CN103108043B

CN103108043B - 一种应用数据库文件自适应采集ecu报文的方法

Info

Publication number: CN103108043B
Application number: CN201310037007.6A
Authority: CN
Inventors: 江永聪; 何应祥; 彭振文; 李志渊
Original assignee: Xiamen Yaxon Networks Co Ltd
Current assignee: Xiamen Yaxon Networks Co Ltd
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2018-01-23
Anticipated expiration: 2033-01-31
Also published as: CN103108043A

Abstract

本发明涉及多电子控制单元（简称ECU）组成的汽车电子技术领域，具体涉及一种应用数据库文件自适应采集ECU报文的方法，应用CAN总线提供的DBC文件，动态采集ECU消息的报文系统，由远程服务中心将DBC文件转换成车载终端容易识别的报文采集控制表，让车载终端能够快速地有选择地采集实际应用需要的ECU报文中信号值，从而减少冗余的ECU报文数据被上传到中心系统。本技术在实时收集汽车驾驶员驾驶习惯信号数据应用上尤为突出，可以在未对信号数据进行压缩操作的情况下，大大的减少了通信流量，为运营平台提供可定制、可动态扩展的信号采集方案，为车载终端解决解析复杂DBC文件的困境。

Description

一种应用数据库文件自适应采集ECU报文的方法

技术领域

本发明涉及一种应用数据库文件自适应采集ECU报文的方法。

背景技术

当前汽车行业高速发展，为了实现多元化的车辆智能系统，CAN-bus上往往要接入几十种电子控制单元(ECU)，每种ECU提供的信号数据最多可达2⁶⁴种，但当前智能汽车技术的瓶颈，导致许多预先定义的信号成为占位符。这些ECU接入CAN-bus后，均会往总线上周期性的广播8个字节的报文数据。为了体现车载终端的智能及减轻车载系统处理负担，目前行业上的车载终端采集CAN-bus上传输的ECU报文数据都不区分ECU类别及信号类型，往往都是采用被动接收CAN-bus所有报文数据的方式，但这种方法在车载终端与远程控制中心进行数据实时交互时，对GPRS或3G的通信带宽要求非常高，导致浪费非常多不必要的流量。

发明内容

本技术就是为了解决车载终端向远程中心实时传输CAN-bus报文数据的传输流量问题，以及让车载终端摆脱处理复杂DBC文件的困境。提出一种应用CAN总线提供的DBC文件，动态采集ECU消息的报文系统，由远程服务中心将DBC文件转换成车载终端容易识别的报文采集控制表，让车载终端能够快速地有选择地采集实际应用需要的ECU报文中信号值，从而减少冗余的ECU报文数据被上传到中心系统。本技术在实时收集汽车驾驶员驾驶习惯信号数据应用上尤为突出。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是，一种应用数据库文件自适应采集ECU报文的方法，包括以下步骤：

步骤1：远程中心系统导入用来描述CAN总线网络中各电子控制单元ECU的通信信息数据描述文件；

步骤2：远程中心系统解析该数据描述文件，生成ECU信息表和ECU信息配置表，该ECU信息表的表项中至少包括：ECU信息表每一条记录ID、电子控制单元ECU在CAN总线网络上的CANID和ECU名称，ECU信息配置表中的表项中至少包括：ECU信息配置表每一条记录ID、ECU信息表每一条记录ID、信号名称、信号值起始位置、信号值偏移量、信号值类型、信号值单位、信号值范围；

步骤3：远程中心系统从ECU信息表中预先选择所有电子控制单元ECU的ECU名称和所有电子控制单元ECU在CAN总线网络上的CANID，将ECU信息表关联ECU信息配置表，从ECU信息配置表中获取每一ECU名称对应的信号名称、信号值起始位置、信号值偏移量、信号值类型、信号值单位、信号值范围，生成ECU报文采集控制表，并将该ECU报文采集控制表发送给车载终端；

步骤4：车载终端截取CAN总线网络上ECU报文，并根据报文采集控制表的CANID筛选与该CANID相对应的ECU报文，再根据报文采集控制表中该CANID指定的信号值起始位置和信号值偏移量，从截取到的ECU报文中读取对应的ECU信号数据块，并填充到预定义的ECU信号数据对象中，创建对应的ECU信号数据对象链表用于存放ECU信号数据对象；

