CN103731330A - 一种标定数据通信设备及通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种标定数据通信设备及通信方法，其属于标定通信技术领域；设备包括第一通信模块，供标定数据通信设备与PC端进行数据交换；第二通信模块，供标定数据通信设备与ECU端进行数据交换；封装模块，连接于第一通信模块和第二通信模块之间，用于将标定数据通信设备中传输的数据封装在CAN总线数据帧中；方法包括：检测通信设备的通信状态；若处于正常通信状态，则转至步骤2；否则返回处理出错的信号并退出；PC端向通信设备发送指令；通信设备将指令封装在CAN数据帧内并传输；ECU端向通信设备发送应答数据；通信设备将应答数据封装在CAN数据帧内并传输。上述技术方案的有益效果是：克服了不灵活性，提升了硬件支持，从而降低了成本。

Description

一种标定数据通信设备及通信方法

技术领域

本发明涉及标定通信技术领域，尤其涉及一种标定数据通信设备及通信方法。

背景技术

标定技术是一种使用在多个硬件领域内的技术。以车辆系统为例，在一个电子控制系统软件和硬件模式基本确定的前提下，发动机能否发挥出最好的性能，基本上取决于电子控制系统（ECU，Electronic Control Unit）与发动机的匹配是否成功。所谓匹配标定（Calibration），就是通过对安装了电子控制系统的汽油机进行喷油特性、点火提前特性、怠速稳定性以及瞬态过度工况下各参数的综合试验，使电子控制系统在试验中获取最佳控制数据，从而使由该控制系统精确控制下的汽油机在动力性、经济性及排放性能等方面均获得令人满意的效果。标定技术也可以使用在其他硬件设备上，例如对摄像机进行标定，以设置最适合于该摄像机的参数等。

具体而言，一个匹配标定系统的工作流程是这样的：安装有标定软件的PC端向ECU端发送测试执行测试的控制指令，ECU端对发动机进行测试后向PC端返回相应的测试结果；PC端根据测试结果向ECU端发送标定指令，即根据测试结果确定硬件设备上各参数的设置，ECU端根据标定指令设置硬件设备的上述参数，并完成整个标定过程。

但是，由于标定软件对于ECU的操作需要硬件连接，而不同公司生产的ECU的通信连接依赖于不同类型的硬件设备，因此现有技术中各标定软件在销售和使用时都捆绑有具体的硬件通信设备，但是这样一来对于标定软件的使用成本就大幅提高，且使用起来并不灵活，一款标定软件往往需要配备专用的承载设备（如PC）以及专用的外围设备（如电源线、连接线等）才能得到应用。

中国专利（CN101661617）公开了一种摄像机的标定方法及装置，为实现摄像机的在线标定，并提高摄像机标定的精确度而发明。其中，所述方法包括：利用包含有标定参照物的初始图像，对摄像机进行初始标定，获取摄像机的初始标定参数；获取所述已进行初始标定的初始图像与待标定图像的匹配特征参数，其中所述待标定图像是在摄像机参数发生变化时获取的，且所述待标定图像不包括所述标定参照物；利用所述摄像机的初始标定参数及匹配特征参数，对所述待标定图像进行标定，获取摄像机新的标定参数。上述技术方案仅涉及了对标定过程的描述，并不能解决现有技术中对于标定通信技术领域中的相关问题。

中国专利（CN202083556U）公开了一种车用标定系统，包括：汽车的OBD系统；OBD接口，OBD接口与OBD系统相连；和标定设备，标定设备的正极通过第一导线与所述OBD接口的电源端子相连，标定设备的负极通过第二导线与所述OBD接口的接地端子相连，且标定设备的CAN总线第一输入端通过第一数据线与所述OBD接口的CAN总线第一输出端子相连，标定设备的CAN总线第二输入端通过第二数据线与OBD接口的CAN总线第二输出端子相连。上述技术方案仍然只是涉及到对标定系统的描述，该标定系统的设计为了解决导线过长所引起的供电不稳定的问题，因此无法解决现有技术中存在的问题。

