CN104156565B - 基于离线can总线数据的系统状态分析方法及分析装置 - Google Patents

Abstract

一种基于CAN总线数据的系统状态分析方法，包括以下步骤：S1、首先通过特征值及特征信息对大量CAN总线数据进行筛选；然后将筛选后的数据按照信号类型的不同进行分类；S2、按照数据解析规则，完成原始数据帧到具体实际意义的实验数据的解析过程；S3、首先将解析完成的实验数据按照数据流绘制成曲线；然后剔除流程无关信息，保留相关信息，并采用流程隔片对信息流进行分割；其次完成流程相关信息参数的分析比较；最后以输出实验报告、特征参数的形式反馈给专家系统进行进一步分析，本发明基于CAN总线数据的系统分析，实现了对系统的自动分析，节省了人力成本和时间成本，同时提高了系统分析的可靠性。

Description

基于离线CAN总线数据的系统状态分析方法及分析装置

技术领域

本发明涉及数据分析领域，特别是涉及一种基于数据的系统分析方法及分析装置。

背景技术

随着电子信息技术和总线技术的发展，信息化战争的需要，武器型号的信息化水平不断提高，CAN总线协议已经广泛运用于信息化武器型号的信息交互、通信中。伴随着信息化武器的调试、使用，过程中将产生大量的过程数据，通过对过程数据的分析将有助于对信息化武器状态的深入了解、正确识别控制过程正确性、为武器系统进一步优化指明方向。因此大量的过程数据是进行武器系统深入研究的宝贵资源。

对信息化武器发射平台系统所产生的离线CAN总线数据进行处理。信息化武器发射平台系统是武器导弹发射的主要平台载体，为武器导弹的顺利发射提供保障。信息化武器发射平台需要完成平台调平、导弹起竖及导弹回收等流程动作。每次系统试验之后，存储了大量的离线CAN总线数据，该总线数据以十六进制记录了大量的系统流程控制信息及状态反馈信息。由于测试设备，关注重点及数据文件的不同，设计人员通常需要针对特定的测试流程及测试对象(如，电压、电流、流量等不同对象)设计不同的分析方法。以导弹起竖流程为例，该流程的总线数据以十六进制的形式记录了动作中所有参数变量，设计人员需要从大量的系统数据中筛选出用于起竖的系统压力、流量以及各个电磁阀通电断电时刻等相关变量参数对该流程状态进行分析。不同流程相关参数及分析方法的差异性导致设计人员需要投入更多时间、精力。不可避免的引入人为错误，由于设计人员精力限制，导致数据处理结果的可信度、实时性将大幅度下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于离线CAN总线数据的系统状态分析方法，用于解决上述技术问题；

本发明还提供了一种基于离线CAN总线数据的系统状态分析装置，用于解决上述技术问题。

本发明一种基于离线CAN总线数据的系统状态分析方法，包括以下步骤：

S1、系统数据特征归类，首先通过特征值及特征信息对大量CAN总线数据进行筛选；然后将筛选后的数据按照信号类型的不同进行分类；

S2、CAN总线数据帧解析，即按照统一数据解析规则，完成原始数据帧到具体实际意义的实验数据的解析过程；

S3、系统分析，首先将解析完成的实验数据按照数据流绘制成曲线；然后剔除流程无关信息，保留相关信息，并采用流程隔片对信息流进行分割；其次完成流程相关信息参数的分析比较；最后以输出实验报告、特征参数的形式反馈给专家系统进行进一步分析。

