CN103856288A

CN103856288A - 用于汽车的can通讯信号校验与传输方法和系统

Info

Publication number: CN103856288A
Application number: CN201210513211.6A
Authority: CN
Inventors: 丁阳
Original assignee: Beiqi Foton Motor Co Ltd
Current assignee: Beiqi Foton Motor Co Ltd
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2032-12-04
Also published as: CN103856288B

Abstract

本发明提出一种用于汽车的CAN通讯信号校验与传输方法和系统，该方法包括：发送控制器生成控制信号和计数值；对控制信号进行验证，并生成验证信息；根据控制信号、验证信息和计数值生成第一安全校验和和CAN报文；接收控制器接收CAN报文，并提取控制信号、验证信息、计数值和第一安全校验和；当接收控制器判断CAN报文为有效报文后，根据控制信号、验证信息和计数值生成第二安全校验和；比较第一和和所述第二安全校验和；如果比较结果满足预定条件，则判断控制信号正确。根据本发明的实施例可有效地防止控制信号在发送或接收控制器内驻留或赋值时产生错误。另外，本发明实施例实现简单，适用性强。

Description

用于汽车的CAN通讯信号校验与传输方法和系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种用于汽车的CAN通讯信号校验与传输方法和系统。

背景技术

混合动力轿车普遍采用基于高速CAN（Controller Area Network，控制器局域网）通讯的分布式控制系统。负责整车扭矩管理的HCU（Hybrid ControlUnit,混合动力控制器），直接负责扭矩产生的发动机管理系统，负责电机控制的电机控制器MCU（Micro Control Unit，微控制单元）以及可以产生扭矩请求的电子稳定程序等模块之间需要进行关键扭矩控制信息的交换，这些扭矩控制信息之间通过CAN进行传输。这些关键的CAN信号在传输中一旦发生错误而无法被控制器识别，将会偏离驾驶员的意图以及主动安全功能无法发挥作用，从而严重影响车辆的安全性。

信号在一个CAN通讯系统从发生节点的产生到接收节点的使用，中间包括发送节点上层软件对信号的赋值、信号在发送RAM（控制器内存）中的贮存、将信号写入CAN报文缓冲器、CAN报文在总线上的传输、接收节点报文缓冲器、交互层软件对信号的提取、信号在接收节点RM中的贮存以及最后接收节点上层软件对该信号的使用。这些环节涉及到了控制器的上层应用软件、中间层软件以及CAN物理层。其中CAN控制器中的CRC（CyclicRedundancy Check，循环冗余校验码）以及应答等CAN本身所具有的机制可保证CAN报文在发送节点和接收节点缓冲区的正确传输，但无法保证信号从上层应用软件到报文缓冲区的正确性。另外，如果CAN控制器因故障重复发送同一报文，也无法识别。

现有技术中解决该问题一般在报文中设置循环计数器和异或校验和，但处理方式一般由底层软件对循环计数器和异或校验和进行处理，关键变量在从上层应用软件到底层CAN软件传输时仍存在数据出错的风险。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种用于汽车的CAN通讯信号校验与传输方法，该方法保证从发送控制器对信号的发送到最后接收控制器对该信号的使用的正确性。

本发明的第二个目的在于提出一种用于汽车的CAN通讯信号校验与传输系统。

为了实现上述目的，根据本发明第一方面的实施例的用于汽车的CAN通讯信号校验与传输方法包括以下步骤：A:发送控制器生成控制信号和计数值；B:对所述控制信号进行验证，并生成验证信息，其中，所述验证信息用于验证所述控制信号是否有效；C:根据所述控制信号、验证信息和计数值生成第一安全校验和；D:根据所述控制信号、验证信息、计数值和第一安全校验和生成CAN报文；E:接收控制器接收所述CAN报文，并从所述CAN报文中提取所述控制信号、验证信息、计数值和所述第一安全校验和，其中，所述计数值用于验证所述CAN报文是否为有效报文；F:当所述接收控制器判断所述CAN报文为有效报文后，根据所述控制信号、验证信息和计数值生成第二安全校验和；G:比较所述第一安全校验和和所述第二安全校验和；以及H:如果比较结果满足预定条件，则判断所述控制信号正确。

根据本发明实施例的方法，通过计数值可判断是否重复发送同一CAN报文，避免同一CAN报文的重复发送，保证传输的正确性，并在接收控制器中对控制信号进行验证信息和安全校验和的判断，可有效地防止控制信号在发送控制器或接收控制器内驻留时或赋值时产生的错误。另外，本发明实施例实现简单，适用性强。

