CN107968782A - 一种报文压缩存储方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种报文压缩存储方法及装置，该方法包括：接收原始报文数据；获取原始报文数据中的各个时间戳，第一时间戳为原始报文的基准时间，依据各个时间戳计算各个时间段变化量；获取原始报文数据中的各个报文数据段，将各个报文数据段中的第一报文数据段作为基本报文数据段，依据各个报文数据段计算各个报文数据段变化量；记录原始报文数据的块头信息、原始报文数据的基准时间、各个时间段变化量、基本报文数据段和除第一报文数据段以外的各个报文数据段变化量。相对于现有技术的存储方法，不仅节省了存储空间，而且提高了存储效率。

Description

一种报文压缩存储方法及装置

技术领域

本发明涉及车载总线技术领域，特别是涉及一种报文压缩存储方法及装置。

背景技术

随着汽车产业快速发展，CAN总线被用作汽车各类零部件间的通信总线，实现各类零部件间的数据传输。为了对各类零部件的状态进行监控和预测，整车运行时，需要对采集的CAN总线上CAN报文进行存储。

现有的报文存储方法，对采集到的CAN报文按照总线进行存储或者按照CAN ID进行存储，存储基本格式为：时间戳+ID+报文内容。

发明人对现有技术的研究过程中发现，现有的存储方式虽然能够完整的存储CAN总线上的报文，但是，由于对报文的获取为周期性获取，如每隔1秒采集一次CAN总线上的报文，并且在不同的周期中相同总线上的报文大部分数据位或信号的变化不会很大，所以就导致重复记录了很多时间戳信息。

例如，当整车在不拥堵的高速上行驶时，大部分时间整车都在匀速行驶，因此，相邻两个采集时间点所获取的CAN报文不仅时间戳重复性高，CAN报文的报文内容也几近相同，如，第一采集时间点所获取的CAN报文的第一时间戳为×年×月×日×时A分，第一报文内容为80公里/小时，与第一采集时间点相邻的第二时间点所获取的CAN报文的第二时间戳为×年×月×日×时B分，第二报文内容为85公里/小时，可见，第一时间戳与第二时间戳仅“分”值不同，而“年、月、点”的值都相同，同样地，第一报文内容与第二报文内容的高位“8”相同，仅低位不同，如果按照现有技术的报文存储方法，会将第一时间戳、第二时间戳、第一报文内容和第二报文内容分别存储，但由于第一时间戳与第二时间戳、第一报文内容与第二报文内容的重复性，现有技术的存储方法无疑会造成存储空间的浪费和存储效率的低下。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种报文压缩存储方法及装置，以解决现有技术中浪费存储空间、存储效率低的问题，技术方案如下：

