CN103679850B - 一种总线记录仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了总线记录仪，包括：结构盒体，以及安装在结构盒体内的硬件板卡；其中，硬件板卡包括：微处理器，用于读取存储电路中的配置文件，以及记录并存储采集的总线数据；存储电路，用于存储配置文件和采集的总线数据；供电电路，用于为总线记录仪各用电电路提供电能；Flexray接口电路，用于接入Flexray总线数据；CAN接口电路，用于接入CAN总线数据。本发明的总线记录仪可以记录Flexray总线数据，同时兼容CAN总线数据，具有通用性强、整体体积小、重量轻等优点；记录的数据完整、可靠性高、置信度高，可用于事后进行分析诊断、性能评估、给出维护维修建议，具有较好的经济效益。

Description

一种总线记录仪

技术领域

本发明涉及车辆总线信息测量记录技术领域，特别是涉及一种总线记录仪。

背景技术

车辆电控系统和电子控制单元逐步引入总线网络架构，尤其是CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域网络)总线网络已经成熟应用于多种民用汽车及特种车辆设计中，而且随着总线技术的发展，先进新型Flexray总线技术设备逐渐研制和初步应用于某些新型的车辆设计之中。

但目前的现状是，针对车辆总线的测试仪器、故障诊断和维修检测设备集成度不高，不易保证车辆设计过程中的可靠性测试验证和应用过程中的维修维护。为实现车辆总线采集数据的完整、可靠性和置信度高，多采用总线数据记录存储装置，在车辆行驶过程中记录完整总线数据事后回放分析，但目前国内自研车载总线数据存储装置，尚不能够记录存储Flexray总线数据，只能记录CAN总线数据、另外也具有设计通用性差、专车专用、数据采用Flash芯片存储、存储量小、数据不完整的缺点，从国外采购引进的总线记录仪能够记录CAN总线和Flexray总线，采用CF卡作为存储装置数据量大，但具有存储过程中最后一段总线数据无法存满一个设定文件大小而丢失的缺陷；即当存储数据没有达到设定的大小时，如果停止采集、该段数据会全部丢失。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种总线记录仪，用以解决现有技术中数据记录不完整的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种总线记录仪，包括：

结构盒体，以及安装在结构盒体内的硬件板卡；其中，硬件板卡包括：微处理器，用于读取存储电路中的配置文件，以及记录并存储采集的总线数据；其中，存储总线数据时，通过FATFS文件系统读写操作程序将记录结果写入文件，存储内容超过文件大小自动生成下一个文件并进行存储，每接收一帧总线上数据就将数据写入存储电路中，并进行数据刷新；其中，配置文件由上位机配置解析软件生成，包括参数文件配置功能和记录数据文件解析功能；参数文件配置功能能够选择进行Flexray总线数据记录的参数配置文件或CAN总线数据记录的参数配置，根据Flexray、CAN总线特性不同，预设不同的参数数值，完成5种不同参数配置生成参数配置文件；记录数据文件解析功能分别实现Flexray总线记录原始数据的解析以及CAN总线记录原始数据的解析；

存储电路，用于存储配置文件和采集的总线数据；

供电电路，用于为总线记录仪各用电电路提供电能；

Flexray接口电路，用于接入Flexray总线数据；

CAN接口电路，用于接入CAN总线数据。

进一步，配置文件中包括一下设置信息中的一项或多项：

总线类型、波特率、记录触发条件、过滤条件、存储文件大小。

进一步，所述硬件板卡还包括：

外部触发电路，用来根据预定触发条件启动总线数据记录；

进一步，所述硬件板卡还包括：

状态指示电路，通过外接状态指示灯显示总线记录仪的不同工作状态。

进一步，存储电路采用Micro-SD卡存储电路；Micro-SD卡存储电路支持插入和拔出Micro-SD卡，方便了配置文件的加入和记录数据的导出。

进一步，所述硬件板卡还包括：

绝对时间电路，用于保证记录数据的开始具体时间的准确性。

本发明有益效果如下：

本发明的总线记录仪可以记录Flexray总线数据，同时兼容CAN总线数据，具有通用性强、整体体积小、重量轻等优点；记录的数据完整、可靠性高、置信度高，可用于事后进行分析诊断、性能评估、给出维护维修建议，具有较好的经济效益。

