本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)采集方法及其分析系統(tǒng)，特別是涉及一種CAN總線方程式賽車行車數(shù)據(jù)線式的采集傳輸方法及其分析系統(tǒng)，屬于汽車電氣技術領域。

背景技術：

隨著汽車工業(yè)與電子工業(yè)的發(fā)展，在現(xiàn)代汽車上，電子技術的應用越來越廣泛，汽車電子化的程度也越來越高。汽車電子技術是汽車技術與電子技術相結合的產(chǎn)物。可以說，今天的汽車已經(jīng)進入電子控制的時代。

中國大學生電動方程式大賽（以下簡稱FSEC），是中國汽車工程學會舉辦的一項面向在校大學生的賽車比賽。賽事要求參賽院校學生在近一年的時間內(nèi)制造出一輛在加速、剎車、操穩(wěn)性和安全性方面均有突出和穩(wěn)定表現(xiàn)的賽車，其中所有的設計、制造和測試環(huán)節(jié)均由學生獨立完成，吸引了眾多院校參加。在整車調(diào)試的過程中，整車的數(shù)據(jù)采集及其分析系統(tǒng)對整車性能的調(diào)整和故障的排查尤為重要。目前，大多數(shù)FSEC賽車采用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是以自主設計的CAN總線式電子控制系統(tǒng)為基礎的無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，不過大都存在數(shù)據(jù)采集及其分析系統(tǒng)功能不完善、大量的行車數(shù)據(jù)在通過無線傳輸時失真率高等問題,從而導致了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)難以發(fā)展成一套可推廣應用的系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是克服目前FSEC賽車數(shù)據(jù)采集及其分析系統(tǒng)功能不完善、大量的行車數(shù)據(jù)通過無線傳輸時失真率高的問題，提供一種CAN總線方程式賽車行車數(shù)據(jù)線式的采集傳輸方法及其分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)對賽車大量的行車數(shù)據(jù)的低失真率的采集、儲存和方便地對數(shù)據(jù)進行波形分析。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所采用的技術方案是：

一種方程式賽車CAN總線行車數(shù)據(jù)線傳式采集分析系統(tǒng)，主要包括數(shù)據(jù)采集存儲中轉(zhuǎn)處理模塊、數(shù)據(jù)分析上位機、USB轉(zhuǎn)CAN適配器，所述數(shù)據(jù)采集儲存中轉(zhuǎn)處理模塊通過CAN總線實現(xiàn)與整車的通訊，并將獲取到的數(shù)據(jù)分類處理后儲存在數(shù)據(jù)采集儲存中轉(zhuǎn)處理模塊中；所述數(shù)據(jù)分析上位機通過USB轉(zhuǎn)CAN適配器連接到整車CAN總線，當數(shù)據(jù)分析上位機通過CAN總線發(fā)送下載數(shù)據(jù)指令時，數(shù)據(jù)采集儲存中轉(zhuǎn)處理模塊讀取已經(jīng)儲存在數(shù)據(jù)采集儲存中轉(zhuǎn)處理模塊中的數(shù)據(jù)，并通過CAN總線向數(shù)據(jù)分析上位機發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分析上位機將獲取到的數(shù)據(jù)分類整理后儲存在電腦硬盤中，需要時可以通過數(shù)據(jù)分析上位機調(diào)用查看和進行波形分析。

進一步地，所述數(shù)據(jù)采集存儲中轉(zhuǎn)處理模塊包括微控制器、MicroSD卡單元、電源單元、隔離CAN收發(fā)器和外部連接器，集成于一塊PCB電路板上；所述的MicroSD卡單元包括MicroSD卡及其卡座，通過電壓轉(zhuǎn)換芯片與微控制器連接；所述的電源單元包括ZY7805S-1500電源芯片和LP5907QMFX-3.3Q1電源芯片，分別提供5V和3.3V電源；所述的隔離CAN收發(fā)器連接到微控制器和通過共模濾波器連接到CAN總線；所述外部連接器將數(shù)據(jù)采集存儲中轉(zhuǎn)處理模塊的供電電源和CAN總線連接到整車的電子控制系統(tǒng)相應線路。