一种报文压缩存储方法，包括：

接收原始报文数据；

获取所述原始报文数据中的各个时间戳，第一时间戳为所述原始报文数据的基准时间，依据所述各个时间戳计算各个时间段变化量；

获取所述原始报文数据中的各个报文数据段，将所述各个报文数据段中的第一报文数据段作为基本报文数据段，依据所述各个报文数据段计算各个报文数据段变化量；

记录所述原始报文数据的块头信息、所述原始报文数据的基准时间、所述各个时间段变化量、所述基本报文数据段和除所述第一报文数据段以外的各个报文数据段变化量。

优选地，所述块头信息包括：通道号、CAN ID号、自定义重构字节序和报文发送周期，所述块头信息的长度为64Byte。

优选地，所述依据所述各个时间戳计算各个时间段变化量，包括：

按照所述时间戳由先至后顺序，逐个计算在后与在前两个相邻的时间戳的差值，获得一组时间差；其中，将第二时间戳与所述第一时间戳的差值作为第一时间段变化量；

按照获得所述时间差的先后顺序，逐个计算在后与在前两个相邻的所述时间差的差值作为各个时间段变化量。

优选地，还包括：依据预设区间，确定所述各个时间段变化量的长度和值，存储所述各个时间段变化量的长度和值：

若Tn＝0，则Tn长度为1bit，值为0；

若Tn在第一区间[-63，64)，则Tn长度为9bits，值为(10+Tn)b；

若Tn在第二区间[-255，256)，则Tn长度为12bits，值为(110+Tn)b；

若Tn在第三区间[-2047，2048)，则Tn长度为16bits，值为(1110+Tn)b；

若Tn在所述第三区间以外，长度为36bits，值为(1111+Tn)b；

其中，Tn为所述各个时间段变化量中的任一时间段变化量，所述预设区间包括所述第一区间、所述第二区间和所述第三区间。

优选地，所述依据所述各个报文数据段计算各个报文数据段变化量包括：

XORn＝dnXORdn-1；

其中，n为大于等于2的正整数，dn为第n个报文数据段，dn-1为第n-1个报文数据段，XORn为所述各个数据段变化量中的任一数据段变化量，XOR为取异或运算。

优选地，还包括：

依据预设条件，确定所述数据段变化量的长度和值，存储所述各个时间段变化量的长度和值。

优选地，依据预设条件，确定所述数据段变化量的长度和值，包括：

若XORn等于0，则Dn长度为1bit，值为(0)b；

若XORn不等于0，ZHn等于ZHn-1并且ZTn＝ZTn-1，则Dn长度为2+NZn bits，值为(10+DNZn)b；ZHn不等于ZHn-1或ZTn不等于ZTn-1，则Dn长度为14+NZn bits，值为11ZHn ZTnDNZn；

其中，ZHn为XORn中从最高位起连续0的个数，ZTn为从最低位起连续0的个数，中间有效数据段值为DNZn，有效长度为NZn＝64-ZHn-ZTn。

一种报文压缩存储装置，包括：

报文接收单元，用于接收原始报文数据；

时间戳处理单元，用于获取所述原始报文数据中的各个时间戳，第一时间戳为所述原始报文数据的基准时间，依据所述各个时间戳计算各个时间段变化量；

报文数据段处理单元，用于获取所述原始报文数据中的各个报文数据段，将所述各个报文数据段中的第一报文数据段作为基本报文数据段，依据所述各个报文数据段计算各个报文数据段变化量；

存储单元，用于记录所述原始报文数据的块头信息、所述原始报文数据的基准时间、所述各个时间段变化量、所述基本报文数据段和除所述第一报文数据段以外的各个报文数据段变化量。

优选地，所述块头信息包括：

通道号、CAN ID号、自定义重构字节序、报文发送周期和所述块头信息的长度为64Byte。

优选地，所述时间戳处理单元具体用于：

按照所述时间戳由先至后顺序，逐个计算在后与在前两个相邻的时间戳的差值，获得一组时间差；其中，将第二时间戳与所述第一时间戳的差值作为第一时间段变化量；

按照获得所述时间差的先后顺序，逐个计算在后与在前两个相邻的所述时间差的差值作为各个时间段变化量。

本发明实施例提供的技术方案，在对报文进行压缩存储时，获取接收的原始报文数据的各个时间戳以及各个报文数据段，并依据各个时间戳计算各个时间段变化量以及依据各个报文数据段计算各个报文数据段变化量，从而以记录原始报文数据的基准时间、各个时间段变化量、基本报文数据段和除第一报文数据段以外的各个报文数据段变化量代替直接记录原始报文。因此，相对于现有技术的存储方法，不仅节省了存储空间，而且提高了存储效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种报文压缩存储方法的一种流程示意图；

图2为本发明实施例所提供的一种报文压缩存储方法的另一种流程示意图；

图3为本发明实施例所提供的一种报文压缩存储装置的一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的一种报文压缩存储方法，如图1所示，该方法包括：

