CN102495551A - 用于can总线导航设备信息模拟的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种CAN总线导航设备信息模拟系统，该系统硬件部分包括PC104架构计算机，监控显示器，输入设备，CAN接口芯片SJA1000和接口装置。监控显示器和输入设备与PC104架构计算机直接相连，接口装置通过CAN接口芯片SJA1000与计算机相连；所述CAN接口芯片提供两路CAN通信接口；软件由主控模块、显示模块、配置模块、通信模块、信息生成模块，五个模块组成；主控模块协调和控制其余模块工作；配置模块提供发送信息格式的设置及信息提示颜色的设置；在发送信息时，主控模块将交互界面的命令传递至信息生成模块，信息生成模块根据要求生成对应信息，并将信息传递至通信模块进行发送。

Description

用于CAN总线导航设备信息模拟的系统和方法

技术领域：

本发明涉及了一种用于CAN总线导航设备信息模拟的系统和方法。特别是涉及一种针对多种导航设备的测试、维修而设计的CAN总线导航设备信息模拟系统。通过对信号的模拟，可以对CAN网络进行信息分析，方便非技术人员对设备的快速的检测和故障定位。属于计算机软件技术领域。

背景技术：

CAN即控制器局域网络，属于工业现场总线的范畴。与一般的通信总线相比，CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。由于其良好的性能及独特的设计，CAN总线越来越受到人们的重视。通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。通信速率可达1MBPS。现在，CAN的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。

我国在大型船舶上也配备有CAN网络。目前研发人员通常使用仿真器或者专用的CAN分析仪帮助分析CAN网络中存在的问题。然而，船舶在航行时，一旦出现故障，使用者往往无法及时得到专业维修支持。这就需要有一种便于携带的专用的CAN网络数据数据模拟系统，以便在出现故障时，操作人员可以根据需求进行信号模拟，及时分析问题、定位故障。

目前，常用的CAN总线测试方法使用CAN分析仪，并利用配套的软件进行可以直接进行CAN总线的信息和物理特性检测。然而，这样不但价格要求较高，而且对于设备的使用者来说非常不直观。CAN总线扩展帧位数为29位，在编写帧号进行信息模拟时，涉及位移操作，对使用者也十分不便。此外，在大型船舶上，设备较多，使用独立的CAN分析仪，也不利于系统的集成。

本发明针对现有技术中的不足和需求，提出了一种只需较少硬件，从而极大降低成本、但有较高灵活性的CAN总线导航设备信息模拟方法。利用上位机提供基本显控界面环境，以向导配置方便操作者管理信息，实现多种CAN总线导航设备的信息模拟。使用结果表明，本发明涉及的CAN总线导航设备信息模拟系统和方法，可以减少对操作者的技术要求，同时简化测试设备装置，利于在大型系统中集成，方便现场携带和使用。

发明内容：

本发明的目的是，提供一种CAN总线导航设备信息模拟的系统和方法，方便使用者对CAN总线信息进行模拟。在此方法下，可以减少对使用者的技术要求，同时应保证方便携带和现场使用，并且成本较低。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明为一种CAN总线导航设备信息模拟的系统和方法，其技术方案如下：

CAN总线导航设备信息模拟系统，包括硬件与软件部分，其中硬件部分包括PC104架构计算机，监控显示器，输入设备，CAN接口芯片SJA1000和接口装置。监控显示器和输入设备与PC104架构计算机直接相连，接口装置通过CAN接口芯片SJA1000与计算机相连。PC104架构计算机实现导航设备信息的模拟，并在监控显示器中显示提供人机交互界面，接口装置提供CAN连接端口连接至目标网络，并内置由开关控制的匹配电阻。所述CAN接口芯片提供两路CAN通信接口，可以选用盛博协同公司A3-CSD板卡。

CAN总线导航设备信息模拟系统的软件由主控模块、显示模块、配置模块、通信模块、信息生成模块，五个模块组成。主控模块协调和控制其余模块工作；配置模块提供发送信息格式的设置及信息提示颜色的设置。在发送信息时，主控模块将交互界面的命令传递至信息生成模块，信息生成模块根据要求生成对应信息，并将信息传递至通信模块进行发送。

应用上述系统进行的CAN总线导航设备信息模拟方法的实施步骤如下：

步骤一，启动CAN总线导航设备信息模拟系统，在配置模块读取配置文件。

所述的配置模块读取配置文件，是由该模块在系统启动时，调用配置文件读取CAN总线工作参数，CAN报文类型(11位标识符模式或29位标识符模式)、CAN网络通信速率，以及前一次对多种设备信息设置的格式，提示颜色信息等信息。

