CN102801540A - 车辆定位数据的总线分布式传输方法及终端 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种车辆定位数据的总线分布式传输方法及终端，其中，方法包括以下步骤：通过串行接口读取车辆定位数据；根据车辆定位数据生成CAN协议报文，包括广播申明报文和广播数据报文，广播申明报文至少携带即将发出的广播数据报文大小、数据包个数以及数据格式的标识信息等，广播数据报文包括报文轮转号、数据包序列号和车辆定位数据；对CAN协议报文采用CAN总线协议标识符ID进行标识；通过CAN总线先后向CAN网络上的其他节点发送经标识的广播申明报文和广播数据报文。本发明采用多包广播方式，可实现车辆定位数据在CAN网络上多个节点之间的共享，同时保证车辆定位数据的完整性和一致性。

Description

车辆定位数据的总线分布式传输方法及终端

技术领域

本发明涉及一种智能交通系统领域，尤其涉及一种车辆定位数据的总线分布式传输方法及终端。

背景技术

车辆定位数据是交通基础数据之一，智能交通系统研究领域中的车辆监控、导航、安全辅助驾驶和自动驾驶等都需要车辆定位数据的支持。车辆定位数据的获取主要依赖于全球定位系统(GPS)和北斗卫星导航系统，经过专门的数据解码芯片及终端处理后，以固定数据格式发送给用户。

然而，目前的车辆定位数据在其处理终端与用户之间一般采用简单的串行通信方式进行传输，严重限制了多个用户对同一车辆定位数据处理单元的访问。

现有的方案存在如下问题：第一，车辆定位数据无法对多个用户进行广播式传输，不能很好地实现车辆定位数据的共享；第二，用户必须先对车辆定位数据进行解析，抽取车辆位置、授时等数据后进行单独发送，破坏了车辆定位数据的完整性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中车辆定位数据只能进行点对点传播，而无法有效进行广播式传输的缺陷，提供一种通过总线分布式传输完成一对多传播的车辆定位数据的总线分布式传输方法及终端。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种车辆定位数据的总线分布式传输方法，包括以下步骤：

通过串行接口读取车辆定位数据；

根据所述车辆定位数据生成CAN协议报文，包括广播申明报文和广播数据报文，所述广播申明报文至少携带即将发出的广播数据报文的大小、数据包个数以及数据格式的标识信息，所述广播数据报文包括报文轮转号、数据包序列号和车辆定位数据，所述报文轮转号为对广播数据报文的标识，所述数据包序列号为对广播数据报文内数据包的标识；

对所述CAN协议报文采用CAN总线协议标识符ID进行标识；

通过CAN总线先后向CAN网络上的其他节点发送经标识的广播申明报文和广播数据报文。

本发明所述的方法中，所述先后发送经标识的广播申明报文和经标识的广播数据报文具体为：

通过CAN总线向CAN网络上的其他节点发送经标识的广播申明报文；

等待预设时间后，通过CAN总线向CAN网络上的其他节点发送经标识的广播数据报文。

本发明所述的方法中，所述预设时间为250ms。

本发明所述的方法中，所述广播数据报文包括多个数据包，每个数据包包括8个字节，其中最低字节的高半字节携带每条报文的报文轮转号，最低字节的低半字节携带数据包序列号，其余7个字节携带车辆定位数据，以使接收端在接收完所有的所述广播数据报文后，根据报文轮转号和数据包序列号进行车辆定位数据的组包。

本发明所述的方法中，所述串行接口为RS232。

本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是：

提供一种车辆定位数据的总线分布式传输方法，包括以下步骤：

通过CAN总线接口接收CAN协议报文；

判断接收的CAN协议报文是否为广播申明报文；

若为广播申明报文，则读取广播申明报文，获取即将接收的广播数据报文的大小、数据包个数以及数据格式的标识信息；

接收广播数据报文，所述广播数据报文包括报文轮转号、数据包序列号和车辆定位数据，所述报文轮转号为对广播数据报文的标识，所述数据包序列号为对广播数据报文内数据包的标识；

