一種電動汽車電動空調控制器軟件刷新系統和方法技術方案

本發明專利技術公開了一種電動汽車電動空調控制器軟件刷新系統和方法，具體是：采用labview開發的汽車空調軟件刷新系統上位機實現將待更新的應用程序發送至CAN總線上，預先在汽車空調控制器中存儲的Bootloader引導程序在下載模式接收待更新的應用程序并存入存儲器，在加載模式下加載應用程序，完成軟件更新。系統通過?CAN?總線更新程序，提高系統升級的效率和可操作性，而且可以直接利用汽車上現有的CAN網絡資源，節約成本和人力；借鑒CCP協議中部分與安全性有關的指令，同時針對Bootloader原理自定義擴展指令，以此作為通信協議，充分利用CCP協議的安全機制，并簡化通信過程。自主開發的配套上位機軟件與Bootloader引導程序，整套系統使用快捷簡單。

Electric automobile air conditioner controller software refresh system and method

The invention discloses an electric vehicle air conditioning controller software system and method for updating, in particular: the automobile air conditioning system development software LabVIEW refresh PC will be updated application is sent to the CAN bus, storage in the automotive air conditioning controller in advance of the Bootloader boot program in the download mode to update the receiving application and stored in memory, loading the application in loading mode, complete the software update. Through the CAN bus system update procedures, improve the efficiency of system upgrade and operability, and can directly use the existing CAN cars cost savings and cyber source, human; reference instruction part and safety in the CCP protocol, and according to the principle of self defined Bootloader extensions, as communication protocol, security mechanism make full use of the CCP protocol, and simplify the communication process. Self-developed supporting PC software and Bootloader boot program, the whole system is simple and quick to use.

