一種基于CAN-bus的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實時采集及分析統(tǒng)計系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電子控制【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明的一種基于CAN-bus的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實時采集及分析統(tǒng)計系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括移動終端設(shè)備和遠(yuǎn)程中心系統(tǒng)，所述遠(yuǎn)程中心系統(tǒng)包括DBC文件處理裝置、信號數(shù)據(jù)解封裝置、信號數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置、信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置、信號數(shù)據(jù)異常處理裝置和信號數(shù)據(jù)分析圖表生成裝置，移動終端設(shè)備通過GSM/3G網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程中心系統(tǒng)通信，該系統(tǒng)解決了復(fù)雜的、海量的CAN數(shù)據(jù)實時上報的解析、轉(zhuǎn)換、統(tǒng)計及存儲的困難，可為整車研發(fā)工作提供重要的輔助功能。本發(fā)明的方法運用于上述系統(tǒng)，該方法大大提高從CAN數(shù)據(jù)塊中提取出信號數(shù)據(jù)，進(jìn)行信號歸并及轉(zhuǎn)換和信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計及存儲等一系列操作的效率。
【專利說明】—種基于CAN-bus的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實時采集及分析統(tǒng)計系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于CAN-bus的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實時采集及分析統(tǒng)計系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，智能汽車電子系統(tǒng)需求日益顯著，電控單元的應(yīng)用日趨復(fù)雜。隨著CAN-bus在汽車工業(yè)上的應(yīng)用，汽車智能時代正在來襲。
[0003]CAN-bus即是實現(xiàn)汽車微控制器之間通訊以及交換信息的車載網(wǎng)絡(luò)信息傳輸通訊系統(tǒng)，由于汽車內(nèi)部的集成度越來越高，汽車電控系統(tǒng)也越來越復(fù)雜,車載網(wǎng)絡(luò)通訊也越來越復(fù)雜，CAN作為汽車內(nèi)部電子控制單元(以下稱:E⑶)系統(tǒng)之間的通信標(biāo)準(zhǔn)，外部診斷設(shè)備按照該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范就可以采集到電控單元ECU的內(nèi)部狀態(tài)數(shù)據(jù)，但由于ECU往CAN-bus上廣播CAN數(shù)據(jù)的頻率是以毫秒級為單位，速度非?？?，且CAN2.0標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定每個ECU往CAN-bus上廣播的數(shù)據(jù)(以下稱:CAN數(shù)據(jù))由8個字節(jié)表示，在理論上每個E⑶的CAN數(shù)據(jù)可以表示的信號數(shù)量能達(dá)到264個，實際應(yīng)用中可能是用213^、313^、413^...等合并來表示I個信號，這就出現(xiàn)了信號數(shù)據(jù)位不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)偏移量不固定等因素，導(dǎo)致了遠(yuǎn)程中心系統(tǒng)在進(jìn)行CAN數(shù)據(jù)的實時采集、提取及歸并、轉(zhuǎn)換及統(tǒng)計工作復(fù)雜度非常高、效率非常低下，并且降低了系統(tǒng)的可靠 性，故障率升高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于CAN-bus的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實時采集及分析統(tǒng)計系統(tǒng)。該系統(tǒng)能有效降低復(fù)雜的、海量的CAN數(shù)據(jù)實時采集工作壓力，信號提取及歸并操作的復(fù)雜度，大大提高了信號轉(zhuǎn)換及統(tǒng)計速度，可為整車研發(fā)工作提供重要的輔助功能。
[0005]本發(fā)明還同時提供了一種基于CAN-bus的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實時采集及分析統(tǒng)計的方法，該方法適用于上述系統(tǒng)，該方法首先采用固定封包格式進(jìn)行海量的CAN數(shù)據(jù)實時采集上報操作，有效解決大數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠的無線實時傳輸?shù)钠款i，結(jié)合MAP快速映射算法解決復(fù)雜的CAN數(shù)據(jù)快速地信號提取及歸并環(huán)節(jié)，再以采集到的CAN數(shù)據(jù)的時間為刻度，劃分為秒、分、小時三種時域為跨度，分別以各自的子域統(tǒng)計結(jié)果為基礎(chǔ)進(jìn)行快速地統(tǒng)計，從而大大提高從CAN數(shù)據(jù)塊中提取出信號數(shù)據(jù)，進(jìn)行信號歸并及轉(zhuǎn)換和信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計及存儲等一系列操作的效率。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種基于CAN-bus的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實時采集及分析統(tǒng)計系統(tǒng)，包括移動終端設(shè)備和遠(yuǎn)程中心系統(tǒng)，所述遠(yuǎn)程中心系統(tǒng)包括DBC文件處理裝置、信號數(shù)據(jù)解封裝置、信號數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置、信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置、信號數(shù)據(jù)存儲裝置、信號數(shù)據(jù)異常處理裝置和信號數(shù)據(jù)分析圖表生成裝置，移動終端設(shè)備通過GSM/3G網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程中心系統(tǒng)通信，