步骤S101、接收原始报文数据。

其中，原始报文数据为车载网络CAN总线上传递的通讯报文，每一原始报文数据至少包括时间戳和报文数据段。

步骤S102、获取原始报文数据中的各个时间戳，第一时间戳为原始报文数据的基准时间，依据各个时间戳计算各个时间段变化量。

其中，原始报文数据中携带多个时间戳，获取原始报文数据中的各个时间戳指的是获取原始报文数据中的每一原始报文数据的时间戳。

原始报文数据的基准时间取绝对时间，采用UTC时间格式，根据需要可精确到秒、毫秒或微妙。

步骤S103、获取原始报文数据中的各个报文数据段，将各个报文数据段中的第一报文数据段作为基本报文数据段，依据各个报文数据段计算各个报文数据段变化量。

其中，获取原始报文数据中的各个报文数据段指的是获取原始报文数据中各个时间戳对应的报文数据段，相应地，第一报文数据段指的是第一时间戳对应的报文数据段。

步骤S104、记录原始报文数据的块头信息、原始报文数据的基准时间、各个时间段变化量、基本报文数据段和除第一报文数据段以外的各个报文数据段变化量。

其中，原始报文数据的块头信息包括：通道号、CAN ID号、自定义重构字节序和报文发送周期，块头信息的长度为64Byte。

本发明实施例提供的技术方案，在对报文进行压缩存储时，获取接收的原始报文数据的各个时间戳以及各个报文数据段，并依据各个时间戳计算各个时间段变化量以及依据各个报文数据段计算各个报文数据段变化量，从而以记录原始报文数据的基准时间、各个时间段变化量、基本报文数据段和除第一报文数据段以外的各个报文数据段变化量代替直接记录原始报文数据。因此，相对于现有技术的存储方法，不仅节省了存储空间，而且提高了存储效率。

本发明实施例提供的一种报文压缩存储方法，如图2所示，该方法包括：

步骤S201、接收原始报文数据。

步骤S202、获取原始报文数据中的各个时间戳。

其中，各个时间戳中的第一时间戳为原始报文数据的基准时间。

步骤S203、按照时间戳由先至后顺序，逐个计算在后与在前两个相邻的时间戳的差值，获得一组时间差。

其中，将第二时间戳与第一时间戳的差值作为第一时间段变化量。

举例说明：

原始报文数据为t1，d1，t2，d2，t3，d3，......，tn，dn，其中，基准时间为t1，n为正整数；

则步骤S203获得的一组时间差为t2-t1，t3-t2，......，tn-tn-1。

步骤S204、按照获得时间差的正序顺序，逐个计算在后与在前两个相邻的时间差的差值作为各个时间段变化量。

基于上述举例计算的各个时间段变化量可以为：

T2＝(t3-t2)-(t2-t1)；

......

Tn＝(tn+1-tn)-(tn-tn-1)。

其中，第一时间段变化量为T1＝t2-t1。

步骤S205、依据预设区间，确定各个时间段变化量的长度和值。

优选地，步骤S205通过以下规则实现：

若Tn＝0，则Tn长度为1bit，值为0；

若Tn在第一区间[-63，64)，则Tn长度为9bits，值为(10+Tn)b；

若Tn在第二区间[-255，256)，则Tn长度为12bits，值为(110+Tn)b；

若Tn在第三区间[-2047，2048)，则Tn长度为16bits，值为(1110+Tn)b；

若Tn在第三区间以外，长度为36bits，值为(1111+Tn)b；

其中，Tn为各个时间段变化量中的任一时间段变化量，预设区间包括第一区间、第二区间和第三区间。

需要说明的是，当Tn位于第一区间时，按第一区间确定时间段变化量的长度和值，只有当Tn不位于第一区间，只位于第二区间时，才按第二区间确定时间段变化量的长度和值。例如，当Tn为52时，52处于区间[-63，64)，所以按第一区间确定时间段变化量的长度和值，当Tn为182时，182处于区间[-255，256)，所以按照第二区间确定时间段变化量的长度和值。

步骤S206、获取原始报文数据中的各个报文数据段，将各个报文数据段中的第一报文数据段作为基本报文数据段，依据各个报文数据段计算各个报文数据段变化量。

优选地，依据各个报文数据段计算各个报文数据段变化量包括：

XORn＝dnXORdn-1；

其中，n为大于等于2的正整数，dn为第n个报文数据段，dn-1为第n-1个报文数据段，XORn为各个数据段变化量中的任一数据段变化量，XOR表示异或运算。

步骤S207、依据预设条件，确定数据段变化量的长度和值。

优选地，步骤S207可以通过以下规则实现：

若XORn等于0，则Dn长度为1bit，值为(0)b；

若XORn不等于0，ZHn等于ZHn-1并且ZTn＝ZTn-1，则Dn长度为2+NZn bits，值为(10+DNZn)b；ZHn不等于ZHn-1或ZTn不等于ZTn-1，则Dn长度为14+NZn bits，值为：11ZHn ZTnDNZn；

