CN103414619A - 一种基于FlexRay总线的自动化控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于FlexRay总线的自动化控制系统，它由微控制器、至少一个FlexRay控制器和USB模块组成，每个FlexRay控制器分别连接至FlexRay总线上，微控制器通过USB总线与PC机进行数据传输从而实现FlexRay报文的收发，在PC机上执行自动化服务程序，使得基于PC的自动化客户端可以通过自动化服务器收发报文从而对目标FlexRay总线进行控制。

Description

一种基于FlexRay总线的自动化控制方法

技术领域

本发明涉及电子技术领域的自动化，特别涉及一种基于FlexRay总线的自动化控制系统。 

背景技术

FlexRay是一种用于汽车的高速可确定性的，具备故障容错的总线系统，FlexRay通过在确定的时间槽中传递信息，以及在两个通道上的故障容错和冗余信息的传送，满足了新的x-by-wire系统设计思想的对信息传送速度尤其是故障容错与时间确定性的不断增加的需求。在基于FlexRay总线的应用过程中，需要通过FlexRay总线接收和发送特定的报文，从而实现对某个设备的自动化操作。 

基于FlexRay总线的自动化控制，通常是在PC机上编写特定的应用程序，通过USB转FlexRay的接口卡连接带FlexRay接口的硬件，从而实现通过PC端的应用程序来对下位机进行控制。这种方法的缺点是：1、可扩展性不强，若需要增加新功能，则需要修改当前的应用程序，或是再开发一个应用程序以满足要求；2、不能通过自动化脚本简便地控制下位机。 

发明内容

本发明的目的，就是为了克服基于FlexRay总线进行自动化过程中遇到的效率问题，使用Windows的COM技术搭建自动化服务器，使得任何一个Windows端的应用程序均可与服务器进行交互，以快速实现基于FlexRay总线的自动化控制。 

本发明提供的具体技术方案如下： 

基于FlexRay总线的自动化控制方法，使用微控制器与至少一个FlexRay控制器连接，每个FlexRay控制器分别连接至FlexRay总线上，微控制器通过USB总线与PC机进行数据传输从而实现FlexRay报文的收发，在PC机上执行自动化服务程序，使得自动化客户端可以通过自动化服务器收发报文。 

基于FlexRay总线的自动化控制方法，包括硬件电路，下位机程序和上位机程序。 

基于FlexRay总线的自动化控制方法，所述的硬件电路由微控制器、至少一个FlexRay控制器、USB模块组成；微控制器与至少一个FlexRay控制器连接，每个FlexRay控制器连接一个FlexRay收发器，每个FlexRay收发器均连接至一根独立的FlexRay总线上。 

基于FlexRay总线的自动化控制方法，所述的FlexRay控制器在总线上监听到FlexRay报文或是错误帧后，将监听的数据反馈给微控制器，微控制器将其读入本地报文接收缓冲区，并将接收缓冲区内的数据通过USB模块上传至PC机。 

基于FlexRay总线的自动化控制方法，所述的USB模块接收到上位机的命令后，对微控制器进行配置，包括FlexRay总线参数的配置等等。 

基于FlexRay总线的自动化控制方法，所述的上位机程序在Windows中建立一个自动化服务器对象，此自动化服务器与USB接口进行通信，接收来自下位机采集的报文信息，同时将需要发送的报文通过USB接口发送至下位机。 

基于FlexRay总线的自动化控制方法，所述的自动化服务器对象支持任何基于COM的Windows客户端的连接，从而将下位机监听到的总线数据传输至客户端，同时接收客户端的报文发送请求，并将需要发送的报文传输至下位机进行发送。 

基于FlexRay总线的自动化控制方法，它的优势在于，1、设计合理，结构清晰，可以通过服务器与任意个客户端进行连接；2、客户端应用程序可以是脚本，仅需修改脚本即可实现对客户端程序的更新和控制内容的更改。 

附图说明

图1为本发明实施方法中上下位机连接的总架构图 

图2为本发明实施方法中硬件电路的执行逻辑 

图3为本发明实施方法中自动化服务器的执行逻辑 

图1中，微控制器（101），FlexRay控制器（102），FlexRay收发器（103），FlexRay总线FlexRayH（104），FlexRay总线FlexRayL（105），USB模块（106），PC机（109），下位机硬件电路（110），USB线（111），总线上的其他节点（112） 

图2中，FlexRay控制器接收缓冲区（201），FlexRay控制器发送缓冲区（202），本地FlexRay发送缓冲区（203），本地FlexRay接收缓冲区（204），测试引擎（205），报文USB发送缓冲区（208），报文USB接收缓冲区（209），计算机CPU（211），FlexRay总线自动化服务器程序（212），FlexRay总线自动化客户端程序（213） 

图3中，USB驱动程序（301），USB接收缓冲区（302），USB发送缓冲区（303），自动化服务器（304），自动化客户端写请求（305），自动化客户端读请求（306） 

具体实施方式

在图1中，下位机硬件电路（110）包含微控制器（101）、USB模块（106）和FlexRay收发器（103），下位机硬件电路（110）通过USB线缆（111）连接至PC机（109），同时通过FlexRay总线FlexRayH（104）和FlexRayL（105）连接至总线上的其他节点（112）。 

