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株式会社アプトポッドのテクノロジーブログです

Linux で CAN通信するために EDGEPLANT CAN-USB Interface を利用する

製品紹介 ハードウェア CAN・自動車 組み込み開発

はじめに

こんにちは、ハードウェア/OT 製品開発グループ1 でソフトウェア開発を担当している矢部です。

アプトポッドでは以前より、CAN-USB Interface という自社開発製品を取り扱っています。こちらは車載機器の通信規格であるCAN2 データの送受信に対応したものになりますが、今までは 弊社のアプライアンス製品 に付属する形としてのみ提供していました。

今後は幅広いお客様にお使いいただけるよう、様々な対応を予定しています。その一つが、オープンソースのCANドライバである Socket CAN3 への対応です。これにより、Linux マシン上で簡単に CAN データを取り扱うことができるようになります。

アプトポッドで開発した車載対応のエッジコンピュータ EDGEPLANT T1 も、Linuxを搭載したマシンですので、今回はこちらでの利用方法をご紹介します。

これまでの使われ方

前述の通り、これまでは 弊社のアプライアンス製品 という形で何らかの車載ターミナルデバイスとともに提供していました。これらの車載ターミナルデバイスには Yocto4 ベースのOSを搭載しており、CAN-USB Interface用のドライバや、クラウドサーバーへの接続用のクライアントソフトウェアなどが標準で組み込まれています。

こちらを用いたCANデータの可視化については、この記事などをご覧ください。 tech.aptpod.co.jp

EDGEPLANT T1 でCANデータを見る

続いて、EDGEPLANT T1 上で CAN-USB Interface を利用する方法についてご紹介します。 EDGEPLANT T1 は Ubuntu 18.04 ベースのOSで動作しているため、その他PCなどで Ubuntu がインストールできる環境であれば同様の手順で利用可能です。

CAN-USB Interface を準備する

EDGEPLANT T1 上で CAN-USB Interface を利用するための事前準備を説明します。

ドライバをインストールする

CAN-USB Interface を利用するためには、専用のドライバのインストールが必要になります。CAN-USB Interface のページで公開されているデバイスドライバをダウンロードして、インストールしてください。

インターフェースを確認する

CAN-USB Interface はインターフェースが2つあるため、接続すると can0 と can1 として見えます。

$ ip link show type can
7: can0: <NOARP,ECHO> mtu 16 qdisc noop state DOWN mode DEFAULT group default qlen 10
    link/can 
8: can1: <NOARP,ECHO> mtu 16 qdisc noop state DOWN mode DEFAULT group default qlen 10
    link/can
CAN の設定を行う

CANのビットレートを 500kbps に設定する場合、以下のように行います。

$ sudo ip link set can0 type can bitrate 500000
$ sudo ip link set can0 up

up することで ifconfig でも確認できるようになります。

$ ifconfig can0
can0: flags=193<UP,RUNNING,NOARP>  mtu 16
        unspec 00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00  txqueuelen 10  (UNSPEC)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

can-utils を利用する

EDGEPLANT T1 にはデフォルトで can-utils がインストールされているため、これを使用してCANデータを見ることが出来ます。

CAN-USB Interface は使用していないですが、Raspberry Pi 上で can-utils を利用した記事もありますので、興味のある方はご覧ください。 tech.aptpod.co.jp

CANデータを受信する

candump コマンドで受信したCANデータを見ることができます。

$ candump can0
  can0  000   [8]  00 00 00 00 00 00 00 01
  can0  000   [8]  00 00 00 00 00 00 00 02
  can0  000   [8]  00 00 00 00 00 00 00 03
  can0  000   [8]  00 00 00 00 00 00 00 04
  can0  000   [8]  00 00 00 00 00 00 00 05
  can0  000   [8]  00 00 00 00 00 00 00 06
CANデータを送信する

cansend コマンドでCANデータを送信することができます。例として、can0 と can1 を接続して、データをループバックさせてみます。

can1 も 500kbps で設定して立ち上げます。

$ sudo ip link set can1 type can bitrate 500000
$ sudo ip link set can1 up

can0 からCANパケットを送信して、candump を実行した can1 でデータを受信することを確認できました。

$ candump can1 &
$ cansend can0 001#11.22.33.44.55.66.77.88
$   can1  001   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88  // can1 の受信データ

SavvyCAN を利用する

Socket CANに対応した製品は有償無償含め多数存在していますが、ここではオープンソースの Savvy CAN を利用します。EDGEPLANT T1 は ARM アーキテクチャ の Jetson TX2 モジュールで動作していますが、Savvy CANのARM用イメージは配布されていません。自前でビルド、インストールする必要があります。