根据所述标识信息、广播数据报文内的报文轮转号与数据包序列号进行车辆定位数据的组包。

本发明解决其技术问题所采用的第三技术方案是：

提供一种车辆定位数据的总线分布式发送端，与接收端通过CAN总线通信连接，包括：

车辆定位数据读取模块，用于通过串行接口读取车辆定位数据；

CAN协议报文生成模块，用于根据所述车辆定位数据生成CAN协议报文，包括广播申明报文和广播数据报文，所述广播申明报文至少携带即将发出的广播数据报文的大小、数据包个数以及数据格式的标识信息，所述广播数据报文包括报文轮转号、数据包序列号和车辆定位数据，所述报文轮转号为对广播数据报文的标识，所述数据包序列号为对广播数据报文内数据包的标识；

ID标识模块，用于对CAN协议报文采用CAN总线协议标识符ID进行标识；

CAN协议报文发送模块，用于通过CAN总线先后向CAN网络上的其他节点发送经标识的广播申明报文和广播数据报文。

本发明所述的发送端中，所述CAN协议报文发送模块在发送广播申明报文后，间隔预设时间再发送广播数据报文。

本发明所述的发送端中，所述广播数据报文包括多个数据包，每个数据包包括8个字节，其中最低字节的高半字节携带每条报文的报文轮转号，最低字节的低半字节携带数据包序列号，其余7个字节携带车辆定位数据，以使接收端在接收完所有的所述广播数据报文后，根据报文轮转号和数据包序列号进行车辆定位数据的组包。

本发明解决其技术问题所采用的第四技术方案是：

提供一种车辆定位数据的总线分布式接收端，与发送端通过CAN总线通信连接，包括：

接收模块，用于利用CAN总线接口接收CAN协议报文；

判断模块，用于判断接收的CAN协议报文是否为广播申明报文；

标识信息获取模块，用于在接收的CAN协议报文为广播申明报文时，读取广播申明报文，获取即将接收的广播数据报文的大小、数据包个数以及数据格式的标识信息；

所述接收模块，还用于接收广播数据报文，所述广播数据报文包括报文轮转号、数据包序列号和车辆定位数据，所述报文轮转号为对广播数据报文的标识，所述数据包序列号为对广播数据报文内数据包的标识；

组包模块，用于根据所述标识信息、广播数据报文内的报文轮转号与数据包序列号进行车辆定位数据的组包。

本发明产生的有益效果是：本发明根据车辆定位数据生成CAN协议报文，包括广播申明报文和广播数据报文，并采用CAN总线协议标识符ID对CAN协议报文进行标识，然后通过CAN总线先后向CAN网络上的其他节点发送，从而实现车辆定位数据在CAN网络上的多个节点之间的共享。本发明采用报文轮转编码规则，使得广播数据报文携带报文轮转号和数据包序列号，从而避免报文及其数据包在传输过程中出现紊乱。本发明采用多包广播方式，保证车辆定位数据的完整性和一致性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明实施例车辆定位数据的总线分布式传输方法的流程图；

图2为本发明另一实施例车辆定位数据的总线分布式传输方法的流程图；

图3为本发明实施例接收端通过CAN总线接收车辆定位数据的流程图；

图4为本发明实施例广播数据报文DT最低字节LSB的结构示意图；

图5为本发明实施例发送端通过CAN总线向CAN网络上的其他节点发送广播申明报文和广播数据报文的流程图；

图6为本发明实施例车辆定位数据的总线分布式发送端的结构示意图；

图7为本发明另一实施例车辆定位数据的总线分布式发送端的结构示意图；

图8为本发明实施例车辆定位数据的总线分布式接收端的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明利用车内网络技术，将车辆定位数据的传统“点对点”式传输变换为总线分布式传输，有效实现该数据在CAN（Controller Area Network）网络上各个节点之间的传输，即车内多个应用系统之间的传播，实现车辆定位数据在CAN网络上的共享，保证车辆定位数据的完整性和一致性，本发明还可进一步推动车辆定位技术与车内网络技术的应用。

如图1所示，本发明实施例车辆定位数据的总线分布式传输方法，在车辆接收端完成，主要包括以下步骤：

S101、车辆接收终端通过串行接口读取车辆定位数据；车辆定位数据为车辆终端通过天线从全球定位系统或者北斗星导航系统获取。在本发明的一个实施例中，串行接口为RS232。