所述步骤S1中将筛选后的数据按照信号类型分为模拟量反馈数据、开关量反馈数据、系统流程数据。

所述步骤S1中的CAN总线数据筛选包括以下步骤：

a1、读取CAN总线数据文件指针并置于文件开始；

a2、读取一行文件数据；

a3、判断是否到达文件尾部；如果已经到达文件尾部则保存筛选后的文件并结束筛选，如果没有到达文件尾部，则进入步骤a4 ；

a4、遍历上述读取行，去除连续重复空格；

a5、按照空格字符对行字符串进行截断，并将截断字符串加入数组变量fileData；

a6、判断数组fileData的长度是否大于7，如果不大于则将文件指针下移并且返回步骤a2，如果大于则继续步骤a7；

a7、判断第三位数组是否为十六进制特征字符， 如果是则将文件指针下移并且返回步骤a2，如果不是则继续步骤a8；

a8、判断总线CAN帧数据标准长度与总线CAN帧数据长度是否相等，如果不相等则将文件指针下移并且返回步骤a2，如果相等则继续步骤a9；

a9、将步骤a8中得到的总线CAN帧数据的数据时间、CAN通道ID、CAN帧数据ID、 CAN传输方向、CAN长度、CAN帧数据分别存入相应的数组中。

所述步骤S1中按照信号类型的不同进行分类包括以下步骤：

b1、读取过滤后数据文件，并将文件指针置于数据文件开始；

b2、读取规则配置文件；

b3、判断文件指针是否达到数据文件结尾，如达到结尾则保存解析后数据并退出程序，如果没有则继续流程b4；

b4、读取一帧CAN帧数据并提取该CAD帧ID信息，从规则配置文件中提取一条规则；

b5、判断CAN帧ID是否与规则信息ID匹配，若不匹配则更换下一条规则信息，若匹配则执行b6；

b6)、将从匹配的规则信息中提取CAN帧ID对应的变量名称赋值给所述CAN帧数据，完成CAN帧数据到对应系统变量的转换以及归类；

所述步骤S2中的CAN总线数据帧解析包括以下步骤：

c1、读取CAN帧数据；

c2、读取CAN帧ID并按照规则转化为系统变量；

c3、提取数据时间CANtime，并将其以秒为单位格式化；

c4、按照规则提取CAN帧Data数据中有效位；并将十六进制或二进制转换为十进制数值；

c5、按照规则缩放系数对十进制数值进行缩放处理，保存于变量CANdata中。

c6、将CANtime、CANdata以结构体进行打包，成为一个结构数据组。

所述步骤S3中的系统分析包括如下步骤：

d1、以时间为横坐标，系统参数为纵坐标绘制系统参数变化曲线，并沿时间轴向按照系统流程将曲线截断成若干片段；

d2、取步骤d1中某一片段区间，提取相同流程区间内相同系统参数的多次测量值，并根据测量数值以时间为横轴重叠绘制出相应的多条曲线，形成包络进行分析；

d3、整理步骤d2得到的系统特征值及其分析结果，以Word报告的形式上传给专家系统进行进一步的分析。

一种基于离线CAN总线数据的系统状态分析装置，包括：

CAN总线数据归类器，用于根据CAN总线数据的特征值以及特征信息对大量CAN总线数据进行筛选，并且将筛选后的数据按照信号类型的不同进行分类；

CAN总线数据帧解析器，用于按照预设的数据解析规则，完成原始数据帧到具有实际意义的实验数据的解析；

系统分析器，用于将解析完成的实验数据按照数据流绘制成曲线，剔除系统无关信息，保留相关信息，并采用流程隔片对信息流进行分割，完成流程相关信息参数的分析比较，最后根据分析比较结果，作出实验报告以及特征参数报告。

所述CAN总线数据归类器包括：

CAN总线数据读取器，用于逐行读取CAN总线数据，并且每读一行都判断是否已经读到文件的结尾；

CAN总线数据处理器，用于遍历CAN总线数据读取器读取的文件数据，去除数据中的连续空格，按照空格字符对行字符串进行截断，并将截断字符串写入数组变量fileData；

数据判断决策器，用于判断：1)数组fileData的长度是否大于7；2)数组fileData的第三位数组是否为十六进制特征字符；3)总线CAN帧数据标准长度与总线CAN帧数据长度是否相等；以此三个条件准确的筛选出总线CAN帧数据；