所述移動終端設(shè)備通過CAN-bus實時接收汽車CAN廣播數(shù)據(jù)，并對該CAN廣播數(shù)據(jù)按照第一封包結(jié)構(gòu)進(jìn)行封包，生成封包數(shù)據(jù)，并將該封包數(shù)據(jù)以時間間隔t(秒)上傳至遠(yuǎn)程中心系統(tǒng)，
所述DBC文件處理裝置先提取dbc文件描述的CAN-bus信息，并生成內(nèi)存對象關(guān)系映射表，并將該內(nèi)存對象關(guān)系映射表發(fā)送至信號數(shù)據(jù)解封裝置和信號數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置，再由信號數(shù)據(jù)解封裝置向移動終端設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)采集指令后，由移動終端設(shè)備實時上報CAN數(shù)據(jù)，
所述信號數(shù)據(jù)解封裝置，接收移動終端設(shè)備上傳的封包數(shù)據(jù)，并根據(jù)第一封包結(jié)構(gòu)和內(nèi)存對象關(guān)系映射表對封包數(shù)據(jù)進(jìn)行解封和初步的轉(zhuǎn)換操作，釋放信號數(shù)據(jù)并投遞給信號數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置，
所述信號數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置對解封后的信號數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取、清洗和歸類操作，并將操作后的信號數(shù)據(jù)投遞給信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置，
所述信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置根據(jù)模擬量信號和狀態(tài)量信號對移動設(shè)備在同一毫秒時刻采集到的CAN數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計操作，生成統(tǒng)計后信號數(shù)據(jù)。按照模擬量信號和狀態(tài)量信號兩種類型分別進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計操作，對模擬量信號進(jìn)行最大值、最小值和平均值計算，對狀態(tài)量信號出現(xiàn)的狀態(tài)進(jìn)行頻次、變換次數(shù)、單次持續(xù)時長，累計持續(xù)時長等計算，并將統(tǒng)計后信號數(shù)據(jù)打上日期時間和移動終端設(shè)備標(biāo)識，投遞至信號數(shù)據(jù)存儲裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)庫存儲操作，所述信號數(shù)據(jù)存儲裝置，實現(xiàn)多任務(wù)存儲隊列，接收信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置統(tǒng)計后的數(shù)據(jù)，進(jìn)行快速分發(fā)存儲至分布式數(shù)據(jù)庫中；
所述信號數(shù)據(jù)異常處理裝置協(xié)同信號預(yù)處理裝置工作，記錄信號預(yù)處理過程出現(xiàn)的異常信號數(shù)據(jù)；
所述信號數(shù)據(jù)分析圖表生成裝置獲取信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置的統(tǒng)計后信號數(shù)據(jù)，并將統(tǒng)計后信號數(shù)據(jù)生成圖表。
[0007]進(jìn)一步的，所述第一封包結(jié)構(gòu)由幀頭標(biāo)識位、消息頭、消息體、校驗碼和幀尾標(biāo)識位組成，幀頭標(biāo)識位字段由雙方通信的幀格式?jīng)Q定，指明新的一幀的開始；消息頭字段由消息ID、消息屬性、終端設(shè)備ID、消息流水號和封包項組成；消息體字段是要傳送的信號數(shù)據(jù)；幀尾標(biāo)識位字段指明新的一幀的結(jié)束；校驗碼字段是將消息頭和消息體兩個部分按照校驗方法計算出的結(jié)果，用于校驗數(shù)據(jù)的正確性。
[0008]進(jìn)一步的，所述CAN廣播數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)由流水號、信號數(shù)據(jù)總包數(shù)、數(shù)據(jù)長度、時間序列、CAN數(shù)據(jù)組成。
[0009]進(jìn)一步的，該CAN-bus信息包括E⑶邏輯地址(或稱為CANID)，E⑶對象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息、ECU信號對象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息。
[0010]進(jìn)一步的，所述t為1-2 (秒)。
[0011]本發(fā)明同時還提供了一種基于CAN-bus的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實時采集及分析統(tǒng)計方法，該方法運用于上述系統(tǒng)，包括如下步驟:
51:移動終端設(shè)備通過CAN-bus實時接收汽車CAN廣播數(shù)據(jù)，并對該CAN廣播數(shù)據(jù)按照第一封包結(jié)構(gòu)進(jìn)行封包，生成封包數(shù)據(jù)，并將該封包數(shù)據(jù)以時間間隔t (秒)上傳至遠(yuǎn)程中心系統(tǒng)，
52=DBC文件處理裝置先提取dbc文件描述的CAN-bus信息，并生成內(nèi)存對象關(guān)系映射表，并將該內(nèi)存對象關(guān)系映射表發(fā)送至信號數(shù)據(jù)解封裝置和信號數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置，再由信號數(shù)據(jù)解封裝置向移動終端設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)采集指令后，由移動終端設(shè)備實時上報CAN數(shù)據(jù)，