S102、根据车辆定位数据生成CAN协议报文，包括广播申明报文(BAM：Broadcast Announce Message)和广播数据报文(DT：Broadcast Data Message)，广播申明报文用于向CAN网络上的其他节点申明即将有广播数据报文发出，广播申明报文包括即将发出的广播数据报文的大小、数据包个数以及数据格式等标识信息；广播数据报文包括报文轮转号、数据包序列号和车辆定位数据，其中，报文轮转号为对广播数据报文的标识，数据包序列号为对广播数据报文内数据包的标识；

S103、对CAN协议报文采用CAN总线协议标识符ID进行标识；

S104、通过CAN总线先后向CAN网络上的其他节点发送经标识的广播申明报文和广播数据报文。本发明实施例通过CAN总线进行车辆定位数据的分布式传播，从而实现CAN网络上多个节点间的数据共享。

进一步地，步骤S104具体为：

通过CAN总线向CAN网络上的其他节点发送经标识的广播申明报文；

等待预设时间后，通过CAN总线向CAN网络上的其他节点发送经标识的广播数据报文。在本发明的一个实施例中，预设时间为250ms。

本发明实施例中，广播数据报文包括多个数据包，每个数据包包括8个字节，其中最低字节的高半字节携带每条报文的报文轮转号，最低字节的低半字节携带数据包序列号，其余7个字节携带车辆定位数据，以使接收端在接收完所有的广播数据报文后，可根据报文轮转号和数据包序列号进行车辆定位数据的组包。

在本发明的另一实施例中，如图2所示，车辆定位数据的总线分布式传输方法由发送端完成，主要包括以下步骤：

S201、利用RS232口读取车辆定位数据；

S202、判断所读取的车辆定位数据是否完整；

S203、若读取的车辆定位数据完整，则统计数据格式和长度等；若否，则转入步骤S202继续读取；

S204、将车辆定位数据分别填充广播申明报文（以下简称BAM）和广播数据报文（以下简称DT），即对车辆定位数据进行拆包。

S205、利用CAN总线发送BAM；

S206、等待250ms；

S207、利用CAN总线发送DT；

以250ms的间隔连续发送这两类报文，直到所有的报文都完成发送。

车辆定位数据的组包过程由接收端完成（发送端和接收端可安装在同一车辆终端上），如图3所示，接收端通过CAN总线接口接收车辆定位数据主要包括以下步骤：

S301、通过CAN总线接口接收广播报文（即上文中的CAN协议报文）；

S302、判断接收的CAN协议报文是否为BAM；

S303、若为BAM，则读取BAM，根据BAM获取即将接收的DT数据大小、数据包个数以及数据格式等标识信息；若否，则转到步骤S301；

S304、接收DT，DT在上文实施例中已有详细描述，在此不赘述；

S305、接收完所有的DT后，根据BAM中的标识信息、DT中的报文轮转号与数据包序列号进行车辆定位数据的组包，从而获得CAN总线上其他车辆的定位数据，实现多个用户终端对同一车辆的定位数据的访问。

本发明实施例中，为使车辆定位数据在总线上进行完整传输，采用多包广播发送机制。如下表1所示，定义两种具有相同ID的CAN协议报文，即广播申明报文BAM和广播数据报文DT。一般地，BAM先于DT发送，用于向网络上其他节点申明即将有DT发出。

本发明实施例中，采用标准帧格式，并通过含8个字节数据域的CAN总线协议进行传输，以CAN总线协议的标识符ID来标识每类车辆定位数据，如可根据需求设定其ID为100；采用广播申明报文BAM来通知网络上所有节点，告知它们即将发出的报文的大小（字节数）、报文内数据包个数、车辆定位数据的格式等。

一条长报文（超过8个字节）将要被广播；采用数据包序列号的轮转编码规则对每条广播数据报文DT及其内部数据偏移进行标识。如下表1所示，BAM数据域的最低字节LSB(Least Significant Byte)为0x00，第2、3、4字节分别携带即将发送的报文的大小（字节数）、报文内数据包个数和车辆定位数据的格式，其余4个字节保留，可填充0xFF。DT数据域的最低字节LSB拆开来使用，其高半字节携带每条报文的轮转号，低半字节则携带数据包序列号，第2~8字节携带车辆定位数据。可见，一条报文可携带16×7=112个字节的车辆定位数据。