总线CAN帧数据分存器，用于将总线CAN帧数据的数据时间、CAN通道ID、CAN帧数据ID、CAN传输方向、CAN长度、CAN帧数据分别存入相应的数组中。

所述CAN总线数据归类器，还包括：

文件读取器，用于读取经数据判断决策器筛选的数据文件和规则配置文件；

文件判读器，用于判断是否读到数据文件的结尾，并作出相应的动作；

ID匹配归类器，用于得到与CAN帧数据的ID相匹配的规则配置文件中的ID信息，将配置文件中的ID信息对应的系统变量名赋值给所述CAN帧数据，同时将所述CAN帧数据归类。

所述CAN总线数据帧解析器，包括：

CAN帧数据读取器，用于读取CAN帧数据；

ID匹配归类处理器，用于将CAN帧数据读取器读取的CAN帧数据转化成相应的系统变量；

时间格式化器，用于将数据时间CANtime以秒进行格式化；

转化增益器，用于将CAN帧Data数据中的有效位转化成十进制，并且将转化后的十进制数值按照预设缩放规则进行缩放后赋值给变量CANdata；

数据整合器，用于将上述CANtime、CANdata以结构体进行打包，形成一个结构数据组。

所述系统分析器，包括：

曲线生成器，用于以时间为横坐标，系统参数为纵坐标生成曲线，并且沿时间轴向按照系统流程将所述曲线截断成若干片段；

包络分析仪，用于对由所述曲线生成器生成的曲线的某一流程区间内相同系统参数的多次测量绘制出的多条曲线形成的包络进行分析，并以Word报告的形式输出结果。

本发明基于CAN总线数据的系统分析，实现了对系统的自动分析，节省了人力成本和时间成本，同时避免了设计人员针对不同测试流程及测试对象设计不同的分析方法而引入人为误差，提高了系统分析的可靠性。

下面结合附图对本发明的基于离线CAN总线数据的系统状态分析方法作进一步说明。

附图说明

图1为系统数据筛选流程示意图；

图2为系统总线CAN帧数据分类流程示意图；

图3为系统总线CAN帧数据解析流程示意图；

图4为规则配置文件的配置方法列表；

图5为系统参数变化曲线图；

图6为特定流程内系统电流、系统电压变化曲线图；

图7为本发明基于离线CAN总线数据的系统状态分析装置框图；

图8示出CAN总线数据归类器内部结构的一个例子；

图9示出CAN总线帧数据解析器内部结构的一个例子。

具体实施方式

本发明的技术方案为：

通过特征值及特征信息对大量离线CAN总线数据进行筛选，筛选出目标数据，将筛选出的目标数据按照信号类型不同进行分类，可分为模拟量信息、开关量信息、流程量信息，即完成系统数据特征归类(本步骤中通过规则配置文件对系统变量进行分类，将连续的具有一定范围的参数变量划分为模拟量，如系统压力，系统流量，系统电压，系统电流等参数；将取值仅为某几个特定状态之一的参数变量划分为开关量，如系统电磁阀通电断电状态参数，系统到位开关触发未触发状态参数等；同时将代表系统流程状态的特殊帧划分为系统流程量，如系统平台调平流程开始、平台调平流程结束、导弹起竖流程开始、导弹起竖流程结束等)。

按照设定的数据解析规则完成目标数据到具有实际意义实验数据的解析，即完成目标数据帧解析；

将解析完成的实验数据按照数据流绘制成曲线，剔除流程无关信息，保留相关信息，并采用流程隔片(所谓流程隔片，即为系统不同的工作流程的时间界限，如导弹起竖开始时刻隔片，导弹起竖结束时刻隔片)对信息流进行分割，完成流程相关信息参数的分析比较，以输出实验报告、特征参数形式反馈专家系统进行进一步分析，完成系统状态分析。

