CN101976472A - 一种车载数据记录仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车载数据记录仪的数据记录方法，所述方法包含以下步骤：步骤A：通过车载数据记录仪的can收发器，接收CAN总线上的can消息；步骤B：将每一个时间循环接收到的can消息分解成各种汽车参数信息，放到一个二维数组中；步骤C：按照MDF文件格式，向外部U盘存储器写入固定部分，即从起始的IDBLOCK到最后一个CGBLOCK的部分；步骤D：当二维数组中的参数字节达到写U盘的一个扇区时，进行一次扇区写操作，而剩余的字节，重新放到二维数组的开始，直到再次存储字节数达到写U盘的一个扇区时，进行下一次扇区写操作。
Description
技术领域
本发明属于汽车车载数据记录领域，具体涉及一种车载数据记录仪的开发，实现嵌入式系统对采用CAN(Controller Area Network)通讯协议的汽车各项参数的记录，并以INCA(ETAS公司的一款标定软件)的Measure Data Analyzer软件可打开分析的DAT数据格式存储在U盘中。
背景技术
一款新的汽车产品在进行各种测试的时候，经常会遇到一些不可再现的问题，而这些问题的产生可能是在某一特殊的条件下或者某一特殊工况下。若这些问题不解决，汽车的安全性不能得到保障；而若要解决这些问题，就必须要了解汽车在故障发生的时候各个参数的值以及这个时刻的前后汽车参数的变化趋势。
要是能够记录下汽车在行驶过程中的参数信息，通过对记录数据的分析，就能够找到故障发生时及前后一段时间内重要参数的变化情况。本行业需要一种新型汽车车载数据记录仪和记录方法。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是通过使用一个二维数组，将MDF格式的数据进行存储，当数组存满的时候，进行U盘的扇区写操作。所述技术方案如下：
一种车载数据记录仪的数据记录方法，所述方法包含以下步骤：步骤A：通过车载数据记录仪的can收发器，接收CAN总线上的can消息；步骤B：将每一个时间循环接收到的can消息分解成各种汽车参数信息，放到一个二维数组中；步骤C：按照MDF文件格式，向外部U盘存储器写入固定部分，即从起始的IDBLOCK到最后一个CGBLOCK的部分；步骤D：当二维数组中的参数字节达到写U盘的一个扇区时，进行一次扇区写操作，而剩余的字节，重新放到二维数组的开始，直到再次存储字节数达到写U盘的一个扇区时，进行下一次扇区写操作。
优选地，步骤B中，所述时间循环为1秒，即每秒记录一次，CGBLOCK中的Time变量每秒加1。
优选地，步骤C中，所述固定部分包括：文件中包含的各个BLOCK的信息、存储变量数值的数据块起始地址，变量的名称、长度、变量在对应数据块里的起始地址、以及该变量的定标移位参数等。
优选地，步骤D中，所述写U盘的一个扇区的字节数为512字节。
优选地，二维数组的列和整车CAN通讯上所有参数所占的字节数是一致的，而行是8位无符号整型，行的数值是表示该二维数组能够接收多少次循环的数据。
优选地，当整车CAN通讯上所有的参数所占字节不足512字节的时候，就将二维数组的行加1，直到超过时为止，定此时的值为二维数组行的值。
一种车载数据记录仪，其特征在于，包括以下部件：CAN收发器，其与汽车CAN总线相连，用于接收和传输汽车can消息；控制CPU，与CAN收发器相连，用于将接收到的或者要发送的CAN消息解包或者打包，并将解包的消息按照MDF文件格式，存储在内部RAM存储器的二维数组里；U盘管理模块，与控制CPU相连，用于将MDF格式的数据写入U盘存储器；U盘存储器，用于存储MDF格式的汽车信息数据。
优选地，控制CPU与U盘管理模块使用SPI、SCI、并口中的至少一种进行连接。
附图说明
图1是本发明所述车载数据记录仪组成结构原理框图；
图2是本发明所述车载数据记录仪数据记录方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
本发明主要是针对汽车采用CAN通讯协议的通讯网络，从CAN消息中解包汽车上的各种参数，将参数信息按照MDF(Measure Data Format，是汽车工业很常用的文件格式)的数据格式，存储到U盘中。
以VMS(Vehicle Management System整车管理系统)为例，CAN总线上有很多其他CAN节点，如ECU(发动机控制单元)、BMS(电池管理系统)、TCU(变速箱控制单元)等发给VMS的消息，而VMS也通过CAN总线将消息反馈给各个CAN节点。