表1CAN协议报文

如图4所示，为DT最低字节LSB的结构，其高半字节用以对报文进行轮转编码，避免网络上出现具有相同数据包序列号的两个DT；其低半字节用以对报文内的数据包进行编号（即数据包序列号）；其中，报文轮转号从1开始（0用作标识BAM），到F（16进制）为止；数据包序列号从0开始，到F（16进制）为止。

如图5所示，为发送端通过CAN总线先后向CAN网络上的其他节点发送经标识的广播申明报文和广播数据报文的传输流程。发送端在初始化完成后，先启动BAM的发送过程，等待250ms后，待CAN总线网络完全识别到BAM之后，开始发送DT。其中，在BAM的数据域中，m(msg)表示报文的轮转号，n(data)表示报文内的数据包个数，type表示车辆定位数据的格式；在DT的数据域中，最低字节LSB为0x10时，表示第1个报文的第0个数据包，依此类推。DT的数据域中的data[…]表示7个字节的车辆定位数据。

本发明实施例车辆定位数据的总线分布式发送端（以下简称发送端）用于实现车辆定位数据的总线分布式发送方法，如图6所示，包括：

车辆定位数据读取模块610，用于通过串行接口读取车辆定位数据；

CAN协议报文生成模块620，用于根据车辆定位数据生成CAN协议报文，包括广播申明报文和广播数据报文，广播申明报文用于向CAN网络上的其他节点申明即将有广播数据报文发出，广播申明报文至少携带即将发出的广播数据报文的大小、数据包个数以及数据格式的标识信息，广播数据报文包括报文轮转号、数据包序列号和车辆定位数据，报文轮转号为对广播数据报文的标识，数据包序列号为对广播数据报文内数据包的标识；车辆定位数据包括车辆经纬度、授时等信息；

ID标识模块630，用于对CAN协议报文采用CAN总线协议标识符ID进行标识；

CAN协议报文发送模块640，用于通过CAN总线先后向CAN网络上的其他节点发送经标识的广播申明报文和广播数据报文。

进一步地，本发明实施例中，CAN协议报文发送模块640具体用于在通过CAN总线向CAN网络上的其他节点发送经标识的广播申明报文后，间隔预设时间后，再通过CAN总线向CAN网络上的其他节点发送经标识的广播数据报文。

进一步地，本发明实施例中，预设时间为250ms。

进一步地，本发明实施例中，广播数据报文包括多个数据包，每个数据包包括8个字节，其中最低字节的高半字节携带每条报文的报文轮转号，最低字节的低半字节携带数据包序列号，其余7个字节携带车辆定位数据，以使接收端在接收完所有的广播数据报文后，根据报文轮转号和数据包序列号进行车辆定位数据的组包。

如图7所示，本发明另一实施例车辆定位数据的总线分布式发送端包括接收天线710、车辆定位数据接收模块720和车辆定位数据处理单元730，其中接收天线710连接在车辆定位数据接收模块720上，车辆定位数据接收模块720和车辆定位数据处理单元730通过RS232接口连接，车辆定位数据处理单元730通过CAN接口与CAN总线连接。车辆定位数据处理单元730包括上一实施例中的车辆定位数据读取模块610、CAN协议报文生成模块620、ID标识模块630和CAN协议报文发送模块640，并完成相应的功能，相应的功能在上文实施例中已有详细描述，在此不赘述。

本发明实施例车辆定位数据的总线分布式接收端，与发送端通过CAN总线通信连接，包括：

接收模块810，用于利用CAN总线接口接收CAN协议报文，CAN协议报文在上文实施例中已有详细描述，在此不赘述；

判断模块820，用于判断接收的CAN协议报文是否为广播申明报文；

标识信息获取模块830，用于在接收的CAN协议报文为广播申明报文时，读取广播申明报文，获取即将接收的广播数据报文的大小、数据包个数以及数据格式的标识信息；

接收模块810，还用于接收广播数据报文，广播数据报文在上文实施例中已有详细描述，在此不赘述；

组包模块840，用于根据标识信息、广播数据报文内的报文轮转号与数据包序列号进行车辆定位数据的组包。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种车辆定位数据的总线分布式传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过串行接口读取车辆定位数据；