为了实现上述目的，根据本发明第二方面的实施例的提出一种用于汽车的CAN通讯信号校验与传输系统，包括发送控制器和接收控制器，所述发送控制器和所述接收控制器通过CAN总线进行通讯，其中，所述发送控制器，用于生成控制信号和计数值，并对所述控制信号进行验证以生成验证信息，其中，所述验证信息用于验证所述控制信号是否有效，并根据所述控制信号、验证信息和计数值生成第一安全校验和，以及根据所述控制信号、验证信息、计数值和第一安全校验和生成CAN报文；所述接收控制器，用于接收所述CAN报文，并从所述CAN报文中提取所述控制信号、验证信息、计数值和所述第一安全校验和，其中，所述计数值用于验证所述CAN报文是否为有效报文，当所述接收控制器判断所述CAN报文为有效报文以后，根据所述控制信号、验证信息和计数值生成第二安全校验和，并比较所述第一安全校验和和所述第二安全校验和，以在比较结果满足预定条件时，判定所述控制信号正确。

根据本发明实施例的系统，通过计数值可判断是否重复发送同一CAN报文，避免同一CAN报文的重复发送，保证传输的正确性，并在接收控制器中对控制信号进行验证信息和安全校验和的判断，可有效地防止控制信号在发送控制器或接收控制器内驻留时或赋值时产生的错误。另外，本发明实施例的系统结构简单，适用性强。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明所述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明一个实施例的用于汽车的CAN通讯信号校验与传输方法的流程图；

图2为根据本发明一个实施例的用于汽车的CAN通讯信号校验与传输系统的结构图；

图3为根据本发明一个实施例的用于汽车的CAN通讯信号校验与传输系统的结构图；

图4为根据本发明一个实施例的用于汽车的CAN通讯信号校验与传输系统的发送控制器的处理流程示意图；以及

图5为根据本发明一个实施例的用于汽车的CAN通讯信号校验与传输系统的接收控制器的处理流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

如图1所示，为根据本发明一个实施例的用于汽车的CAN通讯信号校验与传输方法的流程图。

如图1所示，并结合图3，为根据本发明一个实施例的用于汽车的CAN通讯信号校验与传输方法的流程图，该方法包括下述步骤：

步骤S101，发送控制器生成控制信号和计数值。参见图4，在本发明的一个实施例中，为防止发送控制器上层软件产生的控制信号variable在控制器内存RAM中贮存时数据破坏或内存损坏，在该控制信号产生的同一任务中，附加产生安全校验信息，包括验证信息、计数值和第一安全校验和，从而保证控制信号传输的正确性。计数值Roll_counter在控制信号产生的同一个任务循环中被依次递增，设置计数值的目的是为了防止重复发送CAN报文。

步骤S102，对控制信号进行验证，并生成验证信息，其中，验证信息用于验证控制信号是否有效。在本发明的一个实施例中，发送控制器对控制信号的有效性进行校验，比如对传感器的诊断或者对于控制信号进行监控。验证信息则是验证控制信号是否有效的，即验证信息用于对控制信号的有效性进行校验。

步骤S103，发送控制器根据控制信号、验证信息和计数值生成第一安全校验和。在本发明的一个实施例中，为防止发送控制器上层软件产生的控制信号variable在控制器内存RAM贮存时数据破坏或内存损坏，在该控制信号variable产生的同一任务中，对该控制信号、验证信息和计数值按照一定算法进行计算产生一个附加的第一安全校验和。

步骤S104，发送控制器根据控制信号、验证信息、计数值和第一安全校验和生成CAN报文。这些信号将被发送控制器的底层软件发送到CAN总线。

步骤S105，接收控制器接收CAN报文，并从CAN报文中提取控制信号、验证信息、计数值和第一安全校验和，其中，计数值用于验证CAN报文是否为有效报文。接收控制器的交互层软件将控制信号极其附加的安全信号抽取出，这些信号在被使用之前将会贮存在接收控制器的控制器内存RAM中。参见图5所示，为接收控制器的软件设计流程图。

步骤S106，当接收控制器判断CAN报文为有效报文以后，根据控制信号、验证信息和计数值生成第二安全校验和。接收控制器计算第二安全校验和的算法和发送控制器计算第一安全校验和的算法相同。