VMS接收到CAN总线上各个CAN节点发过来的CAN消息，将对CAN消息进行解包收集，再将数据按照MDF格式存储，通过U盘读写芯片CH376写入U盘。
数据记录仪采用MC9S12DP256芯片，CH376U盘管理芯片，数据记录仪的组成结构原理框图见图1。CANH和CANL是CAN通讯的两条通讯线路；JTA1050是CAN收发器名称；DP256是MC9S12DP256芯片，RAM是指芯片的随机存取存储器；ram_dat_buffer是一个二维数组，用于存储汽车各种参数；MDF指Measure Data Format，是汽车工业常用的文件格式；SPI指Serial Peripheral Interface，同步串口通讯；SCI指Serial Communications Interface，异步串口通讯；CH376是U盘管理芯片，用于单片机读写U盘中的文件。
CAN总线上的can消息，经过can收发器，被芯片MC9S12DP256接收；然后经过CAN的解包函数分解成各种汽车参数；对这些参数进行存储，按照MDF文件格式排列，然后通过SPI/SCI/并口方式，和CH376芯片通讯，并通过CH376的写函数将数据写入U盘。
在实现上分为CAN消息解包存储到U盘和按照MDF文件格式存储两大块。
1、CAN消息解包存储
CAN总线上的can消息，经过can收发器，通过CAN接收函数处理，发送到MC9S12DP256芯片中；然后经过CAN的解包函数分解成各种汽车参数信息；对这些参数进行存储，放到一个二维数组中(该二维数组的大小设定在0.5Kbyte左右，因为CH376提供的写U盘扇区的函数，最小是一个扇区，就是512字节)，当该二维数组存满的时候，就通过SPI、SCI或者并口方式和CH376芯片通讯，并通过CH376的写函数将数据写入U盘。这三种通讯方式在CH376上，是通过WR#引脚、RD#引脚、PCS#引脚、AO引脚、RXD引脚和TXD引脚的高低电平组合进行片选的，见表1。和CH376芯片通讯，并通过CH376的写扇区函数将数据写入U盘。
表1CH376的三种通讯接口
注：X代表不关心此位。
2、按照MDF文件格式存储
MDF文件格式是汽车工业很常用的文件格式，本发明中采用的是MDF3.0版。
MDF 3.0包扩IDBLOCK(Identifier Block)、HDBLOCK(Data Block)和DGBLOCK(DataGroup Block)等部分。
IDBLOCK是对文件的标识说明；HDBLOCK主要是文件头部分，HDBLOCK里又有TXBLOCK(Text Block)和PRBLOCK(Program-Specific Block)两部分，TXBLOCK是对文件的注释评论，PRBLOCK中是程序的细节数据描述部分，该部分可以为空，即不做描述。
DGBLOCK是数据组部分，在DGBLOCK下设不同的CGBLOCK(Channel Group Block)，即把解包出来的变量按相同速率的放到一个CGBLOCK里，如CAN消息有10ms一次的，有50ms一次的，还有100ms一次的等；在DGBLOCK里还设置了一个指向DataRecord(数据存储区)的指针；每个CGBLOCK就是按同一速率传输的有很多的变量，CGBLOCK下又有不同的CNBLCOK(ChannelBlock)，CNBLOCK就是对应于不同速率的汽车参数，在代码中对应各种全局变量，在CNBLOCK里主要有TXBLOCK和CCBLOCK，TXBLOCK是做评论注释，CCBLOCK(Channel Conversion Block)是做某个变量在代码中值与实际值之间的定标移位参数。
若要让U盘存储下来的数据在INCA(ETAS公司的一款标定软件)的Measure Data Analyzer软件中直接打开即可查看，数据就必须按照上述MDF的文件格式进行排列。
在实现该MDF文件格式上，本发明也是分两部分来做：
(1)写固定部分。
即从文件起始的IDBLOCK到最后一个CGBLOCK的部分，这一部分每创建一个文件，只要写一次，而且该部分都是在表述这个文件中包含的变量信息，唯独不包含变量的数值；但是变量对应数值的数据块的起始地址得先确定好写到DGBLOCK中；CGBLOCK里把要记录变量的名称、长度和在DataRecord(变量对应数值的数据块)里的起始位以及该变量的定标移位参数都得写好，放在对应的地址处。