S3:信號數(shù)據(jù)解封裝置接收移動終端設(shè)備上傳的封包數(shù)據(jù)，并根據(jù)第一封包結(jié)構(gòu)和內(nèi)存對象關(guān)系映射表對封包數(shù)據(jù)進(jìn)行解封和初步的轉(zhuǎn)換操作，釋放信號數(shù)據(jù)并投遞給信號數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置，
54:信號數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置對解封后的信號數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取、清洗和歸類操作，并將操作后的信號數(shù)據(jù)投遞給信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置，
55:信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置根據(jù)模擬量信號和狀態(tài)量信號對移動設(shè)備在同一毫秒時刻采集到的CAN數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計操作，生成統(tǒng)計后信號數(shù)據(jù)，按照模擬量信號和狀態(tài)量信號兩種類型分別進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計操作，對模擬量信號進(jìn)行最大值、最小值和平均值計算，對狀態(tài)量信號出現(xiàn)的狀態(tài)進(jìn)行頻次、變換次數(shù)、單次持續(xù)時長，累計持續(xù)時長等計算，并將統(tǒng)計后信號數(shù)據(jù)打上日期時間和移動終端設(shè)備標(biāo)識，投遞至信號數(shù)據(jù)存儲裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)庫存儲操作，
S6:信號數(shù)據(jù)存儲裝置開辟多任務(wù)存儲隊列，接收信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置統(tǒng)計后的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分布式存儲，
57:信號數(shù)據(jù)異常處理裝置協(xié)同信號數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置工作，記錄信號預(yù)處理過程出現(xiàn)的異常信號數(shù)據(jù)；
58:信號數(shù)據(jù)分析圖表生成裝置獲取信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置的統(tǒng)計后信號數(shù)據(jù)，并將統(tǒng)計后信號數(shù)據(jù)生成圖表。
[0012]進(jìn)一步的，SI中，第一封包結(jié)構(gòu)由幀頭標(biāo)識位、消息頭、消息體、校驗碼和幀尾標(biāo)識位組成，幀頭標(biāo)識位字段由雙方通信的幀格式?jīng)Q定，指明新的一幀的開始；消息頭字段由消息ID、消息屬性、終端設(shè)備ID、消息流水號和封包項組成；消息體字段是要傳送的信號數(shù)據(jù)；幀尾標(biāo)識位字段指明新的一幀的結(jié)束；校驗碼字段是將消息頭和消息體兩個部分按照校驗方法計算出的結(jié)果，用于校驗數(shù)據(jù)的正確性。
[0013]進(jìn)一步的，SI中，所述CAN廣播數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)由流水號、信號數(shù)據(jù)總包數(shù)、數(shù)據(jù)長度、時間序列、CAN數(shù)據(jù)組成。
[0014]進(jìn)一步的，SI中，該CAN-bus信息包括E⑶邏輯地址(或稱為CANID)，E⑶對象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息、ECU信號對象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息。
[0015]進(jìn)一步的，SI中，所述t為1-2 (秒)。
[0016]本發(fā)明通過采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點:
本發(fā)明的系統(tǒng)由遠(yuǎn)程中心系統(tǒng)控制車載終端對車輛CAN-bus上ECU的內(nèi)部狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集并上報至中心系統(tǒng)，由中心系統(tǒng)采用一種快速映射算法對上報的信號數(shù)據(jù)進(jìn)行快速轉(zhuǎn)換、清洗及分類后，投遞給實時統(tǒng)計服務(wù)器對信號數(shù)據(jù)進(jìn)行快速統(tǒng)計并分發(fā)存儲，最終以flash作為介質(zhì)，將實時統(tǒng)計結(jié)果以各類圖表形式展現(xiàn)給用戶，讓用戶能直觀的了解汽車內(nèi)部ECU實時的工作狀態(tài)。應(yīng)用本系統(tǒng)則可以使車輛工程師擺脫長期跑車試驗過程的時間綁架，將主要精力投放在信號狀態(tài)變化過程分析，通過遠(yuǎn)程中心系統(tǒng)就能夠及時了解跑車測試中產(chǎn)生的工況數(shù)據(jù)的變化情況，大大提高整車開發(fā)測試效率，為車輛設(shè)計改進(jìn)提供重要的參考依據(jù)。
[0017]本發(fā)明的方法該首先采用固定封包格式進(jìn)行海量的CAN數(shù)據(jù)實時采集上報操作，有效解決大數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠的無線實時傳輸?shù)钠款i，結(jié)合MAP快速映射算法解決復(fù)雜的CAN數(shù)據(jù)快速地信號提取及歸并環(huán)節(jié)，再以采集到的CAN數(shù)據(jù)的時間為刻度，劃分為秒、分、小時三種時域為跨度，分別以各自的子域統(tǒng)計結(jié)果為基礎(chǔ)進(jìn)行快速地統(tǒng)計，從而大大提高從CAN數(shù)據(jù)塊中提取出信號數(shù)據(jù)，進(jìn)行信號歸并及轉(zhuǎn)換和信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計及存儲等一系列操作的效率。解決了復(fù)雜的、海量的CAN數(shù)據(jù)實時上報的解析、轉(zhuǎn)換、統(tǒng)計及存儲的困難，可為整車研發(fā)工作提供重要的輔助功能，擺脫以往車輛工程師必須親臨車輛現(xiàn)場，采用單機(jī)診斷儀進(jìn)行現(xiàn)場跟蹤的繁瑣工作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