系统每次运行试验时的系统状态由多组传感器反馈进行表示，表现为系统测量记录的大量的离线CAN总线数据，离线CAN总线数据包括数据包头信息、总线状态信息、总线CAN 帧数据、总线错误数据四大类数据信息，其中只有总线CAN帧数据为进行系统分析的有效信息(即目标数据)，需要将其筛选出来，具体系统数据筛选流程如图1所示：

首先获取离线CAN总线数据文件路径；

读取离线CAN总线数据文件指针并置于文件开始；

读取一行离线CAN总线数据文件；

判断指针是否到达离线CAN总线数据文件尾部；如果判断指针已经到达离线CAN总线数据文件尾部则保存筛选后得到的总线CAN帧数据并结束筛选，如果判断指针没有到达离线 CAN总线数据文件尾部，则遍历上述读取行，去除连续重复空格；

按照空格字符对行字符串进行截断，并将截断字符串加入数组变量fileData；

判断数组fileData的长度是否大于7，如果不大于则将文件指针下移并且再读取一行文件数据，如果大于则判断第三位数组是否为十六进制特征字符如果是则将文件指针下移并且再读取一行文件数据，如果不是则继续判断总线CAN帧数据标准长度与总线CAN帧数据长度是否相等，如果不相等则将文件指针下移并且再读取一行文件数据，如果相等则将总线CAN 帧数据拆分为数据时间、CAN通道ID、CAN帧ID、CAN传输方向、CAN长度、CAN帧数据(通过上述三个条件的限制可以快速准确的筛选出目标数据)，并分别存入数组变量去除无效特征值，具体为：

CANtime＝fileData{1，1}；

Cannlid＝fileData{1，2}；

CANID＝fileData{1，3}；

CANRorT＝fileData{1，4}；

CANlen＝fileData{1，6}；

CANData＝fileData{1，7：end}。

筛选出的总线CAN帧数据进一步可分为模拟量反馈数据、开关量反馈数据、系统流程反馈数据：

其中模拟量反馈数据为连续的数据反馈，如系统的电流、电压或者系统流量等可以用一个存在一定范围区间的相对连续的数值表示；如我们规定CANID为‘2C3’的第 BYTE0～BYTE3位代表系统电流，‘3C3'的第BYTE4～BYTE7代表系统电压，规定CANID为’ 283‘的BYTE0～BYTE1位代表系统流量1，BYTE2～BYTE3代表系统流量2。

开关量反馈数据为相对阶跃的数据反馈，如系统中某一状态显示灯的亮或者灭，或者某一电磁阀的通电或断电，该类型数据的统一特点为：变量的取值通常是一个、两个或数目固定的某几个特定数值中的一个，并且各个数值之间间断不连续；如我们规定CANID为‘213’的第BYTE4位的第0～1bit为11的代表电磁阀1通电，00代表电磁阀1断电，其余值代表未知状态，同时规定该BYTE4位的2～3bit为11代表电磁阀2通电，00代表电磁阀2断电，其余值代表未知状态。

系统流程反馈数据为确定系统状态流程特征开始、结束或到达某一阶段状态的数据反馈，如代表系统开始、系统结束或系统故障的某一特征值。如我们规定CANID为‘283’为流程变量CANID，当BTYE0为1，BYTE1～BYTE2为0.1时，代表导弹起竖流程开始，当 BYTE1～BYTE2为0.4时，代表导弹起竖流程结束；当BYTE0为2，BYTE1～BYTE2为0.1 时代表导弹回收流程开始，当BYTE1～BYTE2为0,4时代表导弹回收流程结束。

