基于ESP32的手持can工具（汽车仪表）
基于ESP32的手持can工具
- 一、 项目介绍
- 二、 产品简介
- 1. 产品定位
- 2. 操作流程
- 3. 界面设计：
- 4. 界面
- a) 仪表信息读取界面
- b) 仪表信息写入界面
- c) 仪表多状态控制界面
- d) 本机设置界面(远程固件升级模块)
- 5. 应用范围
- 6. 优势
- 三、 程序结构
- 四、程序设计
- 五、 扩展应用:通用老化架
- 1. 组态
- 2. 硬件
- 3. 软件
- 六、 总结：
一、 项目介绍
在工作中，如果想要知道仪表内部信息；想要修改仪表某个参数；想要控制仪表做固定的动作，这都需要一台工装、一台装好各种驱动和补丁的电脑、多份说明文档和一位专业的技术人员。技术人员查阅文档后，操作多个上位机才能实现控制仪表。其运行成本、操作成本高，占用较多的固定资源。并且，操作流程无法复制，产生的数据无法重用。
操作流程在办公室环境下还算能接受，但在出差途中很不方便，设备不便携，与服务器连接不稳定，文件查阅不方便。
在办公室环境下，如果在上位机中设置好固定步骤或状态，想要以此数据批量实施时，不得不使用定制老化架，现行的老化架成本高，功能单一，几乎无通用性，信息化程度低。
以上的现状表明现有设备难以适应的多种使用场景，需要有更合适的设备来填补空白。
根据应用范围、体积、成本和未来发展方向等，我选择了低功耗WIFI芯片ESP32作为核心开发手持CAN工具。
二、 产品简介
- 总体设计
手持CAN工具主要由ESP32核心、触摸屏和CAN通信模块三部分组成。ESP32完成数据处理、无线连接及外设的驱动，触摸屏作为用户操作界面显示按键和信息，CAN通信模块接收和发送对仪表的通信数据。手持CAN工具在上电后，连接网络后自动更新固件，esp32根据固件数据将外设初始化成匹配成特定表型的设备。通过点击触摸屏，经ESP32解析后通过CAN转换器向仪表发送指令，可以切换仪表的多种表现状态，并读取或写入信息。
1. 产品定位
介于工装和升级盒之间，填补功能上的空白，有良好的便携性同时有常用的控制和读写功能。
2. 操作流程
上电后，后台完成网络固件更新，待进度条完成后输入密码，即可进入操作桌面。
3. 界面设计：
通过对场景操作需求分析，设计四个操作界面：
序号 操作需求 设计操作界面
- 仪表信息读取 仪表信息读取界面
- 仪表信息写入 仪表信息写入界面（包含权限获取）
- 仪表状态切换 仪表多状态控制界面
- 远程固件升级 本机设置界面(远程固件升级模块)
4. 界面
通过对场景操作需求分析，设计四个操作界面：
a) 仪表信息读取界面
点击屏幕进入诊断can读取界面，单击预设的读取内容，由ESP32发送。几个毫秒后ESP32会收到返回值，经协议解析后和显示优化后，会在串口中显示。失败则无显示。
b) 仪表信息写入界面
此功能涉及用户权限，可再设置独立密码保护。操作方式与a)仪表信息读取界面一致，修改成功会在屏幕中显示“XXXX——OK”，表示写入成功。失败则无显示。
c) 仪表多状态控制界面
手持can工具自身发送can和TTL电平，可完成仪表“MCU-输出”阶段的检测。可设计多个状态，根据产品检测需求自由组合。
通过控制外围电路给仪表提供电平、频率、电阻等信号，可完成仪表“输入-MCU”阶段检测。此阶段同样可设计为多个状态，根据产品检测需求自由组合。
d) 本机设置界面(远程固件升级模块)
上电后自动从服务器下载更新固件。
重启esp32，可以看到文件被192.168.0.107（ESP32）请求并下载了。
下载完成后，esp32自动重启。运行本地程序，完成了本次升级。
5. 应用范围
- 产品内部信息查询。如版本号，序列号等。
- 产品定制化参数查询和修改。首先需要获取安全权限，再修改如ppk，里程等信息。
- 产品功能检测。发送can信号，可完成仪表“MCU-输出”阶段的检测。
- 通过外围扩展后可输出硬线信号，可完成仪表“输入-MCU”阶段的检测。
- 将发送的配置信息固话，周期运行，可实现产品老化。
6. 优势
- 核心5V系统，部署成本极低，维护便捷。
- 工具体积小巧，便于携带。
- 单片机核心，CAN发送定时精确
- 触摸屏操作，信息可视化
- 开机密码，权限管理
- 与生产、检测系统的数据统一
- 网络拓展性好，核心可应用于如网络下位机、网关、微型服务器等。
三、 程序结构
四、程序设计
初始化阶段：上电后ESP32需要完成4项初始化。
1、 自身初始化，连接指定WIFI
2、 触摸屏初始化，替换如型号、按键功能等原始标签
3、 CAN通信模块初始化。
4、 在服务器中搜索更新文件，如果有就下载重启，如果没有就下一步
5、 初始化完成。
主循环阶段：
1、 接收CAN指令和屏幕指令。
2、 根据通信协议处理CAN指令和屏幕指令。
3、 发送CAN指令和屏幕指令。
五、 扩展应用:通用老化架
1. 组态
手持CAN工具的核心ESP32是一款集成WiFi功能的微控制器，在网络控制器应用广泛。
在老化架应用中，ESP32既可以做控制器，又可以做为网关使用。
2. 硬件
转接板分为两级：一级转接板提供通用信号，二级转接板匹配表型。
表型更换时，更换二级转接板。
屏显信息可以由esp32发送至网关，由数据库处理，因此屏幕可以选配。
3. 软件
状态指令由“仪表多状态控制界面”定时发送，老化时间可由控制核心计时。
产品信息由“仪表信息读取界面”获取，并附带老化信息，通过网络发送到网关。
产品型号更换时，由“远程升级模块”，上电后搜索指定文件，远程完成控制文件自动更新。
六、 总结：
基于ESP32的手持CAN工具可以实现仪表的状态控制和数据读写的设备小型化。
手持CAN工具克服了大型设备需要专人操作和保养的缺点，大幅提升便携性，触摸屏的实时操作显示降低使用成本。同时由于硬件成本极低和可以网络升级的特性，使得基于ESP32核心的手持CAN工具可以大量部署，集中式远程管理，提高生产效率和管理效率。