圖2是本發(fā)明的實施例的封包結(jié)構(gòu)圖；
圖3是本發(fā)明的實施例的消息頭結(jié)構(gòu)圖；
圖4是本發(fā)明的實施例的CAN廣播數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖；
圖5是本發(fā)明的DBC文件處理裝置生成內(nèi)存對象關(guān)系映射表的示意圖；
圖6是本發(fā)明的信號數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置對解封后信號數(shù)據(jù)抽取操作示意圖；
圖7是本發(fā)明的信號數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置對解封后信號數(shù)據(jù)清洗和歸類操作示意圖。
【具體實施方式】
[0019]現(xiàn)結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0020]作為一個具體的實施例，如圖1所示，一種基于CAN-bus的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實時采集及分析統(tǒng)計系統(tǒng)，包括移動終端設(shè)備和遠(yuǎn)程中心系統(tǒng)，所述遠(yuǎn)程中心系統(tǒng)包括DBC文件處理裝置、信號數(shù)據(jù)解封裝置、信號數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置、信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置、信號數(shù)據(jù)存儲裝置、信號數(shù)據(jù)異常處理裝置和信號數(shù)據(jù)分析圖表生成裝置，移動終端設(shè)備通過GSM/3G網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程中心系統(tǒng)通信，
所述移動終端設(shè)備通過CAN-bus實時接收汽車CAN廣播數(shù)據(jù)，并對該CAN廣播數(shù)據(jù)按照第一封包結(jié)構(gòu)進(jìn)行封包，生成封包數(shù)據(jù)，并將該封包數(shù)據(jù)以時間間隔t(秒)上傳至遠(yuǎn)程中心系統(tǒng),所述t為1-2 (秒)。
[0021]所述第一封包結(jié)構(gòu)如圖2所示，由幀頭標(biāo)識位、消息頭、消息體、校驗碼和幀尾標(biāo)識位組成。
[0022]幀頭標(biāo)識位字段由雙方通信的幀格式?jīng)Q定，指明新的一幀的開始；消息頭字段由消息ID、消息屬性、終端設(shè)備ID、消息流水號和封包項組成；消息體字段是要傳送的信號數(shù)據(jù)；幀尾標(biāo)識位字段指明新的一幀的結(jié)束；校驗碼字段是將消息頭和消息體兩個部分按照校驗方法計算出的結(jié)果，用于校驗數(shù)據(jù)的正確性；
所述消息頭格式如圖3所示:包括消息ID、消息屬性、設(shè)備ID、流水號、封包項，封包項包括子封包總數(shù)和子封包序號。
[0023]本實施例中，所述CAN廣播數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)的如圖4所示由流水號、信號數(shù)據(jù)總包數(shù)、數(shù)據(jù)長度、時間序列、CAN數(shù)據(jù)組成。
[0024]本實施例中，該CAN-bus信息包括E⑶邏輯地址(或稱為CANID)，E⑶對象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息、ECU信號對象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息。
[0025]所述DBC文件處理裝置先提取dbc文件描述的CAN-bus信息，并生成內(nèi)存對象關(guān)系映射表，并將該內(nèi)存對象關(guān)系映射表發(fā)送至信號數(shù)據(jù)解封裝置和信號數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置，再由信號數(shù)據(jù)解封裝置向移動終端設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)采集指令后，由移動終端設(shè)備通過GSM/3G網(wǎng)向信號數(shù)據(jù)解封裝置實時上報CAN數(shù)據(jù)，
所述信號數(shù)據(jù)解封裝置，接收移動終端設(shè)備上傳的封包數(shù)據(jù)，并根據(jù)第一封包結(jié)構(gòu)和內(nèi)存對象關(guān)系映射表對封包數(shù)據(jù)進(jìn)行解封和初步的轉(zhuǎn)換操作，釋放信號數(shù)據(jù)并投遞給信號數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置，
所述信號數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置對解封后的信號數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取、清洗和歸類操作，并將操作后的信號數(shù)據(jù)投遞給信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置，
所述信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置根據(jù)模擬量信號和狀態(tài)量信號對移動設(shè)備在同一毫秒時刻采集到的CAN數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計操作，生成統(tǒng)計后信號數(shù)據(jù)。按照模擬量信號和狀態(tài)量信號兩種類型分別進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計操作，對模擬量信號進(jìn)行最大值、最小值和平均值計算，對狀態(tài)量信號出現(xiàn)的狀態(tài)進(jìn)行頻次、變換次數(shù)、單次持續(xù)時長，累計持續(xù)時長等計算，并將統(tǒng)計后信號數(shù)據(jù)打上日期時間和移動終端設(shè)備標(biāo)識，投遞至信號數(shù)據(jù)存儲裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)庫存儲操作，
所述信號數(shù)據(jù)存儲裝置，開辟多任務(wù)存儲隊列，接收信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置統(tǒng)計后的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分布式存儲，