如图2所示为总线CAN帧数据分类流程示意图，具体分类步骤如下：

首先读取过滤后数据文件(即总线CAN帧数据文件)，并将文件指针置于数据文件开始；

读取规则配置文件，从规则配置文件中提取一条规则；

判断文件指针是否达到数据文件结尾，如达到结尾则保存解析后数据并退出程序，如果没有则读取一帧总线CAN帧数据，判断该总线CAN帧数据的ID信息与配置文件的规则信息ID是否匹配，如果不匹配则读取下一条规则信息，继续判断，如果匹配则可根据与该规则信息ID相对应的isM、isStep、NAME项，将该总线CAN帧数据进行相应的归类和到相应系统变量的转换(归为模拟量反馈数据、开关量反馈数据或者系统流程反馈数据)；

提取总线CAN帧数据信息；

提取规则配置文件中对应的解析规则；

按照解析规则完成总线CAN帧数据信息到实际数据的解析转换；

将解析完成的数据按照时间进行排列，时间赋值给CANtime变量，数据值赋值给CANdata 变量，完成一组数据的解析。

如图3所示，利用规则配置文件中对应的解析规则进行数据解析的具体步骤如下：

读取总线CAN帧数据；

读取总线CAN帧数据的ID并按照规则转化为系统变量；

提取数据时间CANtime，并将其以秒为单位格式化；

按照规则提取总线CAN帧数据Data数据中有效位；并将十六进制或二进制转换为十进制数值；

按照规则缩放系数对十进制数值进行缩放处理赋值给变量CANdata；

将CANtime、CANdata以结构体进行打包，成为一个结构数据组。

如图4所示为规则配置文件的配置方法，按此方法配置的文件包括CANID、NAME、canBYTE、canBIT、a*X+b、isM、isStep七个选项，其中CANID、NAME分别将相应的总线 CAN帧数据ID与系统实际变量参数名称一一对应。canBYTE、canBIT分别规定了总线CAN 帧数据向实际意义数据解析的规则，a*X+b规定了解析后数值的缩放系数。isM、isStep分别规定了总线CAN帧数据的类型，若为模拟量则isM勾选，否则为开关量，若isStep勾选则表示为系统流程变量。

实际分析中，当总线CAN帧数据为“0.001 5C3 01 08 0001020304050607”时总线CAN 帧数据时间为0.001s，总线CAN帧数据ID为‘5C3’，总线CAN帧数据使用通道1，数据长度为8个BYTE，数据为0001020304050607。则根据规则文件，查找出该总线CAN帧数据 ID表示的变量参数名称为“U1”；

若数组canBYTE＝[7 5 3]，canBIT＝-1，则将总线CAN帧数据中的BYTE按照[Byte7Byte5 Byte3]的方式进行连接，其余Byte忽略不计，则为070503，并转换为十进制数值为460033。按照缩放系数缩放后即为此时U1的数值；

若canBYTE＝2，canBIT＝[5 4 1]，则提取总线CAN帧数据的Byte1位数据02，转换为8 位二进制00000010，特提取bit5、bit4、bit1位进行连接，则为001，并转换为十进制数值1，然后按照缩放系数缩放后为1，则解析后表示该帧数据表示U1在此时的数值。

一种基于离线CAN总线数据的系统状态分析装置，包括：

CAN总线数据归类器，用于根据CAN总线数据的特征值以及特征信息对大量CAN总线数据进行筛选，并且将筛选后的数据按照信号类型的不同进行分类；

CAN总线数据帧解析器，用于按照预设的数据解析规则，完成原始数据帧到具有实际意义的实验数据的解析；

系统分析器，用于将解析完成的实验数据按照数据流绘制成曲线，剔除系统无关信息，保留相关信息，并采用流程隔片对信息流进行分割，完成流程相关信息参数的分析比较，最后根据分析比较结果，作出实验报告以及特征参数报告。

所述CAN总线数据归类器包括：

CAN总线数据读取器，用于逐行读取CAN总线数据，并且每读一行都判断是否已经读到文件的结尾；

CAN总线数据处理器，用于遍历CAN总线数据读取器读取的文件数据，去除数据中的连续空格，按照空格字符对行字符串进行截断，并将截断字符串写入数组变量fileData；