步骤5：车载终端每隔一定时间间隔对采集到的ECU信号数据对象进行组帧，形成ECU信号数据帧，并将组装完成的ECU信号数据帧发送到远程中心系统。

进一步的，所述步骤1中，该数据描述文件包括关键字段BU_及其描述对象NetworkNode，关键字段BO_及其描述对象Message，关键字段SG_及其描述对象Signal，关键字段EV_及其描述对象Environment Variable。

进一步的，所述步骤3中，该报文采集控制表格式定义为：ECU个数[4]+{CANID[4]+信号个数[2]+『信号序号[4]+信号起始位置[1]+信号偏移量[1]』＊信号个数}＊ECU个数。

进一步的，所述步骤4中，该预定义的ECU信号数据对象定义为以下数据帧格式：报文个数[4]+{CANID[4]+信号个数[2]+『信号序号[2]+(信号值长度[1]+信号值)』＊信号个数}＊ECU个数。

进一步的，所述步骤5中，所述ECU信号数据帧的帧格式定义为：GPS数据[18]+毫秒[2]+报文个数[4]+{CANID[4]+信号个数[2]+『信号序号[2]+(信号值长度+信号值)』＊信号个数}＊报文个数。

进一步的，所述的步骤5中，所述一定时间间隔为1s-10s中的任一值。

本发明通过采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下优点：本发明在实时收集汽车驾驶员驾驶习惯信号数据应用中，可以在未对信号数据进行压缩操作的情况下，大大的减少了通信流量，为运营平台提供可定制、可动态扩展的信号采集方案，为车载终端解决解析复杂DBC文件的困境，并且当DBC文件需要更新时，可通过远程快速的更新车载终端的采集配置。实际应用中，通过本系统对所有监管的车辆导入相应的数据库描述文件，根据不同车型或不同车辆的实际业务需求，配置各自需要收集的ECU设备，并指定ECU设备提供的信号采集设置，可减少大量的冗余数据。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

作为一个具体的实施例，如图1所示，实现本发明方法的硬件系统包括远程中心系统和车载终端，所述远程中心系统和车载终端通过3G网络或GSM网络通信，本发明的一种应用数据库文件自适应采集ECU报文的方法，包括以下步骤：

