CN107566344A - 一种can信号解析方法及系统 - Google Patents
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Abstract
公开了一种CAN信号解析方法及系统。该方法包括：1)定义需要处理信号的结构体，所述结构体包括信号的起始地址、长度、分辨率、偏移量以及保存地址；2)接收CAN消息，确定CAN消息的ID中需要处理的信号；3)基于所述ID所对应的结构体确定步骤2)中需要处理的信号所对应的起始地址、长度、分辨率、偏移量以及保存地址；4)将CAN消息中包含的CAN数据转换为64位数据；5)基于步骤3)所得到的数据对步骤4)中得到的64位数据进行处理，得到CAN消息包含的信号的实际值。在本发明的方法和系统中，代码方便维护，具有较高可移植性，降低了生产成本和维护成本，且开发周期短，生产质量高。
Description
技术领域
本发明涉及汽车电子领域，更具体地，涉及一种CAN信号解析方法及系统。
背景技术
随着互联网的快速发展，汽车上的ECU数量越来越多，车载CAN网络交互数据量越来越大，需要ECU处理的信号也越来越多。传统的解析车载CAN信号的方法代码量大、执行时间长、维护难度大、效率低，并且没有可移值性，已不能满足现有的大数据量、高频度的交互。因此，有必要开发一种具有可移植性，能够处理大数据量的CAN信号解析方法及系统。
公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
针对现有技术中CAN ID里的信号数据需要单独解析、单独处理、单独保存的问题，本发明提供了一种CAN信号解析方法及系统，能够满足大量CAN信号的高效解析，缩短开发周期并降低了生产成本。
根据本发明的一方面，提出一种CAN信号解析方法。该方法可以包括：
1)定义需要处理信号的结构体，所述结构体包括信号的起始地址、长度、分辨率、偏移量以及保存地址；
2)接收CAN消息，确定CAN消息的ID中需要处理的信号；
3)基于所述ID所对应的结构体确定步骤2)中需要处理的信号所对应的起始地址、长度、分辨率、偏移量以及保存地址；
4)将CAN消息中包含的CAN数据转换为64位数据；
5)基于步骤3)所得到的数据对步骤4)中得到的64位数据进行处理，得到CAN消息包含的信号的实际值并保存到相应地址。
优选地，当CAN消息的存储格式为Intel格式时，步骤4)将CAN消息中包含的CAN数据转换为64位数据包括：
在大端存储模式下，将CAN数据中第1个字节与第8个字节互换、第2个字节与第7个字节互换、第3个字节与第6个字节互换、第4个字节与第5个字节互换；
在小端存储模式下，将CAN数据的8个字节数据直接转换为64位数据。
优选地，在步骤5)中对步骤4)中得到的64位数据进行处理包括以下子步骤：
5.1)将64位数据右移所处理信号的起始地址值；
5.2)将64位为1的数据左移所处理信号的长度值，并取反；
5.3)将步骤5.1)得到的值和步骤5.2)得到的值进行与操作，得到信号的原始值；
5.4)将信号的原始值乘以分辨率，并与偏移量相加，得到信号的实际值。
优选地，当CAN消息的存储格式为Motorola格式时，步骤4)将CAN消息中包含的CAN数据转换为64位数据包括：
在大端存储模式下，将CAN数据的8个字节数据直接转换为64位数据；
在小端存储模式下，将CAN数据中第1个字节与第8个字节互换、第2个字节与第7个字节互换、第3个字节与第6个字节互换、第4个字节与第5个字节互换。
优选地，在步骤5)中对步骤4)中得到的64位数据进行处理包括以下子步骤：
5.1)将信号的起始地址值除以8取余数，将所得结果乘以2，与56相加后再与所述起始地址值相减；
5.2)将64位数据右移子步骤5.1)所得到的值；
5.3)将64位为1的数据左移所处理信号的长度值，并取反；
5.4)将子步骤5.2)得到的值和子步骤5.3)得到的值进行与操作，得到信号的原始值；
5.5)将信号的原始值乘以分辨率，并与偏移量相加，得到信号的实际值。
根据本发明的另一方面，提出一种CAN信号解析系统。该系统可以包括：CAN总线；CAN信号采集设备，用于采集在CAN总线上传输的消息；处理器，用于执行：
1)定义需要处理信号的结构体，所述结构体包括信号的起始地址、长度、分辨率、偏移量以及保存地址；
2)确定所述CAN信号采集设备所采集的CAN消息的ID中需要处理的信号；
3)基于所述ID所对应的结构体确定步骤2)中需要处理的信号所对应的起始地址、长度、分辨率、偏移量以及保存地址；
4)将CAN消息中包含的CAN数据转换为64位数据；
5)基于步骤3)所得到的数据对步骤4)中得到的64位数据进行处理，得到CAN消息包含的信号的实际值并保存到相应地址。