发明内容

根据现有技术中存在的问题，现提供一种标定数据通信设备及通信方法，具体包括：

一种标定数据通信设备，适用于硬件设备标定系统中；所述硬件设备标定系统采用CAN总线网络实现数据传输；所述硬件设备标定系统包括PC端、ECU端和多个硬件设备端；所述PC端向所述ECU端发送指令，以控制所述ECU端设置所述硬件设备端的参数；

其中，

所述标定数据通信设备连接在所述PC端和所述ECU端之间；所述PC端通过所述标定数据通信设备与所述ECU端之间收发数据；

包括：

第一通信模块，供所述标定数据通信设备与所述PC端进行数据交换；

第二通信模块，供所述标定数据通信设备与所述ECU端进行数据交换；

封装模块，连接于所述第一通信模块和所述第二通信模块之间，用于将所述标定数据通信设备中传输的数据封装在CAN总线数据帧中。

优选的，该标定数据通信设备，其中，当所述PC端向所述ECU端发送测量指令时，所述封装模块将所述测量指令封装在所述CAN总线数据帧中，随后通过所述第二通信模块传输至所述ECU端。

优选的，该标定数据通信设备，其中，当所述ECU端根据所述测量指令向所述ECU端返回相应的测量数据时，所述封装模块将所述测量数据封装在所述CAN总线数据帧中，随后通过所述第一通信模块传输至所述PC端。

优选的，该标定数据通信设备，其中，当所述PC端根据所述测量数据向所述ECU端发送相应的参数设置指令时，所述封装模块不对所述参数设置指令进行封装。

一种标定数据通信方法，适用于硬件设备标定系统中；所述硬件设备标定系统采用CAN总线网络实现数据传输；所述硬件设备标定系统包括了PC端、ECU端和多个硬件设备端；所述PC端向所述ECU端发送指令，以控制所述ECU端设置所述硬件设备端的参数；

其中，

在所述PC端与所述ECU端之间设置一标定数据通信设备；所述标定数据通信设备包括了第一通信模块、第二通信模块和封装模块；所述PC端通过所述第一通信模块与所述标定数据通信设备连接；所述ECU端通过所述第二通信模块与所述标定数据通信设备连接；所述封装模块连接在所述第一通信模块和所述第二通信模块之间；

