Desenvolvimento de sniffer CAN aplicado ao ônibus elétrico e EposMote III

Abstract

O trabalho teve como objetivo, desenvolver um sniffer de barramento CAN de um ônibus elétrico utilizando um EposMote III. O sniffer foi projetado, levando em consideração, a capacidade de leitura de todos os dados que trafegam pelo barramento, sendo ao todo, 1000 quadros por segundo. O objetivo futuro desta aplicação, é a sua utilização na identificação de dados voltados ao monitoramento do ônibus elétrico. Estes dados são referentes ao consumo de energia, ao estado das baterias, à velocidade de deslocamento do veículo, ao posicionamento (GPS), entre outros. O desenvolvimento do sniffer, passou primeiramente por testes em bancada, usando um barramento CAN emulado em dois microcontroladores. Este teste garantiu que o sniffer desenvolvido estava apto a interceptar dados em um barramento CAN. A etapa de testes no ônibus elétrico foi caracterizada pela coleta dos dados reais do barramento. Entre os principais resultados, obteve-se o correto funcionamento do gerenciamento de coleta de dados pelo EposMote. Em contrapartida, o resultado de desempenho do sniffer, não foi satisfatório, pois alguns requisitos de tempo não foram atendidos. O conflito, entre a obtenção dos dados do barramento pelo EposMote com o envio destes mesmos dados para o computador (utilizando o único processador do EposMote III), fizeram com que o sniffer deixasse de coletar alguns dados do barramento CAN do ônibus elétrico. Este problema foi diretamente relacionado ao consumo excessivo do tempo de CPU, pela comunicação serial UART usada para externalizar os dados do EposMoteIII para o computador. Ao final deste trabalho foram apresentados, além dos resultados obtidos, algumas sugestões para solução do consumo de tempo de CPU devido a externalização dos dados. São sugeridas também, melhorias no uso do controlador CAN, utilizado nesse trabalho.

The objective of the work was to develop a CAN bus sniffer of an electric bus using an EposMote III. The sniffer was designed, taking into consideration, the ability to read all data that travels through the bus. In total, about 1000 frames of messages per second travel. The future objective of this application is its use in the identification of certain data for the monitoring of the electric bus. These data refer to the energy consumption, the state of the batteries, the speed of movement of the vehicle, the positioning (GPS), among others. The development of the sniffer, first passed by laboratory tests, using a CAN bus emulated in two microcontrollers. This test ensured that the developed sniffer was able to intercept data on a CAN bus. The test stage in the electric bus was characterized by the collection of the actual data of the bus. From the main results obtained, the correct operation of the data collection management by EposMote was obtained. In contrast, the sniffer performance result was not satisfactory, as some time requirements were not met. The conflict between obtaining the EposMote CAN bus data and sending the same data to the computer (using the single EposMote III processor) caused the sniffer to stop collecting some data from the CAN bus. This problem was directly related to the excessive consumption of the CPU time, by the serial communication UART used to send the data of EposMoteIII to the computer. At the end of this work were presented, in addition to the results obtained, some suggestions for solving the CPU time consumption due to sending the data out of the device. Also suggested are improvements in the use of the CAN controller used in this work.