所述信號數(shù)據(jù)異常處理裝置協(xié)同信號預(yù)處理裝置工作，記錄信號預(yù)處理過程出現(xiàn)的異常信號數(shù)據(jù)；
所述信號數(shù)據(jù)分析圖表生成裝置獲取信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置的統(tǒng)計后信號數(shù)據(jù)，并將統(tǒng)計后信號數(shù)據(jù)生成圖表。
[0026]本實施例同時還提供了一種基于CAN-bus的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實時采集及分析統(tǒng)計方法，該方法運用于上述系統(tǒng)，包括如下步驟:
51:移動終端設(shè)備通過CAN-bus實時接收汽車CAN廣播數(shù)據(jù)，并對該CAN廣播數(shù)據(jù)按照第一封包結(jié)構(gòu)進(jìn)行封包，生成封包數(shù)據(jù)，并將該封包數(shù)據(jù)以時間間隔t (秒)上傳至遠(yuǎn)程中心系統(tǒng)，所述t為1-2 (秒),
第一封包結(jié)構(gòu)具體結(jié)構(gòu)圖參考圖2所示，由幀頭標(biāo)識位、消息頭、消息體、校驗碼和幀尾標(biāo)識位組成，
幀頭標(biāo)識位字段由雙方通信的幀格式?jīng)Q定，指明新的一幀的開始；消息頭字段格式如圖3所示，由消息ID、消息屬性、終端設(shè)備ID、消息流水號和封包項組成；消息體字段是要傳送的信號數(shù)據(jù)；幀尾標(biāo)識位字段指明新的一幀的結(jié)束；校驗碼字段是將消息頭和消息體兩個部分按照校驗方法計算出的結(jié)果，用于校驗數(shù)據(jù)的正確性；
所述CAN廣播數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)其格式如圖4所示:由流水號、信號數(shù)據(jù)總包數(shù)、數(shù)據(jù)長度、時間序列、CAN數(shù)據(jù)組成。
[0027]該CAN-bus信息包括E⑶邏輯地址(或稱為CANID)，E⑶對象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息、E⑶信號對象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息；
52=DBC文件處理裝置先提取dbc文件描述的CAN-bus信息，并生成內(nèi)存對象關(guān)系映射表，并將該內(nèi)存對象關(guān)系映射表發(fā)送至信號數(shù)據(jù)解封裝置和信號數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置，再由信號數(shù)據(jù)解封裝置向移動終端設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)采集指令后，由移動終端設(shè)備實時上報CAN數(shù)據(jù)，
參考圖5所示，DBC文件處理裝置按照dbc文件標(biāo)準(zhǔn)自動從文件中提取E⑶邏輯地址(或稱為CANID)信息、ECU對象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息，每個ECU提供的信號邏輯結(jié)構(gòu)信息，自動生成CANID與信號ECU對象映射關(guān)系緩存表設(shè)計，一個ECU對象對應(yīng)唯——個CANID，CANID具有唯一性，具體包括以下步驟:
第一步，先從dbc文件中提取ECU對象的CANID，并開辟一個對應(yīng)的ECU對象內(nèi)存，取得該內(nèi)存地址值作為該E⑶對象內(nèi)存ID，將該內(nèi)存ID與該CANID綁定，使得通過CANID可以快速取得E⑶對象內(nèi)存地址信息。
[0028]第二步，從dbc文件中提取該E⑶對象全局信息，包括E⑶名稱、信號周期、描述，存入第一步開辟的ECU對象內(nèi)存結(jié)構(gòu)中。
[0029]第三步，從文件中提取該ECU對象提供的信號結(jié)構(gòu)信息，包括信號ID、信號類型、信號起始位、信號偏移量、字節(jié)序、浮點精度、有效值范圍、單位等信息，并開辟一個對應(yīng)的信號對象內(nèi)存存放這些信息，為CAN數(shù)據(jù)解析和轉(zhuǎn)換工作提供重要依據(jù)。同時取得該內(nèi)存地址值作為該信號對象內(nèi)存ID，將該內(nèi)存ID存入ECU對象預(yù)開辟的信號對象內(nèi)存ID鏈表中。
[0030]第四步，繼續(xù)遍歷文件中該ECU對象提供的所有信號結(jié)構(gòu)信息，方法同第三步，最后該ECU對象內(nèi)存區(qū)緩存著所有信號信息，
第五步，循環(huán)執(zhí)行第一至第五，直到提取出dbc文件中所有的ECU對象信息，最終dbc文件生成在計算機(jī)內(nèi)存中的結(jié)構(gòu)圖，進(jìn)而快速將移動終端設(shè)備上報的CAN廣播數(shù)據(jù)一一映射至相應(yīng)的信號對象結(jié)構(gòu)中，以實現(xiàn)快速信號解析轉(zhuǎn)換過程；
53:信號數(shù)據(jù)解封裝置，接收移動終端設(shè)備上傳的封包數(shù)據(jù)，并根據(jù)第一封包結(jié)構(gòu)和內(nèi)存對象關(guān)系映射表對封包數(shù)據(jù)進(jìn)行解封和初步的轉(zhuǎn)換操作，釋放信號數(shù)據(jù)并投遞給信號數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置，
54:信號數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置對解封后的信號數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取、清洗和歸類操作，并將操作后的信號數(shù)據(jù)投遞給信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置，參考圖6和圖7所示，S4具體包括以下步驟:
步驟1、當(dāng)收到終端設(shè)備上報的數(shù)據(jù)時，需依據(jù)第I點中描述的封包結(jié)構(gòu)，分離消息頭和消息體數(shù)據(jù)，根據(jù)消息頭中的消息屬性中附帶的分包標(biāo)識位，識別是否有子封包數(shù)據(jù)，步驟2、若為分包則需要等待后續(xù)子封包數(shù)據(jù)到達(dá)進(jìn)行拼包操作，并依據(jù)消息頭中的封包項識別子封包數(shù)量和封包序號判斷接收是否結(jié)束，
步驟3、當(dāng)接收完整數(shù)據(jù)后，根據(jù)第I點描述的CAN數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對消息體中的CAN數(shù)據(jù)進(jìn)行解析分離。按照CANID進(jìn)行分類，將不同毫秒序列的相同CANID的數(shù)據(jù)歸為一類，形成CANID時間序列對象表，每個時間序列都對應(yīng)自己的CAN數(shù)據(jù)塊，