在本发明的一个实施例中，接收控制器的上层软件对计数值Roll_counter进行判断，如果在一段时间内计数值Roll_counter一直相同，则判断该报文无效。计数值Roll_counter采用4位，每个任务执行一次值加1，到最大值后复位。在任务中计算计数值Roll_counter可有效地监控上层软件的是否处于激活状态，保证关键变量时刻处于更新中。

具体地，在步骤S106之前，还包括，接收控制器判断CAN报文是否为有效报文，进一步地，接收控制器判断所述CAN报文是否为有效报文的步骤包括：接收控制器根据计数值判断CAN报文是否为第一次接收到；如果判断CAN报文为第一次接收到，则判断发送控制器发送至接收控制器的CAN报文为有效报文；否则，判定CAN报文为无效报文，当为无效报文时，例如舍弃该报文。需要说明的是，只有在CAN报文为有效报文时，才进行后续处理。

步骤S107，比较第一安全校验和和第二安全校验和。

步骤S108，如果比较结果满足预定条件，则判断控制信号正确。否则，接收控制器判断控制信号错误，使用预设的控制信号，该预设的控制信号可由技术人员预先写入。在该实例中，如果比较结果满足预定条件至如果第一安全校验和和第二安全校验和相同，则表示满足预定条件。

根据本发明实施例的方法，通过计数值可判断是否重复发送同一CAN报文，避免同一CAN报文的重复发送，保证传输的正确性，并在接收控制器的上层软件中对控制信号进行验证信息和安全校验和的判断，可有效地防止控制信号在发送控制器或接收控制器内驻留时或赋值时产生的错误。另外，本发明实施例的方法实现简单，通用性强。

图2是根据本发明一个实施例的用于汽车的CAN通讯信号校验与传输系统的结构图。如图2所示，本发明实施例的用于汽车的CAN通讯信号校验与传输系统包括发送控制器100、接收控制器200和CAN总线300，其中，发送控制器100和接收控制器200通过CAN总线300进行通讯。

发送控制器100，用于生成控制信号和计数值。参见图4，在本发明的一个实施例中，为防止发送控制器100上层软件产生的控制信号variable在控制器内存RAM中贮存时数据破坏或内存损坏，在该控制信号产生的同一任务中，附加产生安全校验信息，包括验证信息、计数值和第一安全校验和，从而保证控制信号传输的正确性。其中，计数值用于验证CAN报文的发送次数。计数值Roll_counter在控制信号产生的同一个任务循环中被依次递增，设置计数值的目的是为了防止重复发送CAN报文。

发送控制器100，还用于对控制信号进行验证，并生成验证信息，其中，验证信息用于验证控制信号是否有效。在本发明的一个实施例中，发送控制器100对控制信号的有效性进行校验，比如对传感器的诊断或者对于控制信号进行监控。验证信息则是验证控制信号是否有效的，即验证信息用于对控制信号的有效性进行校验。

进一步地，发送控制器100根据控制信号、验证信息和计数值生成第一安全校验和。在本发明的一个实施例中，为防止发送控制器100上层软件产生的控制信号variable在控制器内存RAM贮存时数据破坏或内存损坏，在该控制信号产生的同一任务中，对该控制信号、验证信息和计数值按照一定算法进行计算产生一个附加的第一安全校验和。

进一步地，发送控制器100根据控制信号、验证信息、计数值和第一安全校验和生成CAN报文。这些信号将被发送控制器100的底层软件发送到CAN总线300。

接收控制器200接收CAN报文，并从CAN报文中提取控制信号、验证信息、计数值和第一安全校验和，其中，计数值用于验证CAN报文是否为有效报文。接收控制器200的交互层软件将控制信号极其附加的安全信号抽取出，这些信号在被使用之前将会贮存在接收控制器200的控制器内存RAM中。参见图5所示，为接收控制器200的软件设计流程图。

进一步地，当所述接收控制器200判断所述CAN报文为有效报文以后，接收控制器200根据控制信号、验证信息和计数值生成第二安全校验和。接收控制器200计算第二安全校验和的算法和发送控制器100计算第一安全校验和的算法相同。

在本发明的一个实施例中，接收控制器200的上层软件对计数值Roll_counter进行判断，如果在一段时间内计数值Roll_counter一直相同，则判断该报文无效。计数值Roll_counter采用4位，每个任务执行一次值加1，到最大值后复位。在任务中计算计数值Roll_counter可有效地监控上层软件的是否处于激活状态，保证关键变量时刻处于更新中。

