Работа с CAN FD через Python

В данном разделе мы рассмотрим пример кода программ для отправки и получения сообщения через CAN FD, написанных на языке программирования Python. Для работы с CAN у Python есть отдельная библиотека python-can, которая устанавливается с помощью pip3:

$ pip3 install python-can

Импортируем три библиотеки:

import can
import struct
import time

Модуль struct умеет упаковывать данные из Python в байты и распаковывать их обратно, позволяя нам не задумываться о том как это делать. Он очень удобен в использовании, подробнее про struct и его методах можно прочитать в документации.

Далее создадим управляющую can-ом структуру, назовем ее can0 и сообщение, которое будем отправлять - число типа float, например 2.5 в байтах это 0х00002040:

can0 = can.interface.Bus(channel = 'can0', bustype = 'socketcan', fd=True)
msg = 2.5 # 00 00 20 40

По ссылке можно найти очень удобный конвертер, который легко переведет float в hex и обратно, самое главное не забыть поставить галочку рядом с Swap to use big-endian

Дальше в бесконечном цикле формируем массив байтов, используя функцию pack модуля struct, переводим его в тип сообщения, понятного для CAN и отправляем это сообщение. В качестве ID укажем 101, в hex это 0х065. По аналогии с программой, написанной на ардуино, в конце добавим задержку на все оставшееся время до 1 милисекунды.

while(1):
     t = time.time()
     data = bytearray(struct.pack("f", msg))
     msg_to_send = can.Message(arbitration_id=0x065, data = data)
     can0.send(msg_to_send)
     time.sleep(0.001 - (time.time()-t)) #время работы тела цикла - 1 мс

Весь код программы, предназначенной отправлять сообщения:

import can
import struct
import time


can0 = can.interface.Bus(channel = 'can0', bustype = 'socketcan', fd=True)
msg = 2.5
while(1):
     t = time.time()
     data = bytearray(struct.pack("f", msg))
     msg_to_send = can.Message(arbitration_id=0x065, data = data)
     can0.send(msg_to_send)
     time.sleep(0.001 - (time.time()-t)) # время работы тела цикла - 1 мс

Чтобы убедиться в корректной работе, в первом окне запустите программу (у нас она называется can_send.py)

python3 can_send.py

В соседнем терминале воспользуйтесь утилитой candump, вы должны увидеть пакет из 4 байтов 00 00 20 40

Теперь напишем программу для получения сообщений. Подключаем все те же модули, создаем управлющую can-ом структуру. В бесконечном цикле получаем сообщение и если его ID = 101 (см. пример выше), распаковываем пакет и печатаем полученные данные.

import can
import struct
import time


can0 = can.interface.Bus(channel = 'can0', bustype = 'socketcan', fd=True)
while(1):
     t = time.time()
     msg = can0.recv()
     if msg.arbitration_id == 101:
          data = struct.unpack('f', msg.data)
          print(data)
     time.sleep(0.002 - (time.time()-t)) # время работы тела цикла - 2 мс

Эту программу назовем can_recv и запустим ее в терминале. А в соседнем запустим программу, которая отправляет число 2.5, написанную ранее.

Как видим мы получили немного не то, что ожидали (а ожидали мы увидеть просто число 2.5). Дело в том, что результатом struct.unpack() является кортеж, даже если он содержит ровно один элемент. Об этом подробнее можно прочитать в документации. Давайте немного скорректируем наш код:

import can
import struct
import time


can0 = can.interface.Bus(channel = 'can0', bustype = 'socketcan', fd=True)
while(1):
     t = time.time()
     msg = can0.recv()
     if msg.arbitration_id == 101:
          data = struct.unpack('f', msg.data)
          print(data[0]) # первый элемент кортежа
     time.sleep(0.002 - (time.time()-t)) # время работы тела цикла - 2 мс

И теперь мы видим то число, которое и отправляем.

В данном разделе мы рассмотрели примеры программ для передачи и получения сообщений по CAN FD. Для обычного CAN в коде поменяется только одна строчка - создание управляющей can-ом структуры. Вместо

 can0 = can.interface.Bus(channel = 'can0', bustype = 'socketcan', fd=True)

необходимо написать

can0 = can.interface.Bus(channel = 'can0', bustype = 'socketcan')