步驟4、遍歷所有CANID對應(yīng)的毫秒序列數(shù)據(jù)塊，根據(jù)第2點描述的CANID和ECU對象映射關(guān)系快速轉(zhuǎn)換所有CAN數(shù)據(jù)塊中的具體信號數(shù)據(jù)，并按照信號ID進(jìn)行分類，將不同毫秒序列的相同信號ID的信號數(shù)據(jù)歸為一類，直到所有CANID和CANID對應(yīng)的時間序列對應(yīng)的CAN數(shù)據(jù)塊遍歷完畢，進(jìn)而生成具體的信號ID和信號數(shù)據(jù)映射對象表，
步驟5、遍歷所有信號ID對應(yīng)的信號數(shù)據(jù)對象，對所有信號數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值變換和清洗后，生成信號值列表，
步驟6、將信號值列表按照時間序列，計算同一秒內(nèi)的所有時間序列對應(yīng)的信號值，模擬量則將所有信號值進(jìn)行排序和累加，計算得出該信號在該秒內(nèi)的信號最大值、最小值和平均值；狀態(tài)量則需進(jìn)一步對該信號在該秒內(nèi)所有時間序列出現(xiàn)的狀態(tài)進(jìn)行分類，按照時間序列逐個判斷前后是否發(fā)生狀態(tài)變化，統(tǒng)計變化次數(shù)，有變化時統(tǒng)計變化次數(shù)，無變化時統(tǒng)計持續(xù)時間，最后統(tǒng)計各個狀態(tài)在不同時間序列上出現(xiàn)的頻次，
步驟7、將模擬量信號的每秒統(tǒng)計結(jié)果，按照時間、信號ID、最大值、最小值、平均值存儲到秒數(shù)據(jù)庫中的模擬量信號統(tǒng)計表；將狀態(tài)量信號的每秒統(tǒng)計結(jié)果，按照時間、信號ID、頻次、變化次數(shù)、持續(xù)時間存儲到秒數(shù)據(jù)庫中的狀態(tài)量信號統(tǒng)計表，
步驟8、以步驟6輸出的結(jié)果，繼續(xù)統(tǒng)計同一分鐘內(nèi)所有秒的數(shù)據(jù)值，計算方法同步驟
6，
步驟9、方法同步驟7，將步驟8的統(tǒng)計結(jié)果按照信號類型，分別存放到分鐘數(shù)據(jù)庫的模擬量信號統(tǒng)計表和狀態(tài)量信號統(tǒng)計表中，
步驟10、按照步驟8和步驟9，繼續(xù)統(tǒng)計小時數(shù)據(jù)和每天的數(shù)據(jù)，將統(tǒng)計結(jié)果按照信號類型，分別存放到小時數(shù)據(jù)庫和天數(shù)據(jù)庫的模擬量信號統(tǒng)計表和狀態(tài)量信號統(tǒng)計表中。
[0031]上述的步驟S4為車輛工程師提供遠(yuǎn)程采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行實時統(tǒng)計分析方法，可擺脫以往車輛工程師必須親臨車輛現(xiàn)場，時刻跟隨車輛，采用單機(jī)診斷儀進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集工作。步驟I和2采用固定封包格式進(jìn)行海量的CAN數(shù)據(jù)實時采集上報操作，有效解決大數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠的無線實時傳輸?shù)钠款i；步驟3至5通過CANID的映射關(guān)系實現(xiàn)復(fù)雜的CAN數(shù)據(jù)快速地信號提取及歸并操作，步驟6至10以采集到的CAN數(shù)據(jù)的時間系列為刻度，自動以秒、分、小時三種時域跨度進(jìn)行有序地統(tǒng)計，并以各自的子域統(tǒng)計結(jié)果為基礎(chǔ)實現(xiàn)快速統(tǒng)計；
S5:信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置根據(jù)模擬量信號和狀態(tài)量信號對移動設(shè)備在同一毫秒時刻采集到的CAN數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計操作，生成統(tǒng)計后信號數(shù)據(jù)。按照模擬量信號和狀態(tài)量信號兩種類型分別進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計操作，對模擬量信號進(jìn)行最大值、最小值和平均值計算，對狀態(tài)量信號出現(xiàn)的狀態(tài)進(jìn)行頻次、變換次數(shù)、單次持續(xù)時長，累計持續(xù)時長等計算，并將統(tǒng)計后信號數(shù)據(jù)打上日期時間和移動終端設(shè)備標(biāo)識，投遞至信號數(shù)據(jù)存儲裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)庫存儲操作，
S6:所述信號數(shù)據(jù)存儲裝置，開辟多任務(wù)存儲隊列，接收信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置統(tǒng)計后的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分布式存儲，
57:信號數(shù)據(jù)異常處理裝置協(xié)同信號預(yù)處理裝置工作，記錄信號預(yù)處理過程出現(xiàn)的異常信號數(shù)據(jù)；具體包括:以時間范圍為界限，若時間范圍在I分鐘內(nèi)，則信號數(shù)據(jù)分析圖表生成裝置需從秒數(shù)據(jù)庫中提取統(tǒng)計數(shù)據(jù)生成圖表；若時間范圍在I小時內(nèi)，則信號數(shù)據(jù)分析圖表生成裝置需從分鐘數(shù)據(jù)庫中提取統(tǒng)計數(shù)據(jù)生成圖表；若時間范圍在24小時，內(nèi)則信號數(shù)據(jù)分析圖表生成裝置需從小時數(shù)據(jù)庫中提取統(tǒng)計數(shù)據(jù)生成圖表；若時間范圍大于24小時，則信號數(shù)據(jù)分析圖表生成裝置需從天數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)進(jìn)行圖表生成，
58:信號數(shù)據(jù)分析圖表生成裝置獲取信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置的統(tǒng)計后信號數(shù)據(jù)，并將統(tǒng)計后信號數(shù)據(jù)生成圖表。