【技術實現步驟摘要】
一種電動汽車電動空調控制器軟件刷新系統和方法
本專利技術屬于電動汽車控制器開發領域，特別是涉及一種電動汽車的電動空調控制器軟件刷新系統。
技術介紹
傳統汽車的壓縮機由發動機直接驅動，在電動汽車中由于發動機的取消，因此改為電機驅動，軟件更加復雜，往往需要進行缺陷修復以及版本更新，因此在研發、生產、使用與維護階段，都會有軟件更新升級需求。對于大多數以飛思卡爾單片機作為MCU的車載控制器，開發者往往通過P&E或者BDM等專門工具進行程序調試和燒寫，當然也可以使用串行通訊接口，傳統的方法是使用UART外設實現數據傳輸，然而車載控制器數量繁多并且往往有外殼保護來滿足相當高的防水防塵要求，給程序更新帶來了極大的不便。因此采用傳統的程序更新方式費時費力，效率低下，極大的影響車載控制器的開發、調試及使用。Bootloader又稱引導加載程序，是系統加電/復位后在應用程序前運行的一段軟件代碼。在現有的汽車控制器的刷新方法中，Bootloader軟件架構由PBL和SBL兩部分組成。PBL由主引導模塊、診斷模塊、網絡模塊、CAN驅動模塊和定時器模塊組成，SBL由FLASH的擦除\編程代碼組成。程序刷新需要通過預存在ROM中的PBL將SBL下載到RAM區，SBL再負責更新代碼或數據。同時現有的刷新方法及系統對硬件需求高，除上位機和目標控制器外，過程實現需額外提供刷新裝置包括：診斷欲刷新單元和診斷刷新單元。因而刷新過程相對較復雜，效率低，且成本更高。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是，基于電動汽車電動空調對應用程序更新的需求，本專利技術提供一種安全高效的基于CCP協議自主擴展的通信協議的電動汽車電動空調控制器軟件刷新系統。為解決上述技術問題，本專利技術采用如下技術方案：一種電動汽車電動空調控制器軟件刷新系統，包括，汽車空調控制器、USB-CAN卡、上位機，其特征在于：汽車空調控制器內預先貯存Bootloader引導程序，上位機中裝載Labview程序，上位機將待更新的應用程序發送至CAN總線上，USB-CAN卡負責連接上位機和汽車空調控制器，實現上位機與汽車空調控制器的物理通信支持；上位機主要分為下載操作區和顯示區，在下載操作區按照文件選擇、讀取、連接、下載需求完成系統功能操作，在顯示區顯示連接和下載狀態、以及讀取經過處理的待更新的應用程序文件；所述待更新的應用程序文件為S19文件格式；所述的通信協議在CCP協議的基礎上根據下載文件格式及Bootloader原理參考CCP指令格式自定義擴展了兩條擴展指令；所述Bootloader引導程序有啟動加載模式和下載模式，Bootloader引導程序在下載模式接收待更新的應用程序文件并存入汽車空調控制器存儲器，在加載模式下加載應用程序，完成軟件更新。上述技術方案中，兩條擴展指令分別為：S19_Message指令：下載S19記錄信息幀，攜帶每條記錄中的基本信息，包括類型、數據地址、數據長度、校驗和信息；S19_Data指令：下載S19記錄數據幀，攜帶每條記錄中的有效數據。上述技術方案中，當Bootloader引導程序切換至下載模式時，Labview程序基于自定義擴展的CCP協議將應用程序發送至CAN總線上建立上下位機連接并進行應用程序數據下載，下位機將接受的數據存放在對應存儲區，數據傳輸完畢，上位機發送斷開連接命令，上下位機結束通訊；當Bootloader引導程序切換至啟動加載模式，汽車空調控制器開始執行應用程序，軟件更新結束。上述技術方案中，汽車空調控制器主控MCU采用片內集成FLASH存儲的單片機。上述技術方案中，所述的USB-CAN卡采用NI公司的USB-9862。一種電動汽車電動空調控制器軟件刷新方法，其特征在于包括如下步驟：S1、通過BDM下載器將預先編寫的Bootloader引導程序首次裝入空調控制器單片機，所述Bootloader程序長期貯存在單片機芯片內部存儲器中，在受到觸發時啟動加載應用程序或者下載基于CCP協議的擴展指令文件；S2、應用程序編寫完后，進行編譯，在codewarrior工程文件中生成S19文件；S3、啟動上位機，找到S19文件所在路徑，進行文件的讀取解析并按照自主擴展的CCP協議進行重新組幀等待發送；S4、將Bootloader模式選擇開關切換至下載模式；S5、建立上下位機連接，上位機發送握手信號，并等待下位機返回DTO信息判斷是否握手成功，若發送成功，則等待啟動下載命令，若連接不成功，則顯示連接失敗；S6、進行數據下載，按照自主擴展的CCP協議，上位機發送S19文件數據，下位機接受數據，并將數據正確存放在對應存儲區；S7、數據傳輸完畢，上位機發送斷開連接命令，上下位機結束通訊；S8、將Bootloader模式選擇開關切換至加載模式，控制器開始執行應用程序；軟件更新結束。上述技術方案中，所述自主擴展的CCP協議，除包括驗證身份時使用的CONNECT,EXCHANGE_ID,GET_SEED指令以及斷開連接時使用的DISCONNCET指令外，還包括根據下載文件格式及bootloader原理參考CCP指令格式自定義的兩條擴展指令。上述技術方案中，兩條擴展指令分別為：S19_Data指令：下載S19記錄數據幀，攜帶每條記錄中的有效數據；S19_Message：下載S19記錄信息幀，攜帶每條記錄中的基本信息，包括類型、數據地址、數據長度、校驗和信息。上述技術方案中，在數據下載傳輸過程中，上位機讀取S19文件并拆分重組，發送一條記錄時，先發送S19_Data指令，再發送S19_Message，每發送完一條記錄時要及時進行校驗；待所有記錄發送成功后顯示發送成功斷開與空調控制器連接。相對于現有技術，本專利技術的有益效果為：從軟件架構、程序刷新過程來看，本專利技術自主設計的配套上位機軟件與Bootloader引導程序，整套系統使用簡單。Bootloader整體存放在控制器內存中，軟件結構更簡單，控制器直接接收CAN網絡上的目標代碼或數據，過程簡便。從通訊協議來看，本專利技術的通信協議在CCP協議基礎上根據下載文件格式及bootloader原理進行了自定義擴展，在充分利用CCP安全性的同時簡化了通信過程。從數據傳輸可靠性驗證來看，本專利技術系統在數據傳輸過程中，每接收完一條記錄進行數據校驗，而不是如傳統協議（診斷服務規范符合ISO14229，通訊傳輸協議符合ISO15765-2/4）中，診斷設備在數據傳輸結束后進行傳輸可靠性驗證。從刷新完成后程序加載方式來看，硬件開關對主芯片指定引腳進行狀態切換，避免占用存儲空間，有別于傳統指定標志位存在后進入應用程序的方式。從硬件需求來看，除上位機和目標空調控制器外，硬件部分僅需USB-CAN卡，不需要額外提供包括診斷欲刷新單元和診斷刷新單元的刷新裝置。綜上所述，本專利技術通過CAN總線更新程序，提高系統升級的效率和可操作性，而且可以直接利用汽車上現有的CAN網絡資源，節約成本和人力；借鑒CCP協議中部分與安全性有關的指令，同時針對Bootloader原理自定義擴展指令，以此作為通信協議，充分利用CCP協議的安全性，并簡化通信過程。附圖說明圖1為本專利技術所述電動汽車電動空調控制器軟件刷新系統的硬件結構框圖。圖2為本專利技術實例中電動汽車電動空調控制器軟本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電動汽車電動空調控制器軟件刷新系統，包括，汽車空調控制器、USB?CAN卡、上位機以及自定義的通信協議，?其特征在于：汽車空調控制器內預先貯存Bootloader引導程序，上位機中裝載Labview程序，上位機將待更新的應用程序發送至CAN總線上，USB?CAN卡負責連接上位機和汽車空調控制器，實現上位機與汽車空調控制器的物理通信支持，通信協議保證數據傳輸正確可靠；上位機主要分為下載操作區和顯示區，在下載操作區按照文件選擇、讀取、連接、下載需求完成系統功能操作，在顯示區顯示連接和下載狀態、以及讀取并經過處理的待更新的應用程序文件；?所述待更新的應用程序文件為S19文件格式；所述的通信協議在CCP協議的基礎上根據下載文件格式及Bootloader原理參考CCP指令格式自定義擴展了兩條擴展指令；所述Bootloader引導程序有啟動加載模式和下載模式，?Bootloader引導程序在下載模式接收待更新的應用程序文件并存入汽車空調控制器存儲器，在加載模式下加載應用程序，完成軟件更新。

