CN104022933A - 一种基于多模信号转换的车辆总线调试系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于车辆电子信息系统，具体涉及一种基于多模信号转换的车辆总线调试系统。本发明技术方案中，智能移动终端数据调试模块为多模信号转换器设置总线类型和总线参数，多模信号转换器切换为相应的总线类型，并根据设置的总线参数采集总线数据，并经信号同步适配器发送给智能移动终端，智能移动终端数据调试模块对数据采样、分析采样结果并实时显示。与现有技术相比较，该系统适应性和可扩展性好；便携性好，方便外场实验；成本低。

Description

一种基于多模信号转换的车辆总线调试系统
技术领域
本发明属于车辆电子信息系统，具体涉及一种基于多模信号转换的车辆总线调试系统。
背景技术
车辆综电和电气系统一般应用CAN、FlexRay、LIN和MOST等总线技术来进行数据传输和交换。总线技术的出现和应用极大的提高了系统中数据交换的效率和灵活性。因此可靠、方便的总线数据调试系统对于车辆综电和电气系统的研制和外场调试有很大的工程应用价值和经济效益。
随着嵌入式和移动技术的发展，目前安装有智能操作系统(比如Android、IOS，WP等)的手机、平板等消费型终端设备应用越来越广泛。这些设备一般拥有非常丰富的外部通讯接口，比如USB、蓝牙、红外和WIFI等；此外智能操作系统具有很大的开放性和很好的人机交互特性，基于其可以自由编写外部设备驱动程序和应用软件，这为我们将这些消费电子产品快速嫁接和转移到实际工程调试中带来了巨大方便。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何从车载总线调试系统适应性、可扩展性、便携性和成本等方面出发，克服现有系统的不足，提供一种基于多模信号转换的车辆总线调试系统。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于多模信号转换的车辆总线调试系统，该车辆总线调试系统包括：多模信号转换器1、信号同步适配器2以及智能移动终端数据调试模块3；
所述多模信号转换器1设置为具有多模切换功能且支持USB外设协议，用于将总线数据转换为与移动终端匹配的USB串行信号，可转换的总线信号类型包括：CAN、FlexRay、LIN、MOST；
所述信号同步适配器2用于为多模信号转换器1和智能移动终端数据调试模块3提供数据传输和交换通道；
所述智能移动终端数据调试模块3运行于智能移动终端设备，用于对信号同步适配器2传输过来的数据进行解析，并以图形方式实时的展现信号波形，对数据错误异常进行分析诊断和解决，并向总线回传数据进行调试；
其中，所述智能移动终端数据调试模块3包括：第一USB驱动模块4、数据分析与处理模块5、数据显示模块6以及参数控制模块7；
所述多模信号转换器1包括：总线控制模块8、总线驱动模块9、核心控制模块10以及第二USB驱动模块11；
本系统的工作过程包括：总线参数设置和总线数据采集调试两个过程；其中，在总线参数设置过程中，
所述多模信号转换器1用于在接入总线网络后，作为总线网络拓扑链中的一个节点进行信息的收发；
所述智能移动终端数据调试模块3的参数控制模块7用于在启动总线数据测量分析前，借助数据显示模块6设定总线网络类型和总线通信参数；
所述数据处理与分析模块5用于在移动终端输入的总线网络类型和总线通信参数确认后，对输入参数进行封装得到总线参数设置信号；
所述第一USB驱动模块4用于将封装后的总线参数设置信号发送给信号同步适配器2；
所述信号同步适配器2用于将设置信号适配后建立USB连接，发送给多模信号转换器1从而完成总线参数的设置；
完成总线参数设置后，所述智能移动终端数据调试模块3用于发送启动指令以进行总线数据采集；
所述多模信号转换器1的核心控制模块10用于为总线控制模块8设置相关的总线参数；
所述总线驱动模块9用于根据所设置的总线参数采集接收总线数据，并通过总线控制模块8将总线数据发送给核心控制模块10进行数据解析和封装；
所述第二USB驱动模块11用于将解析和封装后的总线数据发送给信号同步适配器2，智能移动终端数据调试模块3获得经信号同步适配器2转换的总线数据包后，进行总线数据的采样和解析：一方面通过持续的信号采样结果绘制总线信号波形，分析总线网络通信情况；另一方面，解析后的数据和移动终端数据库中的数据进行比对，进而实现数据错误分析诊断和数据异常解决；最后，所述车辆总线调试系统作为总线网络中的一个节点，向总线发送调试数据，以进行更精细的调试工作。
(三)有益效果