[0032]盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于CAN-bus的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實時采集及分析統(tǒng)計系統(tǒng)，其特征在于:包括移動終端設(shè)備和遠(yuǎn)程中心系統(tǒng)，所述遠(yuǎn)程中心系統(tǒng)包括DBC文件處理裝置、信號數(shù)據(jù)解封裝置、信號數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置、信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置、信號數(shù)據(jù)存儲裝置、信號數(shù)據(jù)異常處理裝置和信號數(shù)據(jù)分析圖表生成裝置，移動終端設(shè)備通過GSM/3G網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程中心系統(tǒng)通信， 所述移動終端設(shè)備通過CAN-bus實時接收汽車CAN廣播數(shù)據(jù)，并對該CAN廣播數(shù)據(jù)按照第一封包結(jié)構(gòu)進(jìn)行封包，生成封包數(shù)據(jù)，并將該封包數(shù)據(jù)以時間間隔t秒上傳至遠(yuǎn)程中心系統(tǒng)， 所述DBC文件處理裝置先提取dbc文件描述的CAN-bus信息，并生成內(nèi)存對象關(guān)系映射表，并將該內(nèi)存對象關(guān)系映射表發(fā)送至信號數(shù)據(jù)解封裝置和信號數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置，再由信號數(shù)據(jù)解封裝置向移動終端設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)采集指令后，由移動終端設(shè)備實時上報CAN數(shù)據(jù)， 所述信號數(shù)據(jù)解封裝置，接收移動終端設(shè)備上傳的封包數(shù)據(jù)，并根據(jù)第一封包結(jié)構(gòu)和內(nèi)存對象關(guān)系映射表對封包數(shù)據(jù)進(jìn)行解封和初步的轉(zhuǎn)換操作，釋放信號數(shù)據(jù)并投遞給信號數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置， 所述信號數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置對解封后的信號數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取、清洗和歸類操作，并將操作后的信號數(shù)據(jù)投遞給信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置， 所述信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置根據(jù)模擬量信號和狀態(tài)量信號對移動設(shè)備在同一毫秒時刻采集到的CAN數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計操作，生成統(tǒng)計后信號數(shù)據(jù)，按照模擬量信號和狀態(tài)量信號兩種類型分別進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計操作，對模擬量信號進(jìn)行最大值、最小值和平均值計算，對狀態(tài)量信號出現(xiàn)的狀態(tài)進(jìn)行頻次、變換次數(shù)、單次持續(xù)時長，累計持續(xù)時長等計算，并將統(tǒng)計后信號數(shù)據(jù)打上日期時間和移動終端設(shè)備標(biāo)識，投遞至信號數(shù)據(jù)存儲裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)庫存儲操作， 所述信號數(shù)據(jù)存儲裝置，實現(xiàn)多任務(wù)存儲隊列，接收信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置統(tǒng)計后的數(shù)據(jù)，進(jìn)行快速分發(fā)存儲至分布式數(shù)據(jù)庫中； 所述信號數(shù)據(jù)異常處理裝置協(xié)同信號預(yù)處理裝置工作，記錄信號預(yù)處理過程出現(xiàn)的異常信號數(shù)據(jù)； 所述信號數(shù)據(jù)分析圖表生成裝置獲取信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置的統(tǒng)計后信號數(shù)據(jù)，并將統(tǒng)計后信號數(shù)據(jù)生成圖表。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CAN-bus的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實時采集及分析統(tǒng)計系統(tǒng)，其特征在于:所述第一封包結(jié)構(gòu)由幀頭標(biāo)識位、消息頭、消息體、校驗碼和幀尾標(biāo)識位組成，幀頭標(biāo)識位字段由雙方通信的幀格式?jīng)Q定，指明新的一幀的開始；消息頭字段由消息ID、消息屬性、終端設(shè)備ID、消息流水號和封包項組成；消息體字段是要傳送的信號數(shù)據(jù)；幀尾標(biāo)識位字段指明新的一幀的結(jié)束；校驗碼字段是將消息頭和消息體兩個部分按照校驗方法計算出的結(jié)果，用于校驗數(shù)據(jù)的正確性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CAN-bus的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實時采集及分析統(tǒng)計系統(tǒng)，其特征在于:所述CAN廣播數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)由流水號、信號數(shù)據(jù)總包數(shù)、數(shù)據(jù)長度、時間序列、CAN數(shù)據(jù)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CAN-bus的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實時采集及分析統(tǒng)計系統(tǒng)，其特征在于:該CAN-bus信息包括E⑶邏輯地址(CANID)，E⑶對象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息、E⑶信號對象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CAN-bus的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實時采集及分析統(tǒng)計系統(tǒng)，其特征在于:所述t為1-2 (秒)。