具体地，接收控制器200根据控制信号、验证信息和计数值生成第二安全校验和之前，接收控制器200用于：判断CAN报文是否为有效报文，进一步地，接收控制器200根据计数值判断CAN报文是否为第一次接收到；如果判断CAN报文为第一次接收到，则判断发送控制器100发送至接收控制器200的CAN报文为有效报文；否则，判定CAN报文为无效报文，当为无效报文时，例如舍弃该报文。需要说明的是，只有在CAN报文为有效报文时，才进行后续处理。

接着，接收控制器200比较第一安全校验和和第二安全校验和；如果比较结果满足预定条件，则判断控制信号正确。否则，接收控制器200判断控制信号错误，使用预设的控制信号，该预设的控制信号例如由技术人员预先写入。在该实例中，如果比较结果满足预定条件至如果第一安全校验和和第二安全校验和相同，则表示满足预定条件。

通过本发明实施例的上述方法，通过计数值可判断是否重复发送同一CAN报文，避免同一CAN报文的重复发送，保证传输的正确性，并在接收控制器的上层软件中对控制信号进行验证信息和安全校验和的判断，可有效地防止控制信号在发送控制器或接收控制器内驻留时或赋值时产生的错误。另外，本发明实施例简单易行，具有高的适用性和通用性。

在上述示例中，发送控制器和接收控制器为混合动力控制器、发动机控制器、电机控制器等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。在本发明中，术语“多个”是指两个或两个以上。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims

1.一种用于汽车的CAN通讯信号校验与传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

A:发送控制器生成控制信号和计数值；

B:对所述控制信号进行验证，并生成验证信息，其中，所述验证信息用于验证所述控制信号是否有效；

C:根据所述控制信号、验证信息和计数值生成第一安全校验和；

D:根据所述控制信号、验证信息、计数值和第一安全校验和生成CAN报文；

E:接收控制器接收所述CAN报文，并从所述CAN报文中提取所述控制信号、验证信息、计数值和所述第一安全校验和，其中，所述计数值用于验证所述CAN报文是否为有效报文；

F:当所述接收控制器判断所述CAN报文为有效报文后，根据所述控制信号、验证信息和计数值生成第二安全校验和；

G:比较所述第一安全校验和和所述第二安全校验和；以及

H:如果比较结果满足预定条件，则判断所述控制信号正确。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤F之前，还包括：

所述接收控制器判断所述CAN报文是否为有效报文。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述接收控制器判断所述CAN报文是否为有效报文的步骤进一步包括：

所述接收控制器根据所述计数值判断所述CAN报文是否为第一次接收到；

如果判断所述CAN报文为第一次接收到，则判断所述发送控制器发送至所述接收控制器的所述CAN报文为有效报文；

否则，判定所述CAN报文为无效报文。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

I：当接收控制器判断所述CAN报文错误时，使用预设的控制信号。

5.一种用于汽车的CAN通讯信号校验与传输系统，其特征在于，包括发送控制器和接收控制器，所述发送控制器和所述接收控制器通过CAN总线进行通讯，其中，

所述发送控制器，用于生成控制信号和计数值，并对所述控制信号进行验证以生成验证信息，其中，所述验证信息用于验证所述控制信号是否有效，并根据所述控制信号、验证信息和计数值生成第一安全校验和，以及根据所述控制信号、验证信息、计数值和第一安全校验和生成CAN报文；

所述接收控制器，用于接收所述CAN报文，并从所述CAN报文中提取所述控制信号、验证信息、计数值和所述第一安全校验和，其中，所述计数值用于验证所述CAN报文是否为有效报文，当所述接收控制器判断所述CAN报文为有效报文以后，根据所述控制信号、验证信息和计数值生成第二安全校验和，并比较所述第一安全校验和和所述第二安全校验和，以在比较结果满足预定条件时，判定所述控制信号正确。

6.如权利要求5所述的通讯信号校验与传输系统，其特征在于，所述接收控制器还用于：

判断所述CAN报文是否为有效报文。

7.如权利要求6所述系统，其特征在于，所述接收控制器用于根据所述计数值判断所述CAN报文是否为第一次接收到，如果判断所述CAN报文为第一次接收到，则判断所述发送控制器发送至所述接收控制器的所述CAN报文为有效报文，否则，判定所述CAN报文为无效报文。

8.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述接收控制器还用于：

在判断所述CAN报文错误时，使用预设的控制信号。