【技術特征摘要】
1.一種電動汽車電動空調控制器軟件刷新系統，包括，汽車空調控制器、USB-CAN卡、上位機以及自定義的通信協議，其特征在于：汽車空調控制器內預先貯存Bootloader引導程序，上位機中裝載Labview程序，上位機將待更新的應用程序發送至CAN總線上，USB-CAN卡負責連接上位機和汽車空調控制器，實現上位機與汽車空調控制器的物理通信支持，通信協議保證數據傳輸正確可靠；上位機主要分為下載操作區和顯示區，在下載操作區按照文件選擇、讀取、連接、下載需求完成系統功能操作，在顯示區顯示連接和下載狀態、以及讀取并經過處理的待更新的應用程序文件；所述待更新的應用程序文件為S19文件格式；所述的通信協議在CCP協議的基礎上根據下載文件格式及Bootloader原理參考CCP指令格式自定義擴展了兩條擴展指令；所述Bootloader引導程序有啟動加載模式和下載模式，Bootloader引導程序在下載模式接收待更新的應用程序文件并存入汽車空調控制器存儲器，在加載模式下加載應用程序，完成軟件更新。2.根據權利要求1所述的電動汽車電動空調控制器軟件刷新系統，其特征在于兩條擴展指令分別為：S19_Message指令：下載S19記錄信息幀，攜帶每條記錄中的基本信息，包括類型、數據地址、數據長度、校驗和信息；S19_Data指令：下載S19記錄數據幀，攜帶每條記錄中的有效數據。3.根據權利要求1所述的電動汽車電動空調控制器軟件刷新系統，其特征在于當Bootloader引導程序切換至下載模式時，Labview程序基于自定義擴展的CCP協議將應用程序發送至CAN總線上建立上下位機連接并進行應用程序數據下載，下位機將接受的數據存放在對應存儲區，數據傳輸完畢，上位機發送斷開連接命令，上下位機結束通訊；當Bootloader引導程序切換至啟動加載模式，汽車空調控制器開始執行應用程序，軟件更新結束。4.根據權利要求1所述的電動汽車電動空調控制器軟件刷新系統，其特征在于汽車空調控制器主控MCU采用片內集成FLASH存儲的單片機。5.根據權利要求1所述的電動汽車電動空調控制器軟件刷新系統，其特征在于所述的USB-CAN卡采用NI公司的USB-9862。6.一...

【專利技術屬性】
技術研發人員：肖合林，萬宏偉，楊勝兵，薛冰，范文濤，
申請(專利權)人：武漢理工大學，
類型：發明
國別省市：湖北,42