CAN-ESP: Uma Rede CAN de Baixo Custo e Código Aberto com Suporte a OTA para Veículos Elétricos
Redes CAN; Veículos Elétricos; Sistemas Embarcados; Atualizações OTA; ESP32; TWAI
Este trabalho apresenta o CAN-ESP, uma arquitetura de rede CAN de baixo custo e código aberto projetada para preencher essa lacuna. A arquitetura inclui um protocolo de orquestração distribuída para atualizações \textit{Firmware-Over-The-Air} (FOTA), com um mecanismo de feedback de malha fechada que garante a consistência do firmware entre ECUs distribuídas (homogêneas em hardwarebase, porém com funções e periféricos distintos). Uma contribuição importante do CAN-ESP é a integração nativa do FOTA como funcionalidade da arquitetura, implementada na camada de aplicação sobre a comunicação local via ESP-WIFI-MESH e a sinalização/transferência com a nuvem via MQTT/HTTPS, permitindo atualizações confiáveis e escalonáveis sem dependência de ferramentas proprietárias. Avaliamos o CAN-ESP em um protótipo funcional integrado a um veículo elétrico leve (UGV) e em testes de bancada, demonstrando que a arquitetura mantém janelas de atualização eficientes e seguras no contexto experimental investigado. Adicionalmente, a escalabilidade do processo de atualização foi analisada por modelagem teórica para cenários com dezenas de ECUs, discutindo a viabilidade de janelas de manutenção compatíveis com aplicações práticas. Uma contribuição central deste trabalho é a validação da robustez temporal da rede através da análise do Pior Caso de Tempo de Resposta (\textit{Worst-Case Response Time} - WCRT) e do \textit{jitter} de transmissão sob diferentes condições de carga no barramento. Os resultados indicam que o CAN-ESP é uma plataforma prática e eficaz para pesquisa veicular, representando um passo significativo rumo à democratização do desenvolvimento de sistemas veiculares avançados, conectados e alinhados a requisitos de tempo real estrito no escopo avaliado.