优选地，当CAN消息的存储格式为Intel格式时，步骤4)将CAN消息中包含的CAN数据转换为64位数据包括：
在大端存储模式下，将CAN数据中第1个字节与第8个字节互换、第2个字节与第7个字节互换、第3个字节与第6个字节互换、第4个字节与第5个字节互换；
在小端存储模式下，将CAN数据的8个字节数据直接转换为64位数据。
优选地，在步骤5)中对步骤4)中得到的64位数据进行处理包括以下子步骤：
5.1)将64位数据右移所处理信号的起始地址值；
5.2)将64位为1的数据左移所处理信号的长度值，并取反；
5.3)将步骤5.1)得到的值和步骤5.2)得到的值进行与操作，得到信号的原始值；
5.4)将信号的原始值乘以分辨率，并与偏移量相加，得到信号的实际值。
优选地，当CAN消息的存储格式为Motorola格式时，步骤4)将CAN消息中包含的CAN数据转换为64位数据包括：
在大端存储模式下，将CAN数据的8个字节数据直接转换为64位数据；
在小端存储模式下，将CAN数据中第1个字节与第8个字节互换、第2个字节与第7个字节互换、第3个字节与第6个字节互换、第4个字节与第5个字节互换。
优选地，在步骤5)中对步骤4)中得到的64位数据进行处理包括以下子步骤：
5.1)将信号的起始地址值除以8取余数，将所得结果乘以2，与56相加后再与所述起始地址值相减；
5.2)将64位数据右移子步骤5.1)所得到的值；
5.3)将64位为1的数据左移所处理信号的长度值，并取反；
5.4)将子步骤5.2)得到的值和子步骤5.3)得到的值进行与操作，得到信号的原始值；
5.5)将信号的原始值乘以分辨率，并与偏移量相加，得到信号的实际值。
根据本发明的CAN信号解析方法及系统可高效便捷地处理大量CAN信号的解析，提高了代码执行效率。在本发明的方法和系统中，代码方便维护，具有较高可移植性，降低了生产成本和维护成本，且开发周期短，生产质量高。
本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1为根据本发明的示例性实施方案的CAN信号解析方法的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明充分利用C语言的数据类型、数据结构，将所需要的CAN信号配置成相同的数据类型，通过算法运算，得到实际数据。
以下参考图1详细描述根据本发明示例性实施方案的CAN信号解析方法，其主要包括以下步骤：
步骤1：定义需要处理信号的结构体，所述结构体包括信号的起始地址、长度、分辨率、偏移量。本领域技术人员应当理解，结构体也可以包括其他任意适当的信息。
通过参照CAN矩阵来定义结构体里的成员，本发明中信号结构体类型的成员包括起始地址、长度、分辨率、偏移量、保存地址：
步骤2：接收CAN消息，确定CAN消息的ID中需要处理的信号。
假设需要接收2个CAN ID的信号，ID分别为0x101，0x102。
假设ID 0x101中需要解析3个信号，其信息如表1所示，ID 0x102中需要解析2个信号，其信息如表2所示。
表1 0x101中信号的CAN矩阵表
| 起始位置 | 长度 | 分辨率 | 偏移量 | |
| 室外温度 | 0 | 8 | 0.5 | -40 |
| 空调设定温度 | 8 | 8 | 0.25 | 0 |
| 空调开关状态 | 16 | 1 | 1 | 0 |
表2 0x102中信号的CAN矩阵表
| 起始位置 | 长度 | 分辨率 | 偏移量 | |
| 总里程 | 20 | 20 | 1 | 0 |
| 电池电压 | 24 | 12 | 0.1 | 2 |
步骤3：基于所述ID所对应的结构体确定步骤2)中需要处理的信号所对应的起始地址、长度、分辨率、偏移量以及保存地址。
根据以上定义的信号结构体类型，ID 0x101里所有信号数据可以定义为如下：
ID 0x101里所有信号数据可以定义为如下：
步骤4：将CAN消息中包含的CAN数据转换为64位数据。
因为CAN信号的存储格式分为Intel和Motorola两种，所以算法的处理也分为两种。
1、Intel格式：
在将CAN消息数据转为64位数据时，由于所用的硬件环境不同，内存里保存数据的方式不同，如果是大端的硬件，需要将CAN数据中第1个字节与第8个字节互换、第2个字节与第7个字节互换、第3个字节与第6个字节互换、第4个字节与第5个字节互换，然后在转成64位的数据；如果是小端的硬件，则可以把CAN的8个字节数据直接转成64位的数据。
2、Motorola格式：
在将CAN消息数据转为64位数据时，由于所用的硬件环境不同，内存里保存数据的方式不同，如果是大端的硬件，则可以把CAN的8个字节数据直接转成64位的数据；如果是小端的硬件，需要将CAN数据中第1个字节与第8个字节互换、第2个字节与第7个字节互换、第3个字节与第6个字节互换、第4个字节与第5个字节互换，然后在转成64位的数据。