数据判断决策器，用于判断：1)数组fileData的长度是否大于7；2)数组fileData的第三位数组是否为十六进制特征字符；3)总线CAN帧数据标准长度与总线CAN帧数据长度是否相等；三个条件依次顺序判断，当条件1)判断结果为否定时重新由CAN总线数据读取器读取CAN总线数据，只有判断结果为肯定时继续判断条件2)；当条件2)判断结果为否定时重新由CAN总线数据读取器读取CAN总线数据，只有判断结果为肯定时继续判断条件3)；当条件3)判断结果为否定时重新由CAN总线数据读取器读取CAN总线数据，只有判断结果为肯定时才将读取的CAN总线数据认定为目标数据；以此三个条件准确的筛选出总线CAN 帧数据；

总线CAN帧数据分存器，用于将总线CAN帧数据的数据时间、CAN通道ID、CAN帧数据ID、CAN传输方向、CAN长度、CAN帧数据分别存入相应的数组中。

所述CAN总线数据归类器，还包括：

文件读取器，用于读取经数据判断决策器筛选的数据文件和规则配置文件；

文件判读器，用于判断是否读到数据文件的结尾，如果判断已经读到数据文件的结尾则结束文件读取器进一步读取，如果判断未读到数据文件的结尾则启动ID匹配归类器动作；

ID匹配归类器，用于得到与CAN帧数据的ID相匹配的规则配置文件中的ID信息，将配置文件中的ID信息对应的系统变量名赋值给所述CAN帧数据，同时将所述CAN帧数据归类。

所述CAN总线数据帧解析器，包括：

CAN帧数据读取器，用于读取CAN帧数据；

ID匹配归类处理器，用于将CAN帧数据读取器读取的CAN帧数据转化成相应的系统变量；

时间格式化器，用于将数据时间CANtime以秒进行格式化；

转化增益器，用于将CAN帧Data数据中的有效位转化成十进制，并且将转化后的十进制数值按照预设缩放规则进行缩放后赋值给变量CANdata；

数据整合器，用于将上述CANtime、CANdata以结构体进行打包，形成一个结构数据组。

所述系统分析器，包括：

曲线生成器，用于以时间为横坐标，系统参数为纵坐标生成曲线，并且沿时间轴向按照系统流程将所述曲线截断成若干片段；

包络分析仪，用于对由所述曲线生成器生成的曲线的某一流程区间内相同系统参数的多次测量绘制出的多条曲线形成的包络进行分析，并以Word报告的形式输出结果。

本发明根据解析出的数据信息通过绘制曲线图的方式来实现系统分析，具体为将解析完成的总线CAN帧数据，按照流程需要进行数据筛选，剔除无关数据，仅保留相关需要数据，如分析导弹起竖流程，仅筛选出与该流程相关的系统压力、流量、电磁阀通断电时间等参数，而忽略掉交流电压、交流电流等无关参数。以时间为X轴、变量值为Y轴绘制曲线，将总线 CAN帧数据依据采集时间的先后绘制成为数据信息流曲线，数据时间信息流曲线绘制完成后，以解析出的流程反馈信息作为时间隔片(导弹起竖流程开始时间隔片，导弹起竖流程结束时间隔片)对该数据信息流曲线进行分割。

如图5所示为系统参数变化曲线图，图中包括三幅坐标图，以时间为横坐标，以系统参数为纵坐标，其中上、中、下三个坐标图中的纵坐标依次为系统电压POWERU、系统电流POWERI、系统电量POWERR，图中虚线表示流程反馈信息时间隔片，将不同流程截断，将有序的数据信息流分割为在某一特定系统流程内具有较高相关度的数据信息节段，在对系统的分析过程中，仅需要选取相对应的系统流程信息节段进行分析即可(即只需分析判断由流程反馈信息时间隔片分割出的某一特定系统流程中的系统参数是否正常，就可以得出这一特定系统流程内系统的工作状态是否正常)，剔除流程不相关数据，压缩信息分析的数据量，同时提高效率与准确度，减少成本输出。