步骤二，用户可以在配置文件中增加新的设备信息，设置信息格式、信息提示颜色。

在增加新的设备信息时，系统将提供向导模式，引导用户确定设备对应CAN报文类型，信息格式，数据存储类型，信息提示颜色。并将新规则写入配置文件中。用户也可以对规则进行修改、删除、打印。

步骤三，连接所使用的接口，确定是否连入匹配电阻。使用CAN总线导航设备信息模拟系统，设定导航信息参数。模拟产生对应设备导航信息，并通过接口装置发送导航信息。

当系统在CAN总线网络终端时，须连入匹配电阻，以保证信号接收。使用CAN总线导航设备信息模拟系统，选择设备类型，并设定导航信息参数。系统将根据设定好的规则产生相应数据，并封装成CAN发送帧，利用接口装置发送导航信息。所发送信息将在用户界面中给予显示。当同时发送大量信息时，将根据用户配置颜色，对不同信息标识为不同颜色，便于使用者监控信息发送情况。

本发明具有以下的优点和积极效果：

1)本发明提供了一种用于CAN总线导航设备信息模拟的方法。硬件结构依赖少，成本低，灵活性高，方便携带和使用，同时可以集成到大型维修检测系统中。系统同时可以对多种CAN总线导航设备进行信息模拟，为设备的测试、维修提供可靠的导航信息源。

2)本发明所构建的CAN总线导航设备信息模拟系统，人机界面友好，使用方便，性能可靠。使用者无需了解底层协议，利用向导模式可以方便的增加信息设备规则，极大的减轻对使用者的技术要求，同时也利于整体系统的更新升级。

附图说明：

图1：CAN总线导航设备信息模拟系统组成；

图2：CAN总线导航设备信息模拟系统核心程序结构图；

图3：CAN总线导航设备信息模拟系统启动流程图；

图4：CAN总线导航设备信息模拟系统信息配置流程图；

具体实施方式：

下面结合附图，对本发明的技术方案做进一步的说明。

参照附图1，CAN总线导航设备信息模拟系统由PC104架构计算机，监控显示器，输入设备，CAN接口芯片SJA1000和接口装置。监控显示器和输入设备与计算机直接相连，接口装置通过CAN接口芯片SJA1000与计算机相连。PC104架构计算机实现导航设备信息的模拟，并在监控显示器中显示提供人机交互界面，接口装置提供CAN连接端口连接至目标网络，并内置由开关控制的匹配电阻。当模拟系统位于CAN网络终端时，应接入匹配电阻。所述CAN接口芯片提供两路CAN通信接口，可以选用盛博协同公司A3-CSD板卡。

参照附图2，CAN总线导航设备信息模拟系统的软件由主控模块、显示模块、配置模块、通信模块、信息生成模块，五个模块组成。主控模块协调和控制其余模块工作；配置模块提供CAN总线网络通信参数的设置，发送信息格式的设置及信息提示颜色的设置；信息生成模块根据配置模块规定的信息格式配置生成对应报文信息；通信模块完成对CAN总线网络发送数据的控制，将用户的信息发送至CAN总线网络中。在发送信息时，主控模块将交互界面的命令传递至信息生成模块，信息生成模块根据要求生成对应信息，并将信息传递至通信模块进行发送。

应用上述系统进行的CAN总线导航设备信息模拟方法的实施步骤如下：

步骤一，启动CAN总线导航设备信息模拟系统，在配置模块读取配置文件。所述的配置模块读取配置文件，是由该模块在系统启动时，调用配置文件读取CAN总线工作参数，CAN报文类型(11位标识符模式或29位标识符模式)、CAN网络通信速率，以及前一次对多种设备信息设置的格式，提示颜色信息等信息。

在步骤一所述流程中，如图3所示，主要包括以下步骤：

1.开始；

2.选择配置信息，并读取。如果读取成功，则执行步骤3，读取失败，则转到步骤5；

3.按照配置信息初始化CAN设置(报文类型、网络通信速率)；

4.按照配置信息设置信息规则、颜色参数等，转到步骤6；。

5.根据配置信息，设定发送缓冲区预留数据；

6.显示当前状态；

步骤二，用户可以在配置文件中增加新的设备信息，设置信息格式、信息提示颜色。在增加新的设备信息时，系统将提供向导模式，引导用户确定设备对应CAN报文类型，信息格式，数据存储类型，信息提示颜色。并将新规则写入配置文件中。用户也可以对规则进行修改、删除、打印。