所述标定数据通信方法具体包括：

步骤1，所述PC端检测所述标定数据通信设备的通信状态；

若所述标定数据通信设备处于正常通信状态，则转至步骤2；

若所述标定数据通信设备未处于正常通信状态，则向所述PC端返回处理出错的信号，随后退出；

步骤2，所述PC端向所述标定数据通信设备发送指令；所述标定数据通信设备将所述指令封装在一CAN数据帧内并向所述ECU端传输；

步骤3，所述ECU端根据所述指令向所述标定数据通信设备发送应答数据；所述标定数据通信设备将所述应答数据封装在一CAN数据帧内并向所述PC端传输。

优选的，该标定数据通信方法，其中，

所述步骤1具体包括：

步骤11，所述PC端对所述标定数据通信设备进行初始化；

若所述标定数据通信设备初始化成功，则转至步骤12；

若所述标定数据通信设备初始化失败，则返回给所述PC端处理失败的信号；随后退出；

步骤12，所述PC端检测对所述第一通信模块和所述第二通信模块进行初始化；

若所述第一通信模块或所述第二通信模块初始化失败，则返回给所述PC端处理失败的信号；随后退出；

若所述第一通信模块和所述第二通信模块均初始化成功，则转至步骤13；

步骤13，所述PC端检测所述第一通信模块和所述第二通信模块的通信状态；

若所述第一通信模块和所述第二通信模块均处于正常的通信状态下，则转至所述步骤2；

若所述第一通信模块或所述第二通信模块未处于正常的通信状态下，则返回给所述PC端处理失败的信号；随后退出。

优选的，该标定数据通信方法，其中，所述步骤13中，所述PC端检测所述第一通信模块和所述第二通信模块的通信状态的方法具体包括：

步骤131，所述PC端检测所述第一通信模块和所述第二通信模块中是否包括有残留的数据；

若所述第一通信模块或所述第二通信模块中包括有残留的数据，则所述PC端清除残留的数据，随后转至步骤132；

若所述第一通信模块和所述第二通信模块中均不包括残留的数据，则转至步骤132；

步骤132，所述PC端检测所述第一通信模块和所述第二通信模块是否能够正常通信；

若所述第一通信模块和所述第二通信模块均能正常通信，则转至所述步骤2；

若所述第一通信模块或所述第二通信模块不能正常通信，则返回给所述PC端处理出错的信号；随后退出。

优选的，该标定数据通信方法，其中，所述步骤131中，当所述第一通信模块或所述第二通信模块中包括有残留的数据时，所述PC端清除残留的数据：

若残留的数据被清除，则转至所述步骤132；

若残留的数据未被清除，则返回给所述PC端处理出错的信号；随后退出。

优选的，该标定数据通信方法，其中，所述数据中包括一用于标志位；

所述步骤3中，当所述标定数据通信设备接收来自所述ECU端的数据时，首先对所述标志位进行判断；

若所述标志位匹配于一预设的标志位，则所述封装模块将所述数据封装在所述CAN数据帧中；

若所述标志位不匹配于所述预设的标志位，则所述标定数据通信设备不对所接收到的数据进行处理。

优选的，该标定数据通信方法，其中，所述预设的标志位匹配于所述PC端发送的指令。

优选的，该标定数据通信方法，其中，所述步骤2和所述步骤3中：

当所述PC端通过所述标定数据通信设备向所述ECU端发送测量指令时，所述封装模块对所述测量指令进行封装；

当所述ECU端根据所述测量指令，通过所述标定数据通信设备向所述PC端发送相应的测量数据时，所述封装模块对所述测量指令进行封装；

当所述PC端根据所述测量数据，通过所述标定数据通信设备向所述ECU端发送相应的参数指令时，所述封装模块不对所述参数指令进行封装。

上述技术方案的有益效果是：克服了标定软件捆绑具体硬件通信设备使用因而产生的不灵活性，提升了对硬件设备的通用支持，加快了不同硬件的支持开发进度，提高了开发效率，从而降低了开发和使用的成本。

附图说明

图1是本发明的较佳的实施例中，一种标定数据通信设备的结构示意图；

图2是本发明的较佳的实施例中，传输标定数据的操作过程示意图；

图3是本发明的较佳的实施例中，传输标定数据的时序示意图；

图4是本发明的较佳的实施例中，一种标定数据通信方法的总体流程示意图；

图5-6是本发明的较佳的实施例中，标定数据通信方法的具体流程示意图；

图7是本发明的较佳的实施例中，ECU端发送的应答数据的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

传统的标定数据传输技术，往往需要配备相应的硬件通信设备，包括了用于操作标定软件的计算机设备（PC端），以及用于将PC端与ECU端连接的其他外围电路等。一个标定软件往往配备了专门的硬件通信设备，因此造成了使用标定软件时往往捆绑了专门的具体硬件，因此无法灵活应用的问题。为了解决上述问题，本发明的较佳的实施例中，提出了一种标定数据通信设备的技术方案，如图1所示。该标定数据通信设备设置于PC端与ECU端之间，即PC端和ECU端通过标定数据通信设备进行标定数据的传输。同时，ECU端连接多个需要进行标定匹配的多个硬件设备。

本发明的较佳的实施例中，仍然如图1所示，上述标定数据通信设备内包括了第一通信模块、第二通信模块和封装模块；标定数据通信设备通过第一通信模块连接上述PC端，并通过第二通信模块连接上述ECU端；上述封装模块连接在第一通信模块和第二通信模块之间。本发明的较佳的实施例中，PC端通过第一通信模块与标定数据通信设备之间进行数据交换；同样的，ECU端通过第二通信模块与标定数据通信设备之间进行数据交换。

由于在标定系统中采用的是CAN总线通信，但是标定系统中无论是PC端还是ECU端，所发送的数据均为CCP协议（CAN Calibration Protocol，基于CAN总线的标定协议）下的CCP数据，该数据无法直接在CAN总线网络中传输。因此，本发明的较佳的实施例中，采用封装模块将上述CCP数据封装在CAN数据帧中，以将CCP数据“伪装”成CAN数据在CAN总线网络中传输。