总线上的其他节点（112）内部集成FlexRay收发器（103）。 

微控制器（101）连接至少一个FlexRay控制器（102），每个FlexRay控制器的TX引脚与RX引脚分别连接FlexRay收发器（103）的TX引脚和RX引脚，FlexRay收发器的FlexRayH连接至FlexRay总线FlexRayH（104），FlexRay收发器的FlexRayL连接至FlexRay总线的FlexRayL（105）。 

微控制器（101），内部集成CPU和内存，与一个或多个独立的FlexRay控制器相连；或是内部集成一个或多个FlexRay控制器；图1显示的是微控制器内部集成一个FlexRay控制器（102）的情形。 

FlexRay控制器（102），作为FlexRay总线的协议转换芯片，负责将FlexRay总线上的报文和错误帧等信息反馈给微控制器，每一个FlexRay控制器都有与FlexRay收发器相连的TX和RX引脚。 

在图2中，下位机硬件电路（110）通过USB线缆（111）连接至PC机（109），PC机（109）包含至少一个中央处理器（211），PC机（109）内部运行自动化服务器应用程序（212）和至少一个自动化客户端应用程序（213）。 

下位机硬件电路（110）通过连接FlexRay总线FlexRayH（104）和FlexRay总线FlexRayL（105）与其他节点进行通信。 

下位机硬件电路（110）接收来自FlexRay总线的报文的流程是，其FlexRay控制器（102）通过FlexRay收发器（103）监听到FlexRay报文后，将其缓存至内部的FlexRay接收缓冲区（201），并通知微控制器（101），微控制器（101）通过调用接收函数（204）将收到的报文保存到报文USB接收缓冲区（209），通过USB模块（106）将这些数据上传至PC机（109）。 

下位机硬件电路（110）的发送流程是，下位机微控制器（101）从报文USB发送缓冲区（208）中读取来自USB模块（106）的要发送的报文数据，再通过发送函数（203）将需要发送到总线上的报文放入FlexRay控制器（102）的FlexRay发送缓冲区内，经由FlexRay控制器（102）通过FlexRay收发器（103）发送到FlexRay总线的FlexRayH（104）和FlexRayL（105）上。 

在图3中，上位机内部运行的自动化服务器程序（304）通过USB驱动程序（301）连接至USB线缆（111），从而与下位机硬件电路（110）之间建立起USB通信。 

上位机自动化服务器进行自动化控制的流程是，自动化客户端（213）启动后与自动化服务器（304）建立连接，当自动化客户端需要发送FlexRay报文时，通过自动化客户端写请求（305）将需要发送的报 文传给自动化服务器（304），自动化服务器（304）将这些报文放入USB发送缓冲区（303），通过USB驱动程序（301）发送给下位机硬件电路（110），并经由下位机的FlexRay接口发送到FlexRay总线上；当自动化客户端需要接收FlexRay报文时，通过自动化客户端读请求（306）向自动化服务器（304）请求报文，若USB接收缓冲区（302）存在已经收到的报文，自动化服务器（304）就将这些报文传给自动化客户端（213）。 

Claims (7)

1.基于FlexRay总线的自动化控制方法，它由微控制器、至少一个FlexRay控制器和USB模块组成，其特征在于，微控制器与至少一个FlexRay控制器连接，每个FlexRay控制器分别连接至FlexRay总线上，微控制器通过USB总线与PC机进行数据传输从而实现基于PC控制的FlexRay报文的收发，在PC机上执行自动化服务程序，使得PC机上的自动化客户端可以通过自动化服务器收发报文，从而实现对目标FlexRay总线的自动化控制。 

2.根据权利要求1所述的基于FlexRay总线的自动化控制方法，其特征在于，系统包括硬件电路，下位机程序和上位机程序。 

3.根据权利要求2所述的基于FlexRay总线的自动化控制方法，其特征在于，所述的硬件电路由微控制器、至少一个FlexRay控制器、USB模块组成；微控制器与至少一个FlexRay控制器连接，每个FlexRay控制器连接一个FlexRay收发器，每个FlexRay收发器均连接至一根独立的FlexRay总线上。 

4.根据权利要求3所述的基于FlexRay总线的自动化控制方法，其特征在于，所述的FlexRay控制器在总线上监听到FlexRay报文或是错误帧后，将监听的数据反馈给微控制器，微控制器将其读入本地报文接收缓冲区，并将接收缓冲区内的数据通过USB模块上传至PC机。 

5.根据权利要求4所述的基于FlexRay总线的自动化控制方法，其特征在于，所述的USB模块接收到上位机的命令后，对微控制器进行配置，包括FlexRay总线参数的配置等等。 

6.根据权利要求2所述的基于FlexRay总线的自动化控制方法，其特征在于，所述的上位机程序在Windows中建立一个自动化服务器对象，此自动化服务器与USB接口进行通信，接收来自下位机采集的报文信息，同时将需要发送的报文通过USB接口发送至下位机。 

7.根据权利要求6所述的基于FlexRay总线的自动化控制方法，其特征在于，所述的自动化服务器对象支持任何基于COM的Windows客户端的连接，从而将下位机监听到的总线数据传输至客户端，同时接收客户端的报文发送请求，并将需要发送的报文传输至下位机进行发送。 

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