在步骤二所述流程中，如图4所示，主要包括以下步骤：

1.开始；

2.选择是否配置信息。选择是，则执行步骤3，选择否，则转到步骤8；

3.选择设备类型编号；

4.选择信息类型编号，对于扩展帧数据，最多可以设置二级信息类型；。

5.选择信息的数据存储类型，即设置8字节数据位的具体意义；

6.选择信息的标识颜色；

7.选择是否继续更改配置信息。选择是，则执行步骤3，选择否，则转到步骤8；

8.保存设置并退出。

在步骤二所述流程中的信息格式是指CAN数据帧的帧ID设置。CAN数据扩展帧为29位，设置起来并不直观。由于CAN总线网络上设备数量总量不大，现选用前24位(3字节)用于标识设备信息格式，后5位置零，作为扩展留待以后使用。24位(3字节)具体设置结构，如表中所示：

设备类型(1字节)	信息类型1(1字节)	信息类型2(1字节)
			XXHXXH	XXHXXH	XXHXXH

在步骤二所述流程中的数据存储类型是指CAN数据帧的数据位对应含义。CAN数据帧的数据位有8字节。对应不同设备可能会有相同的数据位定义，如时间、日期、经度、纬度、速度等。选择信息的数据存储类型，可以设定对应数据位的信息生成方法。

步骤三，连接所使用的接口，确定是否连入匹配电阻。使用CAN总线导航设备信息模拟系统，设定导航信息参数。模拟产生对应设备导航信息，并通过接口装置发送导航信息。

当系统在CAN总线网络终端时，须连入匹配电阻，以保证信号接收。使用CAN总线导航设备信息模拟系统，选择设备类型，并设定导航信息参数。系统将根据设定好的规则产生相应数据，并封装成CAN发送帧，利用接口装置发送导航信息。所发送信息将在用户界面中给予显示。当同时发送大量信息时，将根据用户配置颜色，对不同信息标识为不同颜色，便于使用者监控信息发送情况。

Claims (2)

1.一种CAN总线导航设备信息模拟系统，其特征在于：该系统包括硬件与软件部分，其中硬件部分包括PC104架构计算机，监控显示器，输入设备，CAN接口芯片SJA1000和接口装置。监控显示器和输入设备与PC104架构计算机直接相连，接口装置通过CAN接口芯片SJA1000与计算机相连；PC104架构计算机实现导航设备信息的模拟，并在监控显示器中显示提供人机交互界面，接口装置提供CAN连接端口连接至目标网络，并内置由开关控制的匹配电阻；所述CAN接口芯片提供两路CAN通信接口；CAN总线导航设备信息模拟系统的软件由主控模块、显示模块、配置模块、通信模块、信息生成模块，五个模块组成；主控模块协调和控制其余模块工作；配置模块提供发送信息格式的设置及信息提示颜色的设置；在发送信息时，主控模块将交互界面的命令传递至信息生成模块，信息生成模块根据要求生成对应信息，并将信息传递至通信模块进行发送。

2.一种应用权利要求1所述的系统进行的CAN总线导航设备信息模拟方法，其实施步骤如下：

步骤一，启动CAN总线导航设备信息模拟系统，在配置模块读取配置文件；

所述的配置模块读取配置文件，是由该模块在系统启动时，调用配置文件读取CAN总线工作参数，CAN报文类型、CAN网络通信速率，以及前一次对多种设备信息设置的格式，提示颜色信息等信息；

步骤二，用户可以在配置文件中增加新的设备信息，设置信息格式、信息提示颜色；

在增加新的设备信息时，系统将提供向导模式，引导用户确定设备对应CAN报文类型，信息格式，数据存储类型，信息提示颜色；并将新规则写入配置文件中；用户也可以对规则进行修改、删除、打印；

步骤三，连接所使用的接口，确定是否连入匹配电阻；使用CAN总线导航设备信息模拟系统，设定导航信息参数；模拟产生对应设备导航信息，并通过接口装置发送导航信息；

当系统在CAN总线网络终端时，须连入匹配电阻，以保证信号接收；使用CAN总线导航设备信息模拟系统，选择设备类型，并设定导航信息参数；系统将根据设定好的规则产生相应数据，并封装成CAN发送帧，利用接口装置发送导航信息；所发送信息将在用户界面中给予显示；当同时发送大量信息时，将根据用户配置颜色，对不同信息标识为不同颜色，便于使用者监控信息发送情况。

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