步骤1：远程中心系统导入用来描述CAN总线网络中各ECU的通信信息数据描述文件；

该数据库描述文件特定的格式如下表1所示：

关键字段	描述对象
		BU_	Network Node
BO_	Message
		SG_	Signal
EV_	Environment Variable

表1

网络节点定义格式如下所示：

nodes＝′BU_：′{node_name}；

node_name＝C_identifier；

消息格式定义如下所示：

messages＝{message}；

message＝BO_message_id message_name′：′message_size trans-mitter{signal}；

message_id＝unsigned_integer；

信号内容格式定义如下所示：

signal＝′SG_′signal_name multiplexer_indicator′：′start_bit′|′

signal_size′@′byte_order value_type′(′factor′，′offset′)′

′[′minimum′|′maximum′]′unit receiver{′，′receiver}；

signal_name＝C_identifier；

DBC文件内容格式示例，如下所示：

VERSION″″

NS_：

NS_DESC_

CM_

BA_DEF_

BA_

VAL_

CAT_DEF_

CAT_

FILTER

BA_DEF_DEF_

EV_DATA_

ENVVAR_DATA_

SGTYPE_

SGTYPE_VAL_

BA_DEF_SGTYPE_

BA_SGTYPE_

SIG_TYPE_REF_

VAL_TABLE_

SIG_GROUP_

SIG_VALTYPE_

SIGTYPE_VALTYPE_

BO_TX_BU_

BA_DEF_REL_

BA_REL_

BA_DEF_DEF_REL_

BU_SG_REL_

BU_EV_REL_

BU_BO_REL_

SG_MUL_VAL_

BS_：

BU_：TPMS RRS PEPS PAC IP ESCL DVD BCM BCAN_Tester AC

BO_839 TPMS_347：8 TPMS

SG_TPMS_LFTemperatureWarning：6|1@0+(1，0)[0|1]″″IP

SG_TPMS_LFTyrePressure：15|8@0+(1.373，0)[0|350.115]″Kpa″IP

SG_TPMS_SignalStatus：7|1@0+(1，0)[0|1]″″IP

BO_736 RRS_2E0：8 RRS

SG_RRS_RRMDistance：7|4@0+(1，0)[0|15]″″IP

SG_RRS_LRCDistance：11|4@0+(1，0)[0|15]″″IP；

步骤2：远程中心系统解析该数据描述文件，生成ECU信息表和ECU信息配置表，该ECU信息表的表项中至少包括：ECU信息表每一条记录ID、ECU在CAN总线网络上的CANID和ECU名称，ECU信息配置表中的表项中至少包括：ECU信息配置表每一条记录ID、ECU信息表每一条记录ID、信号名称、信号值起始位置、信号值偏移量、信号值类型、信号值单位、信号值范围；

具体过程：按照该类数据库描述文件固定的格式进行解析，本应用只需涉及以BO_开头和SG_开头的信息。DBC文件解析器可自动识别出文件中以BO_开头和SG_开头的所有内容。根据消息定义的固定格式，首先解析第一个出现的以BO_开头内容″BO_message_idmessage_name′：′message_sizetransmitter{signal}″，其中message_id即为该ECU在CAN总线上的逻辑节点地址(以下简称：CANID)；message_name即为ECU报文名称；message_size即为该ECU报文内容大小，以字节表示；transmitter即为发送该报文的ECU名称。将该项内容自动转换为计算机容易识别的ECU信息表(为每一个″BO_″生成一条对应的ECU信息记录，记录中至少包括：记录ID、CANID和ECU名称)。根据信号内容定义的固定格式，接着解析该″BO_″项后面紧跟着以″SG_″开头的内容″signal＝′SG_′signal_name multiplexer_indicator′：′start_bit′|′signal_size′@′byte_order value_type′(′factor′，′offset′)′′[′minimum′|′maximum′]′unit receiver{′，′ receiver}；″，其中signal_name即为该ECU报文内容包含的信号名称；start_bit即为该信号内容表示的信号值在该ECU报文内容结构中二进制位的起始位置；signal_size即为以二进制位表示该信号值在该ECU报文内容结构中所占位数；byte_order即为该信号值在CAN总线上传输的网络字节序类型(分为：大端模式和小端模式)；factor和offset即定义了该信号值的线性转换规则(f(x)＝x·factor+offset)，可按该规则将信号原始数值转换为物理值；minimum和maximum即规定了信号转换后的物理值的有效数值范围；unit即表示该信号值的单位类型。将该项内容自动转换为计算机容易识别的ECU信息配置表，表中每一条记录对应于此ECU被采集的信号采集参数，为每一个″SG_″生成一条对应的ECU信息配置信息记录，记录中至少包括：记录ID、ECU信息表记录ID(作为表关联外键)、信号名称、信号值起始位置、信号值偏移量、信号值类型、信号值单位、信号值范围。直至该数据库文件中出现的所有″BO_″或″SG_″开头内容项均被转换成ECU信息表和ECU信息配置表，然后执行步骤3；

上述ECU信息表、ECU信息配置表如下所示：

步骤3：远程中心系统从ECU信息表中预先选择所有ECU的ECU名称和所有ECU在CAN总线网络上的CANID，将ECU信息表关联ECU信息配置表，从ECU信息配置表中获取每一ECU名称对应的信号名称、信号值起始位置、信号值偏移量、信号值类型、信号值单位、信号值范围，并生成报文采集控制表，并将该报文采集控制表发送给车载终端；

具体过程：远程中心系统从ECU信息表中预先选择一被采集的ECU名称，并取出该ECU名称对应的ECU信息记录；同时在内存中开辟链表存储区，并预先创建与CANID对应的ECU信息配置对象存入该链表存储区；并通过ECU信息表记录ID值作为外键关联，从ECU信息配置表中选取与之关联的被采集的信号名称，并生成该信号的采集指令，指令中至少包含项：信号所在ECU报文中二进位的起始位置、偏移量、网络字节序类型等；并将其存储到该链表存储区的ECU信息配置对象中；

