

In the project described in this thesis, CAN bus interfaces in taxicabs were studied. An ap-plication programming interface for controlling and reading from devices connected to the vehicle internal bus was also developed for the TM6000 taximeter of Semel Oy.

The API was designed in C language and includes a CAN driver, CANopen stack and a CiA447-compliant program for testing IVN gateways. The customer requirements included that it should be possible to control interior lights and read the odometer and fuel con-sumption.

The software was tested with CiA447 Gateway Simulation by ESAcademy and in a Mer-cedes Benz taxicab. Test logs indicate that the simulator and Mercedes gateways do not fully conform to CiA447 specification. The simulator skips initial polling that should take place before the beginning of LSS Fastscan, and it jumps directly to sending the LSS Fastscan start message. The Mercedes gateway object dictionary structure and the struc-tures of some status and control objects in the dictionary do not comply with CiA447.

From the customer requirements, only reading of the odometer value was fulfilled. Fuel consumption could be read, but the value was constant. Further, the interior lights could not be controlled in the Mercedes, but a way to do this can be found with some more work.