如图6所示，为对某一特定流程内的系统电流POWERI测试3次(本实施例为3次，也可以是多次)进行曲线绘制得出的曲线图，包括第一曲线BF1、第二曲线BF2、第三曲线BF3，以时间为横轴，系统电流POWERI为纵轴，根据不同曲线的变化，通过对曲线包络的分析，可以得出该系统电流POWERI的变化范围；通过对曲线的变化进行分析可以得出该系统电流BF1的变化趋势；

此外通过计算得出第一曲线BF1与第二曲线BF2的相关系数为r12＝corrcoef(l1，l2)＝0.85，第三曲线BF3与第二曲线BF2的相关系数为r23＝corrcoef(l2，l3)＝0.56，比较得出r12大于 r23，则可推断出第一曲线BF1对应的系统状态相较于第三曲线BF3对应的系统状态更接近于第二曲线BF2对应的系统状态，这样给专家系统进一步判断系统状态提供依据。

以同样的方式完成对某一特定流程内系统电量POWERR、系统电压POWERU的分析，从而综合判断在该特定系统流程内系统的运行状态。

根据以上对系统数据的解析与分析，以Word报告的形式将数据及分析结果反馈专家系统进行进一步的分析判断。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种基于离线CAN总线数据的系统状态分析方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、CAN总线数据特征归类，首先通过特征值及特征信息对大量CAN总线数据进行筛选；然后将筛选后的数据按照信号类型的不同进行分类；

S2、CAN总线数据帧解析，即按照数据解析规则，完成原始数据帧到具体实际意义的实验数据的解析过程；

S3、系统分析，首先将解析完成的实验数据按照数据流绘制成曲线；然后剔除流程无关信息，保留相关信息，并采用流程隔片对信息流进行分割；其次完成流程相关信息参数的分析比较；最后以输出实验报告、特征参数的形式反馈给专家系统进行进一步分析；