本发明的较佳的实施例中，进一步地，如图2所示，当使用者在PC端上创建一个标定事项（即创建一个工程）后，使用者通过PC端向ECU端发送相应的测量指令（或者测量指令组）。PC端将该测量指令通过标定数据通信设备发送至ECU端。如图3所示，标定数据通信设备中的数据传输过程遵从CCP协议，并通过内部的通信模块（第一通信模块和第二通信模块）发送至ECU端。ECU端根据该测量指令，通过标定数据通信设备发送相应的测量数据给PC端；PC端解析测量数据，处理得到相应的参数指令（即用于设置硬件设备的标定参数的指令），并通过标定数据通信设备将该参数指令发送至ECU端，以供ECU端控制下连的多个硬件设备更改标定参数。至此，完成了一次完整的匹配标定过程。

本发明的较佳的实施例中，如图3所示，UI即PC端的操作界面；PC端产生通讯指令后，将该指令传至标定数据通信设备中，经过封装模块（CCP协议栈）进行了封装，并将封装后的CAN数据帧通过底层的通信模块发送至ECU端（本发明的较佳的实施例中，底层的通信模块即包括了第一通信模块和第二通信模块；图4仅为表达标定数据传输与处理情况的时序图，并不涉及标定数据通信设备的硬件结构）。同样地，当ECU端向PC端发送作为应答数据的测量数据时，一样需要经过封装。而本发明的较佳的实施例中，当PC端向ECU端发送由测量数据处理得到的相应的参数指令时，标定数据通信设备无需对该参数指令进行封装。

本发明的较佳的实施例中，如图4所示为采用上述标定数据通信设备实现的标定数据通信方法，具体包括：

步骤1，PC端检测标定数据通信设备的通信状态；

若标定数据通信设备处于正常通信状态，则转至步骤2；

若标定数据通信设备未处于正常通信状态，则向PC端返回处理出错的信号，随后退出；

步骤2，PC端向标定数据通信设备发送指令；标定数据通信设备将指令封装在一CAN数据帧内并向ECU端传输；

步骤3，ECU端根据指令向标定数据通信设备发送应答数据；标定数据通信设备将应答数据封装在一CAN数据帧内并向PC端传输。

本发明的较佳的实施例中，如上文中所述，由于标定过程传输的为CCP数据，而CAN总线网络中传输的为CAN数据，因此需要对CCP数据做一定转换，以封装在CAN数据帧中进行传输。

本发明的较佳的实施例中，如图5所示为对上述步骤1的具体描述：

步骤11，PC端对标定数据通信设备进行初始化；

若标定数据通信设备初始化成功，则转至步骤12；

若标定数据通信设备初始化失败，则返回给PC端处理失败的信号；随后退出；

本发明的较佳的实施例中，当标定数据通信设备初始化成功后，PC端关闭标定数据通信设备对于上一次通信时产生的业务，以保证该标定数据通信设备专注于实现本次数据通信。

步骤12，PC端检测对第一通信模块和第二通信模块进行初始化；

若第一通信模块或第二通信模块初始化失败，则返回给PC端处理失败的信号；随后退出；

若第一通信模块和第二通信模块均初始化成功，则转至步骤13；

本发明的较佳的实施例中，当第一通信模块与第二通信模块均初始化成功后，PC端关闭上述两个通信模块相对于上一次通信时产生的业务，以保证通信通道专注于实现本次数据通信。

步骤13，PC端检测第一通信模块和第二通信模块的通信状态；

若第一通信模块和第二通信模块均处于正常的通信状态下，则转至步骤2；

若第一通信模块或第二通信模块未处于正常的通信状态下，则返回给PC端处理失败的信号；随后退出。

如图6所示，本发明的较佳的实施例中，对上述步骤13做了具体描述：

步骤131，PC端检测第一通信模块和第二通信模块中是否包括有残留的数据；

若第一通信模块或第二通信模块中包括有残留的数据，则PC端清除残留的数据，随后转至步骤132；

若第一通信模块和第二通信模块中均不包括残留的数据，则转至步骤132；

本发明的较佳的实施例中，由于上次通信可能会在通信通道内剩下残留的数据，因此，需要对通信通道进行清理，以清除残留的数据。

本发明的较佳的实施例中，当清除残留的数据失败时（即经过清除后，通信通道内仍然残留有数据，或者无法清除残留在通信通道内的数据），返回给PC端处理出错的信号，随后退出；相应地，当残留的数据被清除时，转至上述步骤132。