本发明技术方案中，智能移动终端数据调试模块为多模信号转换器设置总线类型和总线参数，多模信号转换器切换为相应的总线类型，并根据设置的总线参数采集总线数据，并经信号同步适配器发送给智能移动终端，智能移动终端数据调试模块通过USB口对数据采样、分析采样结果并实时显示。与现有技术相比较，该系统适应性和可扩展性好；便携性好，方便外场实验；成本低。
附图说明
图1为本发明车辆总线调试系统的结构示意图。
图2为本发明车辆总线调试系统的结构和接口框图；
图3为本发明多模信号转换器的内部功能模块框图；
图4为本发明移动终端数据调试模块的内部功能模块框图；
图5为本发明的USB主机和USB外设握手通信过程示意图。
图中：
1：多模信号转换器；2：信号同步适配器；
3：智能移动终端数据调试模块；4：第一USB驱动模块；
5：数据处理与分析模块；6：数据显示模块；7：参数控制模块；
8：总线控制模块；9：总线驱动模块；10：核心控制模块；
11：第二USB驱动模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
为解决现有技术的问题，本发明提供一种基于多模信号转换的车辆总线调试系统，如图1所示，该车辆总线调试系统包括：多模信号转换器1、信号同步适配器2以及智能移动终端数据调试模块3；
所述多模信号转换器1具有多模式切换功能，支持多种总线类型，可匹配和适应多种类型的总线信号且支持USB外设协议，用于将总线数据转换为与移动终端匹配的USB串行信号，可转换的总线信号类型包括：CAN、FlexRay、LIN、MOST等，在具体应用孵化中可根据需要扩充；
所述信号同步适配器2用于为多模信号转换器1和智能移动终端数据调试模块3提供数据传输和交换通道；
所述智能移动终端数据调试模块3运行于智能移动终端设备，用于对信号同步适配器2传输过来的数据进行解析，并以图形方式实时的展现信号波形，对数据错误异常进行分析诊断和解决，并向总线回传数据进行调试；
以基于Android操作系统的终端为例，移动终端通过USB外设模式和USB主机模式支持实现Android外设协议的各种硬件设备(本发明中指多模信号转换器)建立通信。在USB外设模式下，外部USB设备充当USB主机，这种模式给予不具备主机功能的Android终端以与USB硬件交互的能力；在USB主机模式下，Android终端扮演着主机的角色。如图5为Android终端处于主机模式下USB主机和USB外设握手通信过程的示意图，Android终端为设备提供电源，并进行数据交换。
其中，所述智能移动终端数据调试模块3包括：第一USB驱动模块4、数据分析与处理模块5、数据显示模块6以及参数控制模块7；
所述多模信号转换器1包括：总线控制模块8、总线驱动模块9、核心控制模块10以及第二USB驱动模块11；
本系统的工作过程包括：总线参数设置和总线数据采集调试两个过程；其中，在总线参数设置过程中，
所述多模信号转换器1用于在接入总线网络后，作为总线网络拓扑链中的一个节点进行信息的收发；
所述智能移动终端数据调试模块3的参数控制模块7用于在启动总线数据测量分析前，借助数据显示模块6设定总线网络类型和总线通信参数；
所述数据处理与分析模块5用于在移动终端输入的总线网络类型和总线通信参数确认后，对输入参数进行封装得到总线参数设置信号；
所述第一USB驱动模块4用于将封装后的总线参数设置信号发送给信号同步适配器2；
所述信号同步适配器2用于将设置信号适配后建立USB连接，发送给多模信号转换器1从而完成总线参数的设置；
完成总线参数设置后，所述智能移动终端数据调试模块3用于发送启动指令以进行总线数据采集；
所述多模信号转换器1的核心控制模块10用于为总线控制模块8设置相关的总线参数；
所述总线驱动模块9用于根据所设置的总线参数采集接收总线数据，并通过总线控制模块8将总线数据发送给核心控制模块10进行数据解析和封装；
所述第二USB驱动模块11用于将解析和封装后的总线数据发送给信号同步适配器2，智能移动终端数据调试模块3获得经信号同步适配器2转换的总线数据包后，进行总线数据的采样和解析：一方面通过持续的信号采样结果绘制总线信号波形，分析总线网络通信情况；另一方面，解析后的数据和移动终端数据库中的数据进行比对，进而实现数据错误分析诊断和数据异常解决；最后，所述车辆总线调试系统作为总线网络中的一个节点，向总线发送调试数据，以进行更精细的调试工作。
基于上述系统实施的方法流程包括：总线参数设置和总线数据采集调试两个过程。