步骤5：基于步骤3所得到的数据对步骤4中得到的64位数据进行处理，得到CAN消息包含的信号的实际值。
对于Intel存储格式的CAN信号，可以包括以下子步骤：
5.1)将64位数据右移所处理信号的起始地址值；
5.2)将64位为1的数据左移所处理信号的长度值，并取反；或者以2为底，将所述处理信号的长度值作为指数，运算后将结果减1；
5.3)将步骤5.1)得到的值和步骤5.2)得到的值进行与操作，得到信号的原始值；
5.4)将信号的原始值乘以分辨率，并与偏移量相加，得到信号的实际值。
对于Motorolal存储格式的CAN信号，可以包括以下子步骤：
5.1)将信号的起始地址值除以8取余数，将所得结果乘以2，与56相加后再与所述起始地址值减；
5.2)将64位数据右移子步骤5.1)所得到的值；
5.3)将64位为1的数据左移所处理信号的长度值，并取反；
5.4)将子步骤5.2)得到的值和子步骤5.3)得到的值进行与操作，得到信号的原始值；
5.5)将信号的原始值乘以分辨率，并与偏移量相加，得到信号的实际值。
可以通过如下方式定义一个新的结构体，成员包括一个CAN ID里信号总数，指向该ID所有信号的指针。
定义一个上述结构体类型的数组，在算法中直接调用此数组进行解析计算。
本发明还提出了一种CAN信号解析系统，其包括CAN总线；CAN信号采集设备；用于采集在CAN总线上传输的消息、处理器，用于执行：1)定义需要处理信号的结构体，所述结构体包括信号的起始地址、长度、分辨率、偏移量以及保存地址；
2)确定所述CAN信号采集设备所采集的CAN消息的ID中需要处理的信号；
3)基于所述ID所对应的结构体确定步骤2)中需要处理的信号所对应的起始地址、长度、分辨率、偏移量以及保存地址；
4)将CAN消息中包含的CAN数据转换为64位数据；
5)基于步骤3)所得到的数据对步骤4)中得到的64位数据进行处理，得到CAN消息包含的信号的实际值并保存到相应地址。
应用示例
为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。
当收到0x101，CAN数据为0x11 0x22 0x33 0x44 0x55 0x66 0x77 0x88。通过sizeof(g_stCanData101)/sizeof(g_stCanData101[0])获取此消息内信号的个数3，根据g_stCanData101里的成员即可计算出每个信号的值并保存在特定地址里。
具体实现的算法如下：
data＝0x1122334455667788>>(56+((起始地址值％8)<<1)–起始地址值)；
data&＝～(0xFFFFFFFFFFFFFFFF<<长度值)；
data＝data*分辨率+偏移量；
最终算出的data即为实际值。
例如基于表1所确定的室外温度所对应的起始位置、长度、分辨率、偏移量，
data＝0x1122334455667788>>(56+((0％8)<<1)–0)；
data＝0x11；
data&＝～(0xFFFFFFFFFFFFFFFF<<8)；
data＝0x11；
data＝0x11*0.5–40；
data＝-31.5；
即最终算出的室外温度实际值为-31.5。通过循环语句即可求出同ID里的其他信号。
当收到0x102，CAN数据为0x01 0x02 0x03 0x04 0x05 0x06 0x07 0x08，执行与0x101相同的算法，例如计算总里程：
data＝0x0102030405060708>>(56+((20％8)<<1)–20)；
data＝0x0102030405060708>>44；
data＝0x01020；
data&＝～(0xFFFFFFFFFFFFFFFF<<20)；
data＝0x1020；
根据CAN矩阵可以得出ID 0x101和ID 0x102中信号的实际值如下：
室外温度：-31.5
空调设定温度：8.5
空调开关状态：1
总里程：4128
电池电压：79.2。
本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (10)
1.一种CAN信号解析方法，其特征在于，包括：
1)定义需要处理信号的结构体，所述结构体包括信号的起始地址、长度、分辨率、偏移量以及保存地址；
2)接收CAN消息，确定CAN消息的ID中需要处理的信号；
3)基于所述ID所对应的结构体确定步骤2)中需要处理的信号所对应的起始地址、长度、分辨率、偏移量以及保存地址；
4)将CAN消息中包含的CAN数据转换为64位数据；