附图说明

图1是本发明实施例中一种总线记录仪的主要结构原理图；

图2是本发明实施例中上位机配置解析软件生成配置文件和进行数据解析的流程图；

图3是本发明实施例中总线记录仪的内部固化程序的工作流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图以及实施例，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仅用以解释本发明，并不限定本发明。

本发明实施例为了解决目前总线记录仪中存在的通用性差、记录数据不完整、存储空间小等问题中的至少一个，提供一种车载Flexray总线记录仪；具体是通过以下技术方案实现的。

本实施例的总线记录仪采用通过上位机配置解析软件下载配置参数文件的方法进行对不同总线类型设置、波特率设置、以及记录触发方式、过滤等功能，实现记录仪通用性，采用了Micro-SD卡作为总线数据存储装置。硬件采用内嵌CAN总线控制器和Flexray总线控制器的Freescale单片机作为核心控制芯片，外围设计电源、时钟、总线接口等外围电路，并通过SPI接口实现CAN总线数据到SD卡设备的存储记录。芯片固化程序移植了适用于小型嵌入式设备的FATFS文件系统，内设初始化函数、中断处理函数，将总线数据以多个二进制文本文件格式存储在SD卡，为保证数据存储完整性，每接收一帧总线上数据就将数据写入SD卡，并进行数据刷新。

如图1所示，本发明实施例涉及一种总线记录仪，包括：

结构盒体，以及安装在结构盒体内的硬件板卡；其中，硬件板卡包括：微处理器、存储电路、绝对时间电路、供电电路、Flexray接口电路、CAN接口电路、外部触发电路、状态指示电路；

微处理器，用于读取存储电路中的配置文件，以及记录并存储采集的总线数据；其中，存储总线数据时，每接收一帧总线上数据就将数据写入SD卡(存储电路)，并进行数据刷新。本实施例中，微处理器采用MC9S12XF512主芯片1；内部固化程序通过软件烧写工具烧写在MC9S12XF512主芯片1内部。

存储电路，用于存储配置文件和采集的总线数据。本实施例中，存储电路采用Micro-SD卡存储电路2，本领域技术人员也可以明白，该存储电路也可以为其它类型的存储电路。Micro-SD卡存储电路2能够插入和拔出Micro-SD卡，方便了配置文件的加入和记录数据的导出。

供电电路8，用于为总线记录仪各用电电路提供电能；

Flexray接口电路3，用于接入Flexray总线数据；

CAN接口电路4，用于接入CAN总线数据；

绝对时间电路5，具有年月日时分秒等时间信息，信息掉电不丢失、不停止，保证了记录数据的开始具体时间的准确性。

外部触发电路7，用来根据预定触发条件进行记录。

状态指示电路6，通过外接状态指示灯显示总线记录仪的不同工作状态。

进行工作时，首先通过上位机配置解析软件生成配置文件，将配置文件拷贝到Micro-SD卡，然后将Micro-SD卡接入Micro-SD卡存储电路2，然后将Flexray总线记录仪接入总线网络并上电；进行数据记录。完成记录工作后，将Micro-SD卡取出并把文件拷贝到上位机通过上位机配置解析软件进行数据解析。

配置文件中包括一下设置信息中的一项或多项：总线类型、波特率、记录触发条件、过滤条件、存储文件大小。配置文件由上位机配置解析软件生成，如图2所示，包括参数文件配置功能和记录数据文件解析功能。参数文件配置功能能够选择进行Flexray总线数据记录的参数配置文件或CAN总线数据记录的参数配置，根据Flexray、CAN总线特性不同，预设不同的参数数值，完成5种不同参数配置可生成参数配置文件。针对不同车辆型号的总线网络特性不同可进行不同的参数配置，从而实现通用性，如波特率、触发条件、过滤条件、存储文件大小等，并生成配置文件。记录数据文件解析功能分别能够实现Flexray总线记录原始数据的解析以及CAN总线记录原始数据的解析，解析文件格式以*.asc文件格式存储，能够被CANoe总线测试仿真工具软件调用。