重复上述具体过程，直至所有预先选择被采集的ECU名称的ECU信息，以及该ECU名称对应的信号配置信息(至少包含：CANID、信号序号、信号起始位置、信号偏移量等)选取完毕。最终在计算机内存中以链表形式存储，自动生成车载终端能够识别的报文采集控制表格式，该表格式定义为：ECU个数[4]+{CANID[4]+信号个数[2]+『信号序号[4]+信号起始位置[1]+信号偏移量[1]』＊信号个数}＊ECU个数；

具体过程：车载终端根据报文采集控制表格式生成ECU信号数据对象，并对该ECU信号数据对象定义为以下数据帧格式：报文个数[4]+{CANID[4]+信号个数[2]+『信号序号[2]+(信号值长度[1]+信号值)』＊信号个数}＊ECU个数；根据报文采集控制表的CANID，创建对应的ECU信号数据对象链表用于存放ECU信号数据对象；

创建ECU消息广播监视器线程，用于主动轮询探测CAN总线上ECU消息广播情况，轮询周期是依据ECU主动往CAN总线上广播消息的周期(通常为10毫秒)；通过独立的GPS模块线程，每隔1秒自动获取当前的GPS数据，并将同一秒内采集到的ECU消息与GPS数据相绑定，一同进行数据组帧，GPS数据帧格式：年[1]+月[1]+日[1]+时[1]+分[1]+秒[1]+经度[4]+纬度[4]+速度[1]+方向[1]+状态[2]。ECU消息广播监视器线程，探测到CAN总线上有ECU消息广播时，自动根据报文采集控制表的CANID从CAN总线上截取与报文采集控制表中CANID相对应的ECU报文数据；并根据报文采集控制表中该CANID指定的信号起始位置及偏移量，从截取到的ECU报文数据结构中读取对应的ECU信号数据块，并填充到对应的ECU信号数据对象中；

具体过程：每隔1秒便对当前1秒内采集到的ECU信号数据对象进行组帧，该帧格式定义为：GPS数据[18]+毫秒[2]+报文个数[4]+{CANID[4]+信号个数[2]+『信号序号[2]+(信号值长度+信号值)』＊信号个数}＊报文个数，并将组装完成的ECU信号数据帧发送到中心系统。

步骤6：重复步骤5，直至车载终端主动关闭采集为止。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims

1.一种应用数据库文件自适应采集ECU报文的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：远程中心系统导入用来描述CAN总线网络中各电子控制单元ECU的通信信息的数据描述文件；

步骤3:远程中心系统从ECU信息表中预先选择所有电子控制单元ECU的ECU名称和所有电子控制单元ECU在CAN总线网络上的CANID，将ECU信息表关联ECU信息配置表，从ECU信息配置表中获取每一ECU名称对应的信号名称、信号值起始位置、信号值偏移量、信号值类型、信号值单位、信号值范围，并生成报文采集控制表，该报文采集控制表包括所有电子控制单元ECU的CANID，并将该报文采集控制表发送给车载终端；

2.根据权利要求1所述的一种应用数据库文件自适应采集ECU报文的方法，其特征在于：所述步骤3中，该报文采集控制表格式定义为：ECU个数[4]+{CANID[4]+信号个数[2]+『信号序号[4]+信号起始位置[1]+信号偏移量[1]』*信号个数}*ECU个数。

3.根据权利要求1所述的一种应用数据库文件自适应采集ECU报文的方法，其特征在于：所述步骤4中，该预定义的ECU信号数据对象定义为以下数据帧格式：报文个数[4]+{CANID[4]+信号个数[2]+『信号序号[2]+(信号值长度[1]+信号值)』*信号个数}*ECU个数。

4.根据权利要求1所述的一种应用数据库文件自适应采集ECU报文的方法，其特征在于：所述步骤5中，所述ECU信号数据帧的帧格式定义为：GPS数据[18]+毫秒[2]+报文个数[4]+{CANID[4]+信号个数[2]+『信号序号[2]+(信号值长度+信号值)』*信号个数}*报文个数。

5.根据权利要求1所述的一种应用数据库文件自适应采集ECU报文的方法，其特征在于：所述的步骤5中，所述一定时间间隔为1s-10s中的任一值。