仮想CAN通信でHello, world!

概要

車載組み込み用途に利用されるCAN通信をPC内にてシミュレーションしてみます。
CANについては以下記事に詳細が書かれています。
https://qiita.com/fattolys/items/e8f8081d3cb42d7da0f6

以下は今回作成するシステムのネットワークの構成です。
Nord2からNord1にCANパケットを投げます。

環境

• Python 3.7
• Ubuntu 18.04

仮想インターフェイス作成

以下コマンドにより、仮想CANインターフェイスを作ります。

 $ modprobe vcan
 $ sudo ip link add dev vcan0 type vcan
 $ sudo ip link set up vcan0

ifconfigを打つと以下のようにvcan0が追加されていることがわかります。

$ ifconfig
vcan0: flags=193<UP,RUNNING,NOARP>  mtu 72
        unspec 00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00  txqueuelen 1000  (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

Nord 1コード作成

Nord 1はvcan0に流れるて来たパケットを逐次表示するようにします。

vcan_nord_1.py

# ref: https://elinux.org/Python_Can
import socket
import struct

# CAN frame packing/unpacking (see `struct can_frame` in <linux/can.h>)
can_frame_fmt = "=IB3x8s"

def build_can_frame(can_id, data):
    can_dlc = len(data)
    data = data.ljust(8, b'\x00')
    return struct.pack(can_frame_fmt, can_id, can_dlc, data)

def dissect_can_frame(frame):
    can_id, can_dlc, data = struct.unpack(can_frame_fmt, frame)
    return (can_id, can_dlc, data[:can_dlc])

# create a raw socket and bind it to the given CAN interface
s = socket.socket(socket.AF_CAN, socket.SOCK_RAW, socket.CAN_RAW)
s.bind(("vcan0",))

while True:
    cf, addr = s.recvfrom(16)
    print('Received: can_id=%x, can_dlc=%x, data=%s' % dissect_can_frame(cf))

Nord 2コード作成

Nord2はvcan0に対し、"hellowld"のパケットを投げます。

vcan_nord_2.py

# ref: https://elinux.org/Python_Can
import socket
import struct

# CAN frame packing/unpacking (see `struct can_frame` in <linux/can.h>)
can_frame_fmt = "=IB3x8s"

def build_can_frame(can_id, data):
    can_dlc = len(data)
    data = data.ljust(8, b'\x00')
    return struct.pack(can_frame_fmt, can_id, can_dlc, data)

# create a raw socket and bind it to the given CAN interface
s = socket.socket(socket.AF_CAN, socket.SOCK_RAW, socket.CAN_RAW)
s.bind(("vcan0",))

try:
    s.send(build_can_frame(0x01, b'hellowld'))
except socket.error:
    print('Error sending CAN frame')

動作確認

vcan_nord_1.pyをターミナルで起動しておき、別ターミナルでvcan_nord_2.pyを実行してください。
以下のように、vcan_nord_1.py側のターミナルに、パケットが届いたことが表示されます。

今後

Unityなどの3DCGプラットフォーム内で動く車をvcan通信で作ってみると面白いかもですね。

参考サイト

https://elinux.org/Bringing_CAN_interface_up
https://elinux.org/Python_Can