進一步地，所述數(shù)據(jù)分析上位機是基于Labview軟件編寫的一種虛擬儀器上位機，包括打開CAN通道、關閉CAN通道、下載數(shù)據(jù)、保存文件、讀取文件五大功能模塊；

所述的打開CAN通道功能模塊先通過配置二次開發(fā)庫文件ControlCAN中的子VI VCI_OpenDevice，成功后再通過配置子VI VCI_InitCAN、VCI_ReadErrInfo、VCI_GetReceiveNum相關參數(shù)，確認完成后就執(zhí)行子VI VCI_StartCAN完成CAN通道的打開；

所述的關閉CAN通道功能模塊用于通過配置子VI VCI_CloseDevice完成CAN通道的關閉；

所述的下載數(shù)據(jù)功能模塊用于通過子VI VCI_Transmit發(fā)送特定的下載指令給數(shù)據(jù)采集存儲中轉(zhuǎn)處理模塊，啟動數(shù)據(jù)的下載；

所述的保存文件功能模塊包括控件打開/創(chuàng)建/替換文件、設置文件位置、寫入二進制文件、關閉文件模塊，用于將從數(shù)據(jù)采集存儲中轉(zhuǎn)處理模塊傳輸進來的數(shù)據(jù)用簇數(shù)組保存為二進制BIN文件；

所述的讀取文件功能模塊包括控件打開/創(chuàng)建/替換文件、設置文件位置、讀取二進制文件、關閉文件模塊，用于將保存的二進制文件用簇數(shù)組讀取，并通過For循環(huán)將數(shù)據(jù)顯示在XY圖上。

進一步地，所述數(shù)據(jù)分析上位機采用USB轉(zhuǎn)CAN適配器通過CAN總線實現(xiàn)與數(shù)據(jù)采集存儲中轉(zhuǎn)處理模塊的通訊和下載行車數(shù)據(jù)；

所述的USB轉(zhuǎn)CAN適配器是采用USBCAN-2C適配器。

進一步地，所述USB轉(zhuǎn)CAN適配器是通過航空插頭連接到整車CAN總線。

進一步地，所述的微控制器為MC9S12SX128J1MAE為控制芯片的微控制器。

進一步地，所述電壓轉(zhuǎn)換芯片型號為TXS0104E-Q1。

進一步地，所述的隔離CAN收發(fā)器采用隔離CAN收發(fā)芯片CTM1051M。

進一步地，所述共模濾波器型號為ACT1210-510-2P-TL00。

進一步地，所述外部連接器采用的是174923-1汽車連接器。

相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明能夠在對目前的FSEC賽車改造小的情況下實現(xiàn)對整車的行車數(shù)據(jù)的采集和分析，推廣應用方便。

2.本發(fā)明能夠克服目前FSEC賽車大量的行車數(shù)據(jù)通過無線傳輸時失真率高的問題，提供一種低失真率行車數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集方法。

3.本發(fā)明能夠克服目前FSEC賽車數(shù)據(jù)采集及其分析系統(tǒng)功能不完善的問題，提供一種完整的數(shù)據(jù)采集及其分析系統(tǒng)，進行波形分析十分方便，實用性強。