在总线参数设置过程中，所述多模信号转换器1接入总线网络后，实际上是作为总线网络拓扑链中的一个节点进行信息的收发。在启动总线数据测量分析前，首先需要设定总线网络类型和总线通信参数以正确有效的进行数据采集，本发明通过智能移动终端数据调试模块3的参数控制模块7借助数据显示模块6来进行设置；移动终端参数输入确认后，通过所述数据处理与分析模块5对输入参数进行封装得到总线参数设置信号，然后由所述第一USB驱动模块4将封装后的总线参数设置信号发送给信号同步适配器2，信号同步适配器2将设置信号适配后建立USB连接，发送给多模信号转换器1从而完成总线参数的设置。
完成总线参数设置后，通过所述智能移动终端数据调试模块3发送启动指令以进行总线数据采集；多模信号转换器1的核心控制模块10为总线控制模块8设置相关的总线参数，总线驱动模块9根据所设置的总线参数采集接收总线数据，并通过总线控制模块8将总线数据发送给核心控制模块10进行数据解析和封装，然后由第二USB驱动模块11发送给信号同步适配器2，智能移动终端数据调试模块3获得经信号同步适配器2转换的总线数据包后，进行总线数据的采样和解析：一方面通过持续的信号采样结果可绘制总线信号波形，分析总线网络通信情况；另一方面，解析后的数据和移动终端数据库中的数据进行比对，进而可实现数据错误分析诊断和数据异常解决的功能；最后，本系统作为总线网络中的一个节点，可向总线发送调试数据，以进行更精细的调试工作。
该技术方案中，作为主机的终端与信号转换设备之间的通信遵循USB2.0全速规范，USB全速传输速率达480Mbps，可以以较高频率传输数据，完全满足常用车辆总线的通讯需求。相比于传统的信号测试系统，本系统具有更好的人机交互特性，可自由的定义数据调试规则和修改调试软件，有更好的适应性、可扩展性，此外使用现在广泛应用的消费型电子设备，具有更好的便携性，并且成本也得到了很好的控制。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于多模信号转换的车辆总线调试系统，其特征在于，该车辆总线调试系统包括：多模信号转换器(1)、信号同步适配器(2)以及智能移动终端数据调试模块(3)；
所述多模信号转换器(1)设置为具有多模切换功能且支持USB外设协议，用于将总线数据转换为与移动终端匹配的USB串行信号，可转换的总线信号类型包括：CAN、FlexRay、LIN、MOST；
所述信号同步适配器(2)用于为多模信号转换器(1)和智能移动终端数据调试模块(3)提供数据传输和交换通道；
所述智能移动终端数据调试模块(3)运行于智能移动终端设备，用于对信号同步适配器(2)传输过来的数据进行解析，并以图形方式实时的展现信号波形，对数据错误异常进行分析诊断和解决，并向总线回传数据进行调试；
其中，所述智能移动终端数据调试模块(3)包括：第一USB驱动模块(4)、数据分析与处理模块(5)、数据显示模块(6)以及参数控制模块(7)；
所述多模信号转换器(1)包括：总线控制模块(8)、总线驱动模块(9)、核心控制模块(10)以及第二USB驱动模块(11)；
本系统的工作过程包括：总线参数设置和总线数据采集调试两个过程；其中，在总线参数设置过程中，
所述多模信号转换器(1)用于在接入总线网络后，作为总线网络拓扑链中的一个节点进行信息的收发；
所述智能移动终端数据调试模块(3)的参数控制模块(7)用于在启动总线数据测量分析前，借助数据显示模块(6)设定总线网络类型和总线通信参数；
所述数据处理与分析模块(5)用于在移动终端输入的总线网络类型和总线通信参数确认后，对输入参数进行封装得到总线参数设置信号；
所述第一USB驱动模块(4)用于将封装后的总线参数设置信号发送给信号同步适配器(2)；
所述信号同步适配器(2)用于将设置信号适配后建立USB连接，发送给多模信号转换器(1)从而完成总线参数的设置；
完成总线参数设置后，所述智能移动终端数据调试模块(3)用于发送启动指令以进行总线数据采集；
所述多模信号转换器(1)的核心控制模块(10)用于为总线控制模块(8)设置相关的总线参数；
所述总线驱动模块(9)用于根据所设置的总线参数采集接收总线数据，并通过总线控制模块(8)将总线数据发送给核心控制模块(10)进行数据解析和封装；
所述第二USB驱动模块(11)用于将解析和封装后的总线数据发送给信号同步适配器(2)，智能移动终端数据调试模块(3)获得经信号同步适配器(2)转换的总线数据包后，进行总线数据的采样和解析：一方面通过持续的信号采样结果绘制总线信号波形，分析总线网络通信情况；另一方面，解析后的数据和移动终端数据库中的数据进行比对，进而实现数据错误分析诊断和数据异常解决；最后，所述车辆总线调试系统作为总线网络中的一个节点，向总线发送调试数据，以进行更精细的调试工作。
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