CN106789487B - 一种基于硬件虚拟化技术的can网络接入系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于硬件虚拟化技术的CAN网络接入系统及方法，该方法包括：本地的CAN网络单元先通过一个具备CAN虚拟化技术的CAN网络接口设备连接到互联网服务器，再经由互联网服务器与用户终端上虚拟CAN接口设备以TCP/IP、UDP/IP方式建立连接，并由此形成一个连通本地CAN网络及用户终端上虚拟CAN接口设备的双向、实时通道。本发明采用LAN、WIFI、移动网络通讯技术，将本地CAN网络通过一种具有硬件虚拟化技术的CAN网络接入设备链接到任意一台具备互联网访问的用户终端，由此本地端接入的用户可体验与本地CAN网络几乎一致的使用环境。

Description

一种基于硬件虚拟化技术的CAN网络接入系统及方法
技术领域
本发明涉及新兴车联网技术领域，尤其是涉及一种基于硬件虚拟化技术的CAN网络接入系统及方法。
背景技术
面对日益提升的人工成本，汽车、新能源汽车的行业竞争，车辆研发、调试、售后等一系列工作的效率提升已越显重要。目前此类工作主要基于本地的CAN网络开展，但由于车辆现场环境恶劣、偏远、工具不齐全，专业供电条件难以满足等因素，车辆开发、调试、诊断效率较低、成本较高。各企业迫切需要建造基于CAN网络的高效率工作环境。
目前暂无相近技术或解决方案，仅存在非实时远程查看CAN网络数据技术。目前车载数据终端是该技术的应用产物，该技术通过监听车载CAN报文，将指定ID报文压缩、存储后，再通过移动网络储存到互联网数据库。该技术存在缺点如下：
1、仅能实现CAN网络的监听，且不能监听指定ID以外的CAN报文；
2、CAN报文监听存在很高延迟，目前仅可用于事后分析，无法用于在线开发、标定、调试、诊断；
3、仅能利用移动网络将CAN网络数据转发至互联网，具有移动网络依赖性、流量费用高、网络稳定性差等问题；
4、不具备接入到现有专业CAN分析、采集、标定软件系统的能力。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种基于硬件虚拟化技术的CAN网络接入系统及方法，解决不能远程实时查看CAN网络数据的问题。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种基于硬件虚拟化技术的CAN网络接入系统，该系统包括CAN网络单元、具备CAN虚拟化技术的CAN网络接口设备、互联网服务器和具有虚拟CAN接口设备驱动的用户终端，所述CAN网络单元与具备CAN虚拟化技术的CAN网络接口设备连接，所述具备CAN虚拟化技术的CAN网络接口设备通过网络与互联网服务器连接，所述具有虚拟CAN接口设备驱动的用户终端与互联网服务器连接。
作为进一步的技术方案，CAN网络单元和具备CAN虚拟化技术的CAN网络接口设备设置在汽车上。
作为进一步的技术方案，所述具备CAN虚拟化技术的CAN网络接口设备通过WIFI、LAN、移动网络中的一个或多个与互联网服务器连接。
作为进一步的技术方案，所述移动网络包括2G、3G和4G。
作为进一步的技术方案，所述用户终端包括PC、手机和平板。
一种基于硬件虚拟化技术的CAN网络接入方法，该方法包括：本地的CAN网络单元先通过一个具备CAN虚拟化技术的CAN网络接口设备连接到互联网服务器，再经由互联网服务器与用户终端上虚拟CAN接口设备以TCP/IP、UDP/IP方式建立连接，并由此形成一个连通本地CAN网络及用户终端上虚拟CAN接口设备的双向、实时通道。
作为进一步的技术方案，建立连接的方法包括：当用户在用户终端访问虚拟CAN接口设备时，通过虚拟CAN接口设备驱动申请与互联网服务器建立连接；接收到申请的互联网服务器，与虚拟CAN接口设备正向建立实时、双向的通讯通道，同时与用户终端反向建立实时、双向的通讯通道；到此，CAN网络虚拟化已建立。
作为进一步的技术方案，断开连接的方法包括：当用户在用户终端断开虚拟CAN接口设备时，通过虚拟CAN接口设备驱动申请与互联网服务器断开连接；接收到申请的互联网服务器，将虚拟CAN接口设备的实时、双向的通讯通道断开，同时将用户终端的实时、双向的通讯通道断开；到此，CAN网络虚拟化已断开。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、双向通讯：利用互联网服务器中继，实现任意终端与车辆CAN网络双向通讯。