附圖說明

圖1為實施例之技術方案圖。

圖2為實施例數(shù)據(jù)采集儲存中轉(zhuǎn)處理模塊電路連接原理圖。

圖3為實施例數(shù)據(jù)分析上位機前面板圖。

圖4為實施例二次開發(fā)庫文件圖。

具體實施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施作進一步說明。

如圖1所示，一種方程式賽車CAN總線行車數(shù)據(jù)線傳式采集分析系統(tǒng)，主要包括數(shù)據(jù)采集存儲中轉(zhuǎn)處理模塊1、數(shù)據(jù)分析上位機2、USB轉(zhuǎn)CAN適配器3，數(shù)據(jù)采集儲存中轉(zhuǎn)處理模塊1通過CAN總線4實現(xiàn)與整車的通訊，并將獲取到的數(shù)據(jù)分類處理后儲存在數(shù)據(jù)采集儲存中轉(zhuǎn)處理模塊1中，數(shù)據(jù)分析上位機2通過USB轉(zhuǎn)CAN適配器4連接到整車CAN總線4，當數(shù)據(jù)分析上位機2通過CAN總線4發(fā)送下載數(shù)據(jù)指令時，數(shù)據(jù)采集儲存中轉(zhuǎn)處理模塊1讀取已經(jīng)儲存在數(shù)據(jù)采集儲存中轉(zhuǎn)處理模塊1中的數(shù)據(jù)，并通過CAN總線4向數(shù)據(jù)分析上位機2發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分析上位機2將獲取到的數(shù)據(jù)分類整理后儲存在電腦硬盤中，需要時可以通過數(shù)據(jù)分析上位機2調(diào)用查看和方便地進行波形分析。

如圖2所示，數(shù)據(jù)采集存儲中轉(zhuǎn)處理模塊1包括微控制器5、MicroSD卡單元9、電源單元8、隔離CAN收發(fā)器6和外部連接器7五部分，這五部分集成于一塊PCB電路板上。所述的微控制器5為以NXP公司的MC9S12SX128J1MAE為控制芯片的微控制器；所述的MicroSD卡單元9為MicroSD卡及其卡座，通過電壓轉(zhuǎn)換芯片TXS0104E-Q1與微控制器連接；所述的電源單元8為ZLG公司的ZY7805S-1500電源芯片和TI公司的LP5907QMFX-3.3Q1電源芯片，分別提供5V和3.3V電源；所述的隔離CAN收發(fā)器6采用周立功公司的隔離CAN收發(fā)芯片CTM1051M，連接到微控制器和通過TDK公司的共模濾波器ACT1210-510-2P-TL00連接到CAN總線；外部連接器7采用的是TE CONNECTIVITY公司的174923-1汽車連接器，將數(shù)據(jù)采集存儲中轉(zhuǎn)處理模塊的供電電源和CAN總線連接到整車的電子控制系統(tǒng)相應線路。

如圖3、圖4所示，所述數(shù)據(jù)分析上位機2是基于Labview軟件編寫的一種虛擬儀器上位機，包括打開CAN通道10、關閉CAN通道11、下載數(shù)據(jù)14、保存文件13、讀取文件12五大功能模塊。所述的打開CAN通道功能模塊10是先通過配置二次開發(fā)庫文件ControlCAN 16中的子VI VCI_OpenDevice 17，成功后再通過配置子VI VCI_InitCAN 18、VCI_ReadErrInfo 19、VCI_GetReceiveNum 20相關參數(shù)，確認完成后就執(zhí)行子VI VCI_StartCAN 21完成CAN通道的打開；所述的關閉CAN通道功能模塊11是通過配置子VI VCI_CloseDevice 22完成CAN通道的關閉；所述的下載數(shù)據(jù)功能模塊14是通過子VI VCI_Transmit 23發(fā)送特定的下載指令給數(shù)據(jù)采集存儲中轉(zhuǎn)處理模塊，啟動數(shù)據(jù)的下載；所述的保存文件功能模塊13是由控件打開/創(chuàng)建/替換文件、設置文件位置、寫入二進制文件、關閉文件構成，將從數(shù)據(jù)采集存儲中轉(zhuǎn)處理模塊傳輸進來的數(shù)據(jù)用簇數(shù)組保存為二進制BIN文件；所述的讀取文件12功能模塊是由控件打開/創(chuàng)建/替換文件、設置文件位置、讀取二進制文件、關閉文件構成，將保存的二進制文件用簇數(shù)組讀取，并通過For循環(huán)將數(shù)據(jù)顯示在XY圖15上。

所述數(shù)據(jù)分析上位機2是用USB轉(zhuǎn)CAN適配器3通過CAN總線4實現(xiàn)與數(shù)據(jù)采集存儲中轉(zhuǎn)處理模塊的通訊和下載行車數(shù)據(jù)。所述的USB轉(zhuǎn)CAN適配器3是采用創(chuàng)芯科技有限公司的USBCAN-2C適配器。

本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離 本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所做的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。