5)基于步骤3)所得到的数据对步骤4)中得到的64位数据进行处理，得到CAN消息包含的信号的实际值。
2.根据权利要求1所述的CAN信号解析方法，其特征在于，当CAN消息的存储格式为Intel格式时，步骤4)将CAN消息中包含的CAN数据转换为64位数据包括：
在大端存储模式下，将CAN数据中第1个字节与第8个字节互换、第2个字节与第7个字节互换、第3个字节与第6个字节互换、第4个字节与第5个字节互换；
在小端存储模式下，将CAN数据的8个字节数据直接转换为64位数据。
3.根据权利要求2所述的CAN信号解析方法，其特征在于，在步骤5)中对步骤4)中得到的64位数据进行处理包括以下子步骤：
5.1)将64位数据右移所处理信号的起始地址值；
5.2)将64位为1的数据左移所处理信号的长度，并取反；
5.3)将子步骤5.1)得到的值和子步骤5.2)得到的值进行与操作，得到信号的原始值；
5.4)将信号的原始值乘以分辨率，并与偏移量相加，得到信号的实际值。
4.根据权利要求1所述的CAN信号解析方法，其特征在于，当CAN消息的存储格式为Motorola格式时，步骤4)将CAN消息中包含的CAN数据转换为64位数据包括：
在大端存储模式下，将CAN数据的8个字节数据直接转换为64位数据；
在小端存储模式下，将CAN数据中第1个字节与第8个字节互换、第2个字节与第7个字节互换、第3个字节与第6个字节互换、第4个字节与第5个字节互换。
5.根据权利要求4所述的CAN信号解析方法，其特征在于，在步骤5)中对步骤4)中得到的64位数据进行处理包括以下子步骤：
5.1)将信号的起始地址值除以8取余数，将所得结果乘以2，与56相加后再与所述起始地址值相减；
5.2)将64位数据右移子步骤5.1)所得到的值；
5.3)将64位为1的数据左移所处理信号的长度值，并取反；
5.4)将子步骤5.2)得到的值和子步骤5.3)得到的值进行与操作，得到信号的原始值；
5.5)将信号的原始值乘以分辨率，并与偏移量相加，得到信号的实际值。
6.一种CAN信号解析系统，其特征在于，包括：
CAN总线；
CAN信号采集设备，用于采集在CAN总线上传输的消息；
处理器，用于执行：
1)定义需要处理信号的结构体，所述结构体包括信号的起始地址、长度、分辨率、偏移量以及保存地址；
2)确定所述CAN信号采集设备所采集的CAN消息的ID中需要处理的信号；
3)基于所述ID所对应的结构体确定步骤2)中需要处理的信号所对应的起始地址、长度、分辨率、偏移量以及保存地址；
4)将CAN消息中包含的CAN数据转换为64位数据；
5)基于步骤3)所得到的数据对步骤4)中得到的64位数据进行处理，得到CAN消息包含的信号的实际值并保存到相应地址。
7.根据权利要求6所述的CAN信号解析系统，其特征在于，当CAN消息的存储格式为Intel格式时，步骤4)将CAN消息中包含的CAN数据转换为64位数据包括：
在大端存储模式下，将CAN数据中第1个字节与第8字节互换、第2个字节与第7个字节互换、第3个字节与第6个字节互换、第4个字节与第5个字节互换；
在小端存储模式下，将CAN数据的8个字节数据直接转换为64位数据。
8.根据权利要求7所述的CAN信号解析系统，其特征在于，在步骤5)中对步骤4)中得到的64位数据进行处理包括以下子步骤：
5.1)将64位数据右移所处理信号的起始地址值；
5.2)将64位为1的数据左移所处理信号的长度值，并取反；
5.3)将子步骤5.1)得到的值和子步骤5.2)得到的值进行与操作，得到信号的原始值；
5.4)将信号的原始值乘以分辨率，并与偏移量相加，得到信号的实际值。
9.根据权利要求6所述的CAN信号解析系统，其特征在于，当CAN消息的存储格式为Motorola格式时，步骤4)将CAN消息中包含的CAN数据转换为64位数据包括：
在大端存储模式下，将CAN数据的8个字节数据直接转换为64位数据；
在小端存储模式下，将CAN数据中第1个字节与第8字节互换、第2个字节与第7个字节互换、第3个字节与第6个字节互换、第4个字节与第5个字节互换。
10.根据权利要求9所述的CAN信号解析系统，其特征在于，在步骤5)中对步骤4)中得到的64位数据进行处理包括以下子步骤：
5.1)将信号的起始地址值除以8取余数，将所得结果乘以2，与56相加后再与所述起始地址值相减；
5.2)将64位数据右移子步骤5.1)所得到的值；
5.3)将64位为1的数据左移所处理信号的长度值，并取反；
5.4)将子步骤5.2)得到的值和子步骤5.3)得到的值进行与操作，得到信号的原始值；
5.5)将信号的原始值乘以分辨率，并与偏移量相加，得到信号的实际值。
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