2、实时通讯：利用互联网服务器多线路、高稳定性物理链路、及高实时计算性能，通过高性能实时通讯软件，实现任意终端与车辆CAN网络实时通讯。
3、虚拟CAN接口驱动：在PC、手机、平板上虚拟出一个特定的CAN网络接口设备，通过这个虚拟设备实现与真实CAN设备接入到目标CAN网络一致的体验及使用方式。
4、多互联网接入方式：利用LAN、WIFI、移动网络多种技术将CAN网络连接到互联网。
5、CAN网络虚拟化动态管理：可动态启用、关闭CAN网络虚拟化。即，可根据特定逻辑，动态开启、关闭目标CAN网络上CAN接口设备的互联网连接，服务器的网络连接，终端用户的网络连接。
附图说明
图1为本发明的系统框架图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
本发明的原理为：将本地CAN网络单元，通过一个“具备CAN虚拟化技术的CAN网络接口设备”经由互联网服务器同时与用户终端(PC、手机、平板等)上的“具备CAN虚拟化技术”的虚拟设备(软件)以TCP/IP、UDP/IP方式建立连接，并由此形成一个连通本地CAN网络及用户终端上虚拟CAN接口设备的双向、实时通道(延迟≤150ms)。通过此种虚拟化技术，等效将用户终端上的虚拟CAN网络接口设备物理接入本地CAN网络。其中：
具备CAN虚拟化技术的CAN网络接口设备通过CAN总线收发器硬件抓取到总线数据；该设备通过调整(可远程设置参数的)虚拟化通道工作模式(事件触发、周期运行)，通道采样周期等参数，实现将CAN总线上的“任意时刻”的“所有报文”封装成数据包，及延时控制等功能；设备最终借助LAN、WIFI、全网移动网络技术(GPRS、CDMA、WCDMA、LTE等2G、3G、4G)，以TCP/IP、UDP/IP方式连接到互联网服务器，形成与云端的通信通道；设备通过接收通道中服务器下传的“任意时刻”的“所有报文”的数据包(包含用户侧希望通过真实物理CAN收发器下发的原始报文)解码成原始CAN报文，并根据虚拟化通道工作模式(事件触发、周期运行)，通道采用周期等参数来执行CAN报文发送。
“具备CAN虚拟化技术”的虚拟设备通过系统驱动编程技术，在系统中安装一个设备驱动，以形成一个虚拟设备供系统使用。虚拟设备通过人机交互或命令方式，可设置真实CAN网络端“具备CAN虚拟化技术的CAN网络接口设备”的参数，如：设备启停、虚拟化通道工作模式、通道采样周期等参数。虚拟设备通过系统驱动程序接口，可提供与真实CAN收发设备完全一致的服务，并可以被如：CAN OE、CAN SPY、Maltab等海量第三方CAN分析工具、设计工具软件访问调用。
本发明的具体结构如图1所示，该系统包括CAN网络单元、具备CAN虚拟化技术的CAN网络接口设备、互联网服务器和具有虚拟CAN接口设备驱动的用户终端。CAN网络单元和具备CAN虚拟化技术的CAN网络接口设备设置在汽车上，如新能源汽车。CAN网络单元为汽车自带的物理CAN网络。CAN网络单元与具备CAN虚拟化技术的CAN网络接口设备连接。具备CAN虚拟化技术的CAN网络接口设备通过LAN、WIFI、全网移动网络技术(GPRS、CDMA、WCDMA、LTE等2G、3G、4G)，以TCP/IP、UDP/IP方式连接到互联网服务器，将本地CAN网络数据“实时、双向”地传输给互联网服务器。具有虚拟CAN接口设备驱动(简称“驱动”)的用户终端与互联网服务器连接。用户终端包括PC、手机和平板。
当用户在用户终端访问虚拟CAN网络接口设备时，通过此“驱动”，申请与“互联网服务器”建立连接。“互联网服务器”接受到申请后，根据特定的逻辑，与虚拟CAN网络接口设备正向建立“实时、双向”通讯通道，同时与用户终端反向建立“实时、双向”通讯通道，到此，CAN网络虚拟化已建立。
当用户在用户终端断开虚拟CAN网络接口设备时，通过此“驱动”，申请与“互联网服务器”断开连接。“互联网服务器”接受到申请后，根据特定的逻辑，将虚拟CAN网络接口设备的“实时、双向”通讯通道断开，同时与将用户终端的“实时、双向”通讯通道断开，到此，CAN网络虚拟化已断开。
基于本发明可实现以下内容：
与CAN网络双向通讯：利用互联网服务器中继，实现任意用户终端与车辆CAN网络单元双向通讯，解决了现有技术仅能实现CAN网络的监听，且不能监听指定ID以外的CAN报文等问题。
与CAN网络实时通讯：利用互联网服务器多线路、高稳定性物理链路、及高实时计算性能，通过高性能实时通讯软件，实现任意用户终端与车辆CAN网络单元实时通讯，解决了现有技术CAN报文监听存在很高延迟，仅可用于事后分析，无法用于在线开发、标定、调试、诊断等问题。