事前準備

ビルドには、Qt5 と Qt Serial Bus が必要になるので、それらをまずインストールします。

  • Qt5 のインストール
$ sudo apt install qt5-default qtdeclarative5-dev libqt5serialport5-dev qttools5-dev -y
  • Qt Serial Bus のビルド、インストール
# Overkill: get all qt-stuff
$ sudo apt install qml-module-qt-labs-folderlistmodel qml-module-qtquick-extras qml-module-qtquick-controls2 qt5-default libqt5quickcontrols2-5 qtquickcontrols2-5-dev qtcreator qtcreator-doc libqt5serialport5-dev build-essential qml-module-qt3d qt3d5-dev qtdeclarative5-dev qtconnectivity5-dev qtmultimedia5-dev
# To get rid of the private/qobject_p.h error
$ sudo apt-get install qtbase5-private-dev
# Build and install qtserialbus
$ cd <work dir>
$ git clone git://code.qt.io/qt/qtserialbus.git
$ cd qtserialbus
$ git checkout 5.9.8
$ qmake
$ make -j6
$ sudo make install

Use qt serialbus in ubuntu 18.04 with qt 5.9 · GitHub

SavvyCAN をビルドする

SavvyCAN の 1.0.20 以降は Qt5.10(QRandomGenerator) に依存していますが、L4Tのデフォルトは Qt5.9 になっており、動作できません。 そのため、1.0.20 より前のバージョンを使う必要があります。ここでは V199.1 を使ってビルドします。

$ cd <work dir>
$ git clone -b V199.1 https://github.com/collin80/SavvyCAN.git
$ cd SavvyCAN
$ qmake
$ make -j6
SavvyCAN でデータを見る

ビルドした SavvyCAN を立ち上げます。

$ ./SavvyCAN

ツールバーの Conecction → Open Connection Windowを選択します。

Add New Device Connection-> QT SerialBus Device-> socketcan → can* を設定します。

CANフレームを受信することが出来ました。

Python で実装する

これだけではただのツール紹介なので、Pythonを用いてCANデータを扱う方法を簡単にご紹介します。

python-can をインストールする

python-can というライブラリが公開されており、こちらを利用すると簡単に実装することが出来ます。

$ sudo apt install python3-pip
$ pip3 install python-can
CANデータを送受信する

can-utils の例と同じく、can0 と can1 を接続して、データをループバックさせてみます。

import asyncio
import can


def print_message(msg):
    print(msg)


async def main():
    can0 = can.interface.Bus(bustype="socketcan", channel="can0", bitrate=500000)
    can1 = can.interface.Bus(bustype="socketcan", channel="can1", bitrate=500000)

    listeners = [
        print_message,  # Callback function
    ]

    # Create Notifier with an explicit loop to use for scheduling of callbacks
    loop = asyncio.get_event_loop()
    notifier = can.Notifier(can1, listeners, loop=loop)

    # Send messages
    for id in range(10):
        msg = can.Message(arbitration_id=id, data=[id, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0])
        await asyncio.sleep(0.5)
        can0.send(msg)

    notifier.stop()
    can0.shutdown()
    can1.shutdown()


loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(main())
loop.close()

このコードを実行すると、以下のように can1 でデータが受信できます。

$ sudo python3 loopback_test.py
Timestamp: 1623221566.564898    ID: 00000000    X                DLC:  8    00 00 00 00 00 00 00 00     Channel: can1
Timestamp: 1623221567.066872    ID: 00000001    X                DLC:  8    01 00 00 00 00 00 00 00     Channel: can1
Timestamp: 1623221567.570862    ID: 00000002    X                DLC:  8    02 00 00 00 00 00 00 00     Channel: can1
Timestamp: 1623221568.072851    ID: 00000003    X                DLC:  8    03 00 00 00 00 00 00 00     Channel: can1
Timestamp: 1623221568.574905    ID: 00000004    X                DLC:  8    04 00 00 00 00 00 00 00     Channel: can1
Timestamp: 1623221569.078850    ID: 00000005    X                DLC:  8    05 00 00 00 00 00 00 00     Channel: can1
Timestamp: 1623221569.580852    ID: 00000006    X                DLC:  8    06 00 00 00 00 00 00 00     Channel: can1
Timestamp: 1623221570.082847    ID: 00000007    X                DLC:  8    07 00 00 00 00 00 00 00     Channel: can1
Timestamp: 1623221570.584880    ID: 00000008    X                DLC:  8    08 00 00 00 00 00 00 00     Channel: can1

おわりに

今回は CAN-USB Interface の紹介になりましたが、その他にもアナログデータを扱うことができる ANALOG-USB Interface も販売しております。

また、自動車からのCANデータの収集や、遠隔適合のためのソリューションとして、以下のプロダクトをご提供しております。

自動車向け遠隔計測ソリューション（CAN/CAN-FD対応）

www.aptpod.co.jp

自動車ECU向け遠隔適合ソリューション

www.aptpod.co.jp

また、自社以外の製品を使用したカスタマイズ事例も多数ありますので、ご興味をお持ちいただけましたら、まずはお気軽に弊社サイトのお問い合わせフォームよりご相談ください。

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  1. OT : Operational Technology の略。ハードウェアおよび組込みソフトの製品開発をミッションとするグループ↩
  2. Controller Area Network の略。 https://ja.wikipedia.org/wiki/Controller_Area_Network↩
  3. https://en.wikipedia.org/wiki/SocketCAN↩
  4. Linuxをベースとして独自にカスタマイズしたシステムを構成できるもの。 Yocto Project – It's not an embedded Linux distribution – it creates a custom one for you↩