Ubuntu 22.04でUSB to CAN モジュールを使ってCAN通信をリアルタイムモニタリングする

USB to CAN モジュールをの使い方

この記事では、USB to CAN モジュール（Amazonで購入）を使用して、Ubuntu 22.04環境でCAN通信を監視する方法を紹介します．

動作環境

• OS: Ubuntu 22.04
• CANアダプタ: USB to CAN モジュール　CANable2
  購入した商品はこちら → Amazonリンク
• CANツール: can-utils、python-can
• Pythonバージョン: 3.12

必要なツールのインストール

まずは、CAN通信に必要なパッケージをインストールします．

1. can-utilsのインストール

ターミナルで以下のコマンドを実行してください．

sudo apt-get update
sudo apt-get install can-utils

2. python-canのインストール

Pythonライブラリpython-canをインストールします．

pip3 install python-can

（※ pipを利用できない場合は、apt-get install python3-canなどで）

USB-CANアダプタの接続と初期確認

CANable2をUSBポートに接続すると、以下のようにシリアルデバイスとして認識されます．

ls /dev/ttyACM*
# 出力例:
# /dev/ttyACM0

この結果から、CANable2はSLcanモードで動作していると判断できます．

SLcanモードでのCANインターフェース作成

SLcanモードの場合、slcandコマンドを用いてシリアルデバイスからCANネットワークインターフェース（通常はcan0）を作成します．以下の手順で進めます．

1 . カーネルモジュールのロード

sudo modprobe slcan
sudo modprobe can
sudo modprobe can_raw

2 . CANインターフェースの作成と起動

ここでは1000 kbps（1 Mbps）を想定し、-s8オプションで設定します．

sudo slcand -o -c -s8 /dev/ttyACM0 can0
sudo ip link set can0 up

3 . 通信の確認

CAN通信が流れていれば、candumpコマンドで確認できます．

candump can0

※ 何も表示されない場合は、CANバス上にメッセージが流れていない可能性があります．テストでメッセージを送信するなどして動作を確認してください．

Pythonとcursesによるリアルタイムモニタリング

CANバス上のメッセージは非常に多く流れるため、candumpでは見づらくなりがちです．そこで、Pythonを使って各CAN IDごとに最新の情報を表形式で表示するモニタリングツールを作成しました．

以下は、Pythonとcursesを用いたサンプルコードです．

#!/usr/bin/env python3
import curses
import can
import time

def main(stdscr):
    # カーソルを非表示にし、入力待ちをしない設定
    curses.curs_set(0)
    stdscr.nodelay(True)

    # SocketCANを利用してcan0から受信（必要に応じてbitrate指定）
    bus = can.interface.Bus(channel='can0', bustype='socketcan')

    # 各CAN IDの最新メッセージと受信回数を記録する辞書
    messages = {}
    counts = {}

    while True:
        try:
            # タイムアウト付きでメッセージを受信（0.1秒待機）
            msg = bus.recv(timeout=0.1)
            if msg is not None:
                # 受信したCAN IDをキーに最新メッセージを保存し、受信回数を更新
                messages[msg.arbitration_id] = msg
                counts[msg.arbitration_id] = counts.get(msg.arbitration_id, 0) + 1

            # 画面をクリアして再描画
            stdscr.clear()
            stdscr.addstr(0, 0, "CAN Bus Monitor - Real Time Table")
            stdscr.addstr(1, 0, "Press Ctrl+C to exit")
            header = "ID        Count   DLC   Data"
            stdscr.addstr(3, 0, header)
            stdscr.hline(4, 0, '-', len(header)+4)

            row = 5
            # 受信したCAN IDを昇順に表示
            for can_id in sorted(messages.keys()):
                m = messages[can_id]
                count = counts[can_id]
                # IDは16進数表記に変換
                id_str = f"0x{can_id:X}"
                dlc = m.dlc
                # データバイトを2桁の16進数で表示
                data_str = " ".join(f"{byte:02X}" for byte in m.data)
                line = f"{id_str:8} {count:6} {dlc:5} {data_str}"
                stdscr.addstr(row, 0, line)
                row += 1

            stdscr.refresh()
            time.sleep(0.01) #安定化のため.なくても可能
        except KeyboardInterrupt:
            break

if __name__ == "__main__":
    curses.wrapper(main)

• CAN受信:
  bus.recv(timeout=0.1)により、タイムアウト付きでCANメッセージを受信し、各IDごとに最新のメッセージと受信回数を辞書に保存します．

• 画面表示:
  cursesライブラリを用いて、画面全体をクリアした後、ヘッダーと各CAN IDの最新情報（ID、受信回数、DLC、データ）をリアルタイムに再描画します．

• 実行方法:
  このコードを例えばcan_monitor.pyとして保存し、以下のコマンドで実行します．

  python3 can_monitor.py
  

実行前にカーネルモジュールのロードとCANインターフェースの作成と起動をしている必要があります

終了はCtrl+Cで行います．

CAN pic.twitter.com/adoC47S545

— -Altair- (@Flying___eagle) March 9, 2025

まとめ

• CANable2の動作確認:
  USB接続後、SLcanモードで認識されるので、/dev/ttyACM0として確認できます．

• CANインターフェースの作成:
  slcandコマンドを用い、1000 kbpsに設定してcan0インターフェースを作成しました．

• リアルタイムモニタリング:
  Pythonのpython-canとcursesを組み合わせ、各CAN IDごとに最新メッセージを表形式で表示するツールを作成。流れる大量のメッセージから必要な情報を効率的に監視できます．

また，送信もできるようなのでロボマスモーターをPCから直接動かせたりするのは面白そうですね．