这一部分很重要，因为整车上要处理的参数变量很多，要处理好对应关系，因为参数变量的名字是放在CNBLOCK里的，而这个变量的单位和定标移位参数是放在CCBLOCK里的，所以一定要对应好。
(2)写数据域部分
这一部分是将每一个循环接收到的消息，解包后的参数数据，存储在一个二维数组中，当这个数组满的时候，就将数组中的数据写到U盘中。
需要说明的主要有两点：
①关于Time变量
因为每个CGBLOCK的第一变量都是一个32位的Time(时间)变量，所以对应在DataRecord里的前4个字节就是Time的值，对于本实施例每1秒钟记录一次的方式，Time的值每一个循环要加1。
②关于二维数组大小的确定
二维数组的列和整车CAN通讯上所有参数所占的字节数是一致的；而行是8位无符号整型，行的数值是表示该二维数组能够接收多少次循环的数据。
假设整车CAN通讯上所有的参数一共占256个字节，二维数组的列就是256，那么每两个循环，刚好是512个字节，写U盘的一个扇区(一个扇区512字节)刚刚好，所以行可以定为2；但是这种巧合的机率会很小的。
需要处理的是在超过512字节或者不足512字节的时候，如何保证数据的准确。
本发明的做法是当整车CAN通讯上所有的参数所占字节不足512字节的时候，就将二维数组的行加1，直到超过时为止，定此时的值为二维数组行的值；第一次扇区写操作，把数组中的前512个字节写入U盘，而剩余的字节，则重新放到二维数组的开始，而后再接收512减去已放入到二维数组那部分字节，满512字节后再存入U盘，剩余的部分将是第一次存U盘时剩余的两倍。
这时当剩余的部分达到512字节或者超过512字节时，就可以写U盘，同时将数据块个数更新。
本发明数据记录仪的数据记录方法程序流程图如图2所示。
1.本发明的优点是：
通过数据记录仪可以在行车时实时直接记载数据，对于瞬间性和不可再现性的故障发生时各参数的值和变化趋势可以有效的记录。而且记录方式简单快捷，便于故障的诊断。
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种车载数据记录仪的数据记录方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：
步骤A：通过车载数据记录仪的can收发器，接收CAN总线上的can消息；
步骤B：将每一个时间循环接收到的can消息分解成各种汽车参数信息，放到一个二维数组中；
步骤C：按照MDF文件格式，向外部U盘存储器写入固定部分，即从起始的IDBLOCK到最后一个CGBLOCK的部分；
步骤D：当二维数组中的参数字节达到写U盘的一个扇区时，进行一次扇区写操作，而剩余的字节，重新放到二维数组的开始，直到再次存储字节数达到写U盘的一个扇区时，进行下一次扇区写操作。
2.如权利要求1所述的车载数据记录仪的数据记录方法，其特征在于：步骤B中，所述时间循环为1秒，即每秒记录一次，CGBLOCK中的Time变量每秒加1。
3.如权利要求1所述的车载数据记录仪的数据记录方法，其特征在于：步骤C中，所述固定部分包括：文件中包含的变量信息，变量对应数值的数据块的起始地址，变量的名称、长度和在变量对应数值的数据块里的起始地址、以及该变量的比例系数。
4.如权利要求1所述的车载数据记录仪的数据记录方法，其特征在于：步骤D中，所述写U盘的一个扇区的字节数为256字节。
5.如权利要求4所述的车载数据记录仪的数据记录方法，其特征在于：二维数组的列和整车CAN通讯上所有参数所占的字节数是一致的，而行是8位无符号整型，行的数值是表示该二维数组能够接收多少次循环的数据。
6.如权利要求5所述的车载数据记录仪的数据记录方法，其特征在于：当整车CAN通讯上所有的参数所占字节不足512字节的时候，就将二维数组的行加1，直到超过时为止，定此时的值为二维数组行的值。
7.一种车载数据记录仪，其特征在于，包括以下部件：
CAN收发器，其与汽车CAN总线相连，用于接收和传输汽车can消息；
控制CPU，与CAN收发器相连，用于将接收到的或者要发送的CAN消息解包或者打包，并将解包的消息按照MDF文件格式，存储在内部RAM存储器的二维数组里；
U盘管理模块，与控制CPU相连，用于将MDF格式的数据写入U盘存储器；
U盘存储器，用于存储MDF格式的汽车信息数据。
8.如权利要求7所述的车载数据记录仪，其特征在于：控制CPU与U盘管理模块使用SPI、SCI、并口中的至少一种进行连接。
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