步骤132，PC端检测第一通信模块和第二通信模块是否能够正常通信；

若第一通信模块和第二通信模块均能正常通信，则转至步骤2；

若第一通信模块或第二通信模块不能正常通信，则返回给PC端处理出错的信号；随后退出。

本发明的较佳的实施例中，所谓获取通信状态，主要是指检测第一通信模块和第二通信模块是否堵塞，或者存在其他无法进行数据传输的情况。若两个通信模块所构成的通信通道畅通，则返回给PC端能够正常通信的信号，随后进行下一步流程。若两个通信模块所构成的通信通道不畅通，则不再检测发生了什么具体的问题，直接返回给PC端无法正常通信的信号，并退出。

本发明的较佳的实施例中，当ECU端向PC端发送应答数据时（即对应于测量指令的测量数据），该应答数据上设置有一标志位，具体地，由CCP协议规定的，如图7所示，第一个字节PID定义了应答数据的类型（即标志位）；第2个字节为命令返回/错误代码ERR(Command Return-/Error Code)，第3字节CTR是命令计数器，其后就是参数数据。当标定数据通信设备接收到该应答数据时，首先将标志位与一预设的标志位进行匹配。由于该预设的标志位由PC端所发送的指令决定（进一步地，由PC端发送的测量指令决定），因此，当应答数据的标志位能够匹配于该预设的标志位时，说明该应答数据为PC端所需要的数据，此时标定数据通信设备才开始对该应答数据进行处理，包括进行封装和传输动作。

本发明的较佳的实施例中，标定数据采用的数据库文件类型为A2L文件类型。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种标定数据通信设备，适用于硬件设备标定系统中；所述硬件设备标定系统采用CAN总线网络实现数据传输；所述硬件设备标定系统包括PC端、ECU端和多个硬件设备端；所述PC端向所述ECU端发送指令，以控制所述ECU端设置所述硬件设备端的参数；

其特征在于，

所述标定数据通信设备连接在所述PC端和所述ECU端之间；所述PC端通过所述标定数据通信设备与所述ECU端之间收发数据；

包括：

第一通信模块，供所述标定数据通信设备与所述PC端进行数据交换；

第二通信模块，供所述标定数据通信设备与所述ECU端进行数据交换；

封装模块，连接于所述第一通信模块和所述第二通信模块之间，用于将所述标定数据通信设备中传输的数据封装在CAN总线数据帧中。

2.如权利要求1所述的标定数据通信设备，其特征在于，当所述PC端向所述ECU端发送测量指令时，所述封装模块将所述测量指令封装在所述CAN总线数据帧中，随后通过所述第二通信模块传输至所述ECU端。

3.如权利要求2所述的标定数据通信设备，其特征在于，当所述ECU端根据所述测量指令向所述ECU端返回相应的测量数据时，所述封装模块将所述测量数据封装在所述CAN总线数据帧中，随后通过所述第一通信模块传输至所述PC端。

4.如权利要求3所述的标定数据通信设备，其特征在于，当所述PC端根据所述测量数据向所述ECU端发送相应的参数设置指令时，所述封装模块不对所述参数设置指令进行封装。

5.一种标定数据通信方法，适用于硬件设备标定系统中；所述硬件设备标定系统采用CAN总线网络实现数据传输；所述硬件设备标定系统包括了PC端、ECU端和多个硬件设备端；所述PC端向所述ECU端发送指令，以控制所述ECU端设置所述硬件设备端的参数；