步骤S1中的CAN总线数据筛选包括以下步骤：

a1、读取CAN总线数据文件指针并置于文件开始；

a2、读取一行文件数据；

a3、判断是否到达文件尾部；如果已经到达文件尾部则保存筛选后的文件并结束筛选，如果没有到达文件尾部，则进入步骤a4；

a4、遍历上述读取行，去除连续重复空格；

a5、按照空格字符对行字符串进行截断，并将截断字符串加入数组变量fileData；

a6、判断数组fileData的长度是否大于7，如果不大于则将文件指针下移并且返回步骤a2，如果大于则继续步骤a7；

a7、判断第三位数组是否为十六进制特征字符， 如果是则将文件指针下移并且返回步骤a2，如果不是则继续步骤a8；

a8、判断总线CAN帧数据标准长度与总线CAN帧数据长度是否相等，如果不相等则将文件指针下移并且返回步骤a2，如果相等则继续步骤a9；

a9、将步骤a8中得到的总线CAN帧数据的数据时间、CAN通道ID、CAN帧数据ID、CAN传输方向、CAN长度、CAN帧数据分别存入相应的数组中；

步骤S1中按照信号类型的不同进行分类包括以下步骤：

b1、读取过滤后数据文件，并将文件指针置于数据文件开始；

b2、读取规则配置文件；

b3、判断文件指针是否达到数据文件结尾，如达到文件结尾则保存解析后数据并退出程序，如果没有则继续流程b4；

b4、读取一帧CAN帧数据并提取该CAN帧ID信息，从规则配置文件中提取一条规则；

b5、判断CAN帧ID是否与规则信息ID匹配，若不匹配则更换下一条规则信息，若匹配则执行b6；

b6、将从匹配的规则信息中提取CAN帧ID对应的变量名称赋值给所述CAN帧数据，完成CAN帧数据到对应系统变量的转换以及归类；

步骤S2中的CAN总线数据帧解析包括以下步骤：

c1、读取CAN帧数据；

c2、读取CAN帧ID并按照规则转化为系统变量；

c3、提取数据时间CANtime，并将其以秒为单位格式化；

c4、按照规则提取CAN帧Data数据中有效位；并将十六进制或二进制转换为十进制数值；

c5、按照规则缩放系数对十进制数值进行缩放处理，并保存在变量CANdata中；

c6、将CANtime、CANdata以结构体进行打包，成为一个结构数据组；

步骤S3中的系统分析包括如下步骤：

d1、以时间为横坐标，系统参数为纵坐标绘制系统参数变化曲线，并沿时间轴向按照系统流程将曲线截断成若干片段；

d2、取步骤d1中某一片段区间，提取相同流程区间内相同系统参数的多次测量值，并根据测量数值以时间为横轴重叠绘制出相应的多条曲线，形成包络进行分析；

d3、整理步骤d2得到的系统特征值及其分析结果，以Word报告的形式上传给专家系统进行进一步的分析。

2.一种基于离线CAN总线数据的系统状态分析装置，其特征在于，包括：

CAN总线数据归类器，用于根据CAN总线数据的特征值以及特征信息对大量CAN总线数据进行筛选，并且将筛选后的数据按照信号类型的不同进行分类；

CAN总线数据帧解析器，用于按照预设的数据解析规则，完成原始数据帧到具有实际意义的实验数据的解析；

系统分析器，用于将解析完成的实验数据按照数据流绘制成曲线，剔除系统无关信息，保留相关信息，并采用流程隔片对信息流进行分割，完成流程相关信息参数的分析比较，最后根据分析比较结果，作出实验报告以及特征参数报告；

所述CAN总线数据归类器包括：

CAN总线数据读取器，用于逐行读取CAN总线数据，并且每读一行都判断是否已经读到文件的结尾；

CAN总线数据处理器，用于遍历CAN总线数据读取器读取的文件数据，去除数据中的连续空格，按照空格字符对行字符串进行截断，并将截断字符串写入数组变量fileData；

数据判断决策器，用于判断：1)数组fileData的长度是否大于7；2)数组fileData的第三位数组是否为十六进制特征字符；3)总线CAN帧数据标准长度与总线CAN帧数据长度是否相等；以此三个条件准确的筛选出总线CAN帧数据；

总线CAN帧数据分存器，用于将总线CAN帧数据的数据时间、CAN通道ID、CAN帧数据ID、CAN传输方向、CAN长度、CAN帧数据分别存入相应的数组中；

所述CAN总线数据归类器，还包括：

文件读取器，用于读取经数据判断决策器筛选的数据文件和规则配置文件；

文件判读器，用于判断是否读到数据文件的结尾，并作出相应的动作；

ID匹配归类器，用于得到与CAN帧数据的ID相匹配的规则配置文件中的ID信息，将配置文件中的ID信息对应的系统变量名赋值给所述CAN帧数据，同时将所述CAN帧数据归类；

所述CAN总线数据帧解析器，包括：

CAN帧数据读取器，用于读取CAN帧数据；

ID匹配归类处理器，用于将CAN帧数据读取器读取的CAN帧数据转化成相应的系统变量；

时间格式化器，用于将数据时间CANtime以秒进行格式化；

转化增益器，用于将CAN帧Data数据中的有效位转化成十进制，并且将转化后的十进制数值按照预设缩放规则进行缩放后赋值给变量CANdata；

数据整合器，用于将上述CANtime、CANdata以结构体进行打包，形成一个结构数据组；

所述系统分析器，包括：

曲线生成器，用于以时间为横坐标，系统参数为纵坐标生成曲线，并且沿时间轴向按照系统流程将所述曲线截断成若干片段；

包络分析仪，用于对由所述曲线生成器生成的曲线的某一流程区间内相同系统参数的多次测量绘制出的多条曲线形成的包络进行分析，并以Word报告的形式输出结果。