虚拟化CAN接口驱动：在PC、手机、平板上虚拟出一个特定的CAN网络接口设备，通过这个虚拟设备实现与真实CAN接口设备接入到目标CAN网络单元一致的体验及使用方式，解决了现有技术不具备接入到现有专业CAN分析、采集、标定软件系统的问题。
多互联网接入方式：利用LAN、WIFI、移动网络多种技术将CAN网络连接到互联网，解决了现有技术仅能利用移动网络将CAN网络数据转发至互联网，降低移动网络依赖性、流量费用、提高网络稳定性。
CAN网络虚拟化动态管理：可动态启用、关闭CAN网络虚拟化，大幅减少移动数据流量费用、大幅减少占用网络带宽、大幅降低云服务器访问压力，降低云服务器成本，提高网络虚拟化后的稳定性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于硬件虚拟化技术的CAN网络接入系统，其特征在于，该系统包括CAN网络单元、具备CAN虚拟化技术的CAN网络接口设备、互联网服务器和具有虚拟CAN接口设备驱动的用户终端，所述CAN网络单元与具备CAN虚拟化技术的CAN网络接口设备连接，所述具备CAN虚拟化技术的CAN网络接口设备通过网络与互联网服务器连接，所述具有虚拟CAN接口设备驱动的用户终端与互联网服务器连接；
所述用户终端上的虚拟CAN接口设备通过人机交互或命令方式，能够设置真实CAN网络端中所述具备CAN虚拟化技术的CAN网络接口设备的参数，所述参数包括设备启停、虚拟化通道工作模式和通道采样周期；所述虚拟CAN接口设备通过系统驱动程序接口能够提供与真实CAN收发设备完全一致的服务，并能够被第三方CAN分析工具和设计工具软件访问调用；通过所述虚拟CAN接口设备能够实现与真实CAN接口设备接入到目标CAN网络单元一致的使用方式。
2.根据权利要求1所述的一种基于硬件虚拟化技术的CAN网络接入系统，其特征在于，CAN网络单元和具备CAN虚拟化技术的CAN网络接口设备设置在汽车上。
3.根据权利要求1所述的一种基于硬件虚拟化技术的CAN网络接入系统，其特征在于，所述具备CAN虚拟化技术的CAN网络接口设备通过WIFI、LAN、移动网络中的一个或多个与互联网服务器连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于硬件虚拟化技术的CAN网络接入系统，所述移动网络包括2G、3G和4G。
5.根据权利要求1所述的一种基于硬件虚拟化技术的CAN网络接入系统，其特征在于，所述用户终端包括PC、手机和平板。
6.一种基于硬件虚拟化技术的CAN网络接入方法，其特征在于，该方法包括：本地的CAN网络单元先通过一个具备CAN虚拟化技术的CAN网络接口设备连接到互联网服务器，再经由互联网服务器与用户终端上虚拟CAN接口设备以TCP/IP、UDP/IP方式建立连接，并由此形成一个连通本地CAN网络及用户终端上虚拟CAN接口设备的双向、实时通道；
所述用户终端上的虚拟CAN接口设备通过人机交互或命令方式，能够设置真实CAN网络端中所述具备CAN虚拟化技术的CAN网络接口设备的参数，所述参数包括设备启停、虚拟化通道工作模式和通道采样周期；所述虚拟CAN接口设备通过系统驱动程序接口能够提供与真实CAN收发设备完全一致的服务，并能够被第三方CAN分析工具和设计工具软件访问调用；通过所述虚拟CAN接口设备能够实现与真实CAN接口设备接入到目标CAN网络单元一致的使用方式。
7.根据权利要求6所述的一种基于硬件虚拟化技术的CAN网络接入方法，其特征在于，建立连接的方法包括：当用户在用户终端访问虚拟CAN接口设备时，通过虚拟CAN接口设备驱动申请与互联网服务器建立连接；接收到申请的互联网服务器，与虚拟CAN接口设备正向建立实时、双向的通讯通道，同时与用户终端反向建立实时、双向的通讯通道；到此，CAN网络虚拟化已建立。
8.根据权利要求6所述的一种基于硬件虚拟化技术的CAN网络接入方法，其特征在于，断开连接的方法包括：当用户在用户终端断开虚拟CAN接口设备时，通过虚拟CAN接口设备驱动申请与互联网服务器断开连接；接收到申请的互联网服务器，将虚拟CAN接口设备的实时、双向的通讯通道断开，同时将用户终端的实时、双向的通讯通道断开；到此，CAN网络虚拟化已断开。
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