其特征在于，

在所述PC端与所述ECU端之间设置一标定数据通信设备；所述标定数据通信设备包括了第一通信模块、第二通信模块和封装模块；所述PC端通过所述第一通信模块与所述标定数据通信设备连接；所述ECU端通过所述第二通信模块与所述标定数据通信设备连接；所述封装模块连接在所述第一通信模块和所述第二通信模块之间；

所述标定数据通信方法具体包括：

步骤1，所述PC端检测所述标定数据通信设备的通信状态；

若所述标定数据通信设备处于正常通信状态，则转至步骤2；

若所述标定数据通信设备未处于正常通信状态，则向所述PC端返回处理出错的信号，随后退出；

步骤2，所述PC端向所述标定数据通信设备发送指令；所述标定数据通信设备将所述指令封装在一CAN数据帧内并向所述ECU端传输；

步骤3，所述ECU端根据所述指令向所述标定数据通信设备发送应答数据；所述标定数据通信设备将所述应答数据封装在一CAN数据帧内并向所述PC端传输。

6.如权利要求5所述的标定数据通信方法，其特征在于，

所述步骤1具体包括：

步骤11，所述PC端对所述标定数据通信设备进行初始化；

若所述标定数据通信设备初始化成功，则转至步骤12；

若所述标定数据通信设备初始化失败，则返回给所述PC端处理失败的信号；随后退出；

步骤12，所述PC端检测对所述第一通信模块和所述第二通信模块进行初始化；

若所述第一通信模块或所述第二通信模块初始化失败，则返回给所述PC端处理失败的信号；随后退出；

若所述第一通信模块和所述第二通信模块均初始化成功，则转至步骤13；

步骤13，所述PC端检测所述第一通信模块和所述第二通信模块的通信状态；

若所述第一通信模块和所述第二通信模块均处于正常的通信状态下，则转至所述步骤2；

若所述第一通信模块或所述第二通信模块未处于正常的通信状态下，则返回给所述PC端处理失败的信号；随后退出。

7.如权利要求6所述的标定数据通信方法，其特征在于，所述步骤13中，所述PC端检测所述第一通信模块和所述第二通信模块的通信状态的方法具体包括：

步骤131，所述PC端检测所述第一通信模块和所述第二通信模块中是否包括有残留的数据；

若所述第一通信模块或所述第二通信模块中包括有残留的数据，则所述PC端清除残留的数据，随后转至步骤132；

若所述第一通信模块和所述第二通信模块中均不包括残留的数据，则转至步骤132；

步骤132，所述PC端检测所述第一通信模块和所述第二通信模块是否能够正常通信；

若所述第一通信模块和所述第二通信模块均能正常通信，则转至所述步骤2；

若所述第一通信模块或所述第二通信模块不能正常通信，则返回给所述PC端处理出错的信号；随后退出。

8.如权利要求7所述的标定数据通信方法，其特征在于，所述步骤131中，当所述第一通信模块或所述第二通信模块中包括有残留的数据时，所述PC端清除残留的数据：

若残留的数据被清除，则转至所述步骤132；

若残留的数据未被清除，则返回给所述PC端处理出错的信号；随后退出。

9.如权利要求6所述的标定数据通信方法，其特征在于，所述数据中包括一用于标志位；

所述步骤3中，当所述标定数据通信设备接收来自所述ECU端的数据时，首先对所述标志位进行判断；

若所述标志位匹配于一预设的标志位，则所述封装模块将所述数据封装在所述CAN数据帧中；

若所述标志位不匹配于所述预设的标志位，则所述标定数据通信设备不对所接收到的数据进行处理。

10.如权利要求9所述的标定数据通信方法，其特征在于，所述预设的标志位匹配于所述PC端发送的指令。

11.如权利要求6所述的标定数据通信方法，其特征在于，所述步骤2和所述步骤3中：

当所述PC端通过所述标定数据通信设备向所述ECU端发送测量指令时，所述封装模块对所述测量指令进行封装；

当所述ECU端根据所述测量指令，通过所述标定数据通信设备向所述PC端发送相应的测量数据时，所述封装模块对所述测量指令进行封装；

当所述PC端根据所述测量数据，通过所述标定数据通信设备向所述ECU端发送相应的参数指令时，所述封装模块不对所述参数指令进行封装。

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