图3是内部固化程序的工作流程示意图，如图3所示，总线记录仪通电后对配置文件进行寻找、读取和初始化，并通过状态指示电路反馈初始化状态，当满足记录触发条件时，内部固化程序读取绝对时间电路5中的时间信息，之后生成第一个存储文件，进行Flexray总线数据处理记录，即接受Flexray总线数据，并通过FATFS文件系统读写操作程序将记录结果写入文件，存储内容超过文件大小自动生成下一个文件并进行存储。对于CAN总线数据，处理流程同Flexray总线数据相同，只是数据类型对应的变成CAN数据。本程序移植采用了FATFS文件系统，对配置参数的读取、总线数据信息的保存都是基于FATFS文件系统，这样不仅直观明了，也避免了直接读写块的方式，因数据坏块造成数据丢失的可能；另外结合应用实际，通过FATFS文件系统读写操作程序的实时刷新同步，保障了记录数据不丢帧，这是国外总线记录仪所不具备的，比如配置参数要求一个记录文件大小为2M，当记录工作进行了1小时后断电，总线发生了6M和200k的数据，国外总线记录仪则只生成了3个为2M的文件，本发明Flexray总线记录仪则能够生成3个2M的文件和一个大小为200K的文件。

结构盒体具有Flexray总线接口、CAN总线接口、触发信号接口、电源接口、状态指示灯、Micro-SD卡禁锢结构接口、硬件板卡安装固定孔，各接口通过线缆对内连接硬件板卡的对应接口。其中Micro-SD卡通过结构盒体的Micro-SD卡禁锢结构接口插在硬件板卡的Micro-SD存储电路的卡座上，Micro-SD卡禁锢结构接口防止在振动情况下Micro-SD卡松动；保证了Micro-SD卡和Micro-SD卡存储电路的可靠连接和抗震性能。

本发明的总线记录仪解决了当下国内不具有Flexray总线记录仪的现状，解决了停止采集或断电等故障原因造成的数据丢失问题，可以记录掉电前的每一帧数据，为分析系统故障原因提供数据依据；同时兼容CAN总线数据记录功能，数据存储量大；记录数据按照当前符合CANoe软件的文件格式进行解析，记录数据可以通过CANoe软件进行回读和解析。总线记录仪具有通用性强、整体体积小、重量等优点；结构盒体具有减震设计，满足车载运输要求，解决了现有总线测试系统集成度低、体积庞大、不便应用于车辆实际运行工况的问题；具有适应于车辆跑车试验状态总线数据记录的功能，记录数据完整、可靠性高、置信度高；该数据可用于事后进行分析诊断、性能评估、给出维护维修建议，进而实现车辆有针对性的维护、维修，具有较好的经济效益。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (6)

1.一种总线记录仪，其特征在于，包括：

结构盒体，以及安装在结构盒体内的硬件板卡；其中，硬件板卡包括：

微处理器，用于读取存储电路中的配置文件，以及记录并存储采集的总线数据；其中，存储总线数据时，通过FATFS文件系统读写操作程序将记录结果写入文件，存储内容超过文件大小自动生成下一个文件并进行存储，每接收一帧总线上数据就将数据写入存储电路中，并进行数据刷新；其中，配置文件由上位机配置解析软件生成，包括参数文件配置功能和记录数据文件解析功能；参数文件配置功能能够选择进行Flexray总线数据记录的参数配置文件或CAN总线数据记录的参数配置，根据Flexray、CAN总线特性不同，预设不同的参数数值，完成5种不同参数配置生成参数配置文件；记录数据文件解析功能分别实现Flexray总线记录原始数据的解析以及CAN总线记录原始数据的解析；

存储电路，用于存储配置文件和采集的总线数据；

供电电路，用于为总线记录仪各用电电路提供电能；

Flexray接口电路，用于接入Flexray总线数据；

CAN接口电路，用于接入CAN总线数据。

2.如权利要求1所述的总线记录仪，其特征在于，配置文件中包括以下设置信息中的一项或多项：

总线类型、波特率、记录触发条件、过滤条件、存储文件大小。

3.如权利要求1或2所述的总线记录仪，其特征在于，所述硬件板卡还包括：

外部触发电路，用来根据预定触发条件启动总线数据记录。

4.如权利要求3所述的总线记录仪，其特征在于，所述硬件板卡还包括：

状态指示电路，通过外接状态指示灯显示总线记录仪的不同工作状态。

5.如权利要求1、2或4所述的总线记录仪，其特征在于，存储电路采用Micro-SD卡存储电路；Micro-SD卡存储电路支持插入和拔出Micro-SD卡，方便了配置文件的加入和记录数据的导出。

6.如权利要求5所述的总线记录仪，其特征在于，所述硬件板卡还包括：

绝对时间电路，用于保证记录数据的开始具体时间的准确性。