6.一種基于CAN-bus的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實時采集及分析統(tǒng)計方法，該方法運用于上述權(quán)利要求I至5任一項的系統(tǒng),包括如下步驟: 51:移動終端設(shè)備通過CAN-bus實時接收汽車CAN廣播數(shù)據(jù)，并對該CAN廣播數(shù)據(jù)按照第一封包結(jié)構(gòu)進(jìn)行封包，生成封包數(shù)據(jù)，并將該封包數(shù)據(jù)以時間間隔t (秒)上傳至遠(yuǎn)程中心系統(tǒng)， 52=DBC文件處理裝置先提取dbc文件描述的CAN-bus信息，并生成內(nèi)存對象關(guān)系映射表，并將該內(nèi)存對象關(guān)系映射表發(fā)送至信號數(shù)據(jù)解封裝置和信號數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置，再由信號數(shù)據(jù)解封裝置向移動終端設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)采集指令后，由移動終端設(shè)備實時上報CAN數(shù)據(jù)， S3:信號數(shù)據(jù)解封裝置接收移動終端設(shè)備上傳的封包數(shù)據(jù)，并根據(jù)第一封包結(jié)構(gòu)和內(nèi)存對象關(guān)系映射表對封包數(shù)據(jù)進(jìn)行解封和初步的轉(zhuǎn)換操作，釋放信號數(shù)據(jù)并投遞給信號數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置， S4:信號數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置對解封后的信號數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取、清洗和歸類操作，并將操作后的信號數(shù)據(jù)投遞給信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置， S5:信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置根據(jù)模擬量信號和狀態(tài)量信號對移動設(shè)備在同一毫秒時刻采集到的CAN數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計操作，生成統(tǒng)計后信號數(shù)據(jù)，按照模擬量信號和狀態(tài)量信號兩種類型分別進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計操作，對模擬量信號進(jìn)行最大值、最小值和平均值計算，對狀態(tài)量信號出現(xiàn)的狀態(tài)進(jìn)行頻次、變 換次數(shù)、單次持續(xù)時長，累計持續(xù)時長等計算，并將統(tǒng)計后信號數(shù)據(jù)打上日期時間和移動終端設(shè)備標(biāo)識，投遞至信號數(shù)據(jù)存儲裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)庫存儲操作， S6:信號數(shù)據(jù)存儲裝置開辟多任務(wù)存儲隊列，接收信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置統(tǒng)計后的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分布式存儲， 57:信號數(shù)據(jù)異常處理裝置協(xié)同信號數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置工作，記錄信號預(yù)處理過程出現(xiàn)的異常信號數(shù)據(jù)； 58:信號數(shù)據(jù)分析圖表生成裝置獲取信號數(shù)據(jù)統(tǒng)計裝置的統(tǒng)計后信號數(shù)據(jù)，并將統(tǒng)計后信號數(shù)據(jù)生成圖表。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CAN-bus的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實時采集及分析統(tǒng)計方法，其特征在于:S1中，第一封包結(jié)構(gòu)由幀頭標(biāo)識位、消息頭、消息體、校驗碼和幀尾標(biāo)識位組成，幀頭標(biāo)識位字段由雙方通信的幀格式?jīng)Q定，指明新的一幀的開始；消息頭字段由消息ID、消息屬性、終端設(shè)備ID、消息流水號和封包項組成；消息體字段是要傳送的信號數(shù)據(jù)；幀尾標(biāo)識位字段指明新的一幀的結(jié)束；校驗碼字段是將消息頭和消息體兩個部分按照校驗方法計算出的結(jié)果，用于校驗數(shù)據(jù)的正確性。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CAN-bus的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實時采集及分析統(tǒng)計方法，其特征在于:SI中，所述CAN廣播數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)由流水號、信號數(shù)據(jù)總包數(shù)、數(shù)據(jù)長度、時間序列、CAN數(shù)據(jù)組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CAN-bus的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實時采集及分析統(tǒng)計方法，其特征在于:S1中，該CAN-bus信息包括E⑶邏輯地址(CANID)，E⑶對象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息、E⑶信號對象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CAN-bus的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實時采集及分析統(tǒng)計方法，其特征在于:SI中， 所述t為1-2 (秒)。
【文檔編號】G05B19/418GK103605349SQ201310605818
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】江永聰, 林文山, 王國清, 張清河, 韋昌榮 申請人:廈門雅迅網(wǎng)絡(luò)股份有限公司