根据所述车辆定位数据生成CAN协议报文，包括广播申明报文和广播数据报文，所述广播申明报文至少携带即将发出的广播数据报文的大小、数据包个数以及数据格式的标识信息，所述广播数据报文包括报文轮转号、数据包序列号和车辆定位数据，所述报文轮转号为对广播数据报文的标识，所述数据包序列号为对广播数据报文内数据包的标识；

对所述CAN协议报文采用CAN总线协议标识符ID进行标识；

通过CAN总线先后向CAN网络上的其他节点发送经标识的广播申明报文和广播数据报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述先后发送经标识的广播申明报文和经标识的广播数据报文具体为：

通过CAN总线向CAN网络上的其他节点发送经标识的广播申明报文；

等待预设时间后，通过CAN总线向CAN网络上的其他节点发送经标识的广播数据报文。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设时间为250ms。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述广播数据报文包括多个数据包，每个数据包包括8个字节，其中最低字节的高半字节携带每条报文的报文轮转号，最低字节的低半字节携带数据包序列号，其余7个字节携带车辆定位数据，以使接收端在接收完所有的所述广播数据报文后，根据报文轮转号和数据包序列号进行车辆定位数据的组包。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述串行接口为RS232。

6.一种车辆定位数据的总线分布式传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过CAN总线接口接收CAN协议报文；

判断接收的CAN协议报文是否为广播申明报文；

若为广播申明报文，则读取广播申明报文，获取即将接收的广播数据报文的大小、数据包个数以及数据格式的标识信息； 

接收广播数据报文，所述广播数据报文包括报文轮转号、数据包序列号和车辆定位数据，所述报文轮转号为对广播数据报文的标识，所述数据包序列号为对广播数据报文内数据包的标识；

根据所述标识信息、广播数据报文内的报文轮转号与数据包序列号进行车辆定位数据的组包。

7.一种车辆定位数据的总线分布式发送端，与接收端通过CAN总线通信连接，其特征在于，包括：

车辆定位数据读取模块，用于通过串行接口读取车辆定位数据；

CAN协议报文生成模块，用于根据所述车辆定位数据生成CAN协议报文，包括广播申明报文和广播数据报文，所述广播申明报文至少携带即将发出的广播数据报文的大小、数据包个数以及数据格式的标识信息，所述广播数据报文包括报文轮转号、数据包序列号和车辆定位数据，所述报文轮转号为对广播数据报文的标识，所述数据包序列号为对广播数据报文内数据包的标识；

ID标识模块，用于对CAN协议报文采用CAN总线协议标识符ID进行标识；

CAN协议报文发送模块，用于通过CAN总线先后向CAN网络上的其他节点发送经标识的广播申明报文和广播数据报文。

8.根据权利要求7所述的车辆定位数据的总线分布式发送端，其特征在于，

所述CAN协议报文发送模块在发送广播申明报文后，间隔预设时间再发送广播数据报文。

9.根据权利要求8所述的车辆定位数据的总线分布式发送端，其特征在于，

所述广播数据报文包括多个数据包，每个数据包包括8个字节，其中最低字节的高半字节携带每条报文的报文轮转号，最低字节的低半字节携带数据包序列号，其余7个字节携带车辆定位数据，以使接收端在接收完所有的所述广播数据报文后，根据报文轮转号和数据包序列号进行车辆定位数据的组包。

10.一种车辆定位数据的总线分布式接收端，与发送端通过CAN总线通信连接，其特征在于，包括：

接收模块，用于通过CAN总线接口接收CAN协议报文；

判断模块，用于判断接收的CAN协议报文是否为广播申明报文；

标识信息获取模块，用于在接收的CAN协议报文为广播申明报文时，读取广播申明报文，获取即将接收的广播数据报文的大小、数据包个数以及数据格式的标识信息； 

所述接收模块，还用于接收广播数据报文，所述广播数据报文包括报文轮转号、数据包序列号和车辆定位数据，所述报文轮转号为对广播数据报文的标识，所述数据包序列号为对广播数据报文内数据包的标识；

组包模块，用于根据所述标识信息、广播数据报文内的报文轮转号与数据包序列号进行车辆定位数据的组包。

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