其中，ZHn为XORn中从最高位起连续0的个数，ZTn为从最低位起连续0的个数，中间有效数据段值为DNZn，有效长度为NZn＝64-ZHn-ZTn。

步骤S208、记录原始报文数据的块头信息、原始报文数据的基准时间、各个时间段变化量的长度和值、基本报文数据段和除第一报文数据段以外的各个报文数据段变化量的长度和值。

本发明实施例提供的技术方案，在对报文进行压缩存储时，获取接收的原始报文数据的各个时间戳以及各个报文数据段，并依据各个时间戳计算各个时间段变化量以及依据各个报文数据段计算各个报文数据段变化量，计算各个时间段变化量的长度和值，同时计算除第一报文数据段以外的各个报文数据段变化量的长度和值，从而以记录原始报文数据的基准时间、各个时间段变化量的长度和值、基本报文数据段和除第一报文数据段以外的各个报文数据段变化量的长度和值代替直接记录原始报文数据。因此，相对于现有技术的存储方法，不仅节省了存储空间，而且提高了存储效率。

请参阅图3，图3为本发明实施例提供的报文压缩存储装置的一种结构示意图，该装置结构示意图中的各单元的工作过程参照图1对应的实施例中方法的执行过程，该装置包括：

报文接收单元310，用于接收原始报文数据。

时间戳处理单元320，用于获取原始报文数据中的各个时间戳，第一时间戳为原始报文数据的基准时间，依据各个时间戳计算各个时间段变化量。

优选地，时间戳处理单元具体用于：

按照时间戳由先至后顺序，逐个计算在后与在前两个相邻的时间戳的差值，获得一组时间差；其中，将第二时间戳与第一时间戳的差值作为第一时间段变化量。

按照获得时间差的正序顺序，逐个计算在后与在前两个相邻的时间差的差值作为各个时间段变化量。

依据预设区间，确定各个时间段变化量的长度和值，存储各个时间段变化量的长度和值：

若Tn＝0，则Tn长度为1bit，值为0；

若Tn在第一区间[-63，64)，则Tn长度为9bits，值为(10+Tn)b；

若Tn在第二区间[-255，256)，则Tn长度为12bits，值为(110+Tn)b；

若Tn在第三区间[-2047，2048)，则Tn长度为16bits，值为(1110+Tn)b；

若Tn在第三区间以外，长度为36bits，值为(1111+Tn)b；

其中，Tn为各个时间段变化量中的任一时间段变化量，预设区间包括第一区间、第二区间和第三区间。

报文数据段处理单元330，用于获取原始报文数据中的各个报文数据段，将各个报文数据段中的第一报文数据段作为基本报文数据段，依据各个报文数据段计算各个报文数据段变化量。

优选地，报文数据段处理单元所采用的公式为：

XORn＝dnXORdn-1；

其中，n为大于等于2的正整数，dn为第n个报文数据段，dn-1为第n-1个报文数据段，XORn为各个数据段变化量中的任一数据段变化量，XOR为取异或运算。

优选地，报文数据段处理单元还用于：

依据预设条件，确定数据段变化量的长度和值，存储各个时间段变化量的长度和值：

若XORn等于0，则Dn长度为1bit，值为(0)b；

若XORn不等于0，ZHn等于ZHn-1并且ZTn＝ZTn-1，则Dn长度为2+NZn bits，值为(10+DNZn)b；ZHn不等于ZHn-1或ZTn不等于ZTn-1，则Dn长度为14+NZn bits，值为：11ZHn ZTnDNZn；

其中，ZHn为XORn中从最高位起连续0的个数，ZTn为从最低位起连续0的个数，中间有效数据段值为DNZn，有效长度为NZn＝64-ZHn-ZTn。

存储单元340，用于记录原始报文数据的块头信息、原始报文数据的基准时间、各个时间段变化量、基本报文数据段和除第一报文数据段以外的各个报文数据段变化量。

本发明实施例提供的技术方案，在对报文进行压缩存储时，获取接收的原始报文数据的各个时间戳以及各个报文数据段，并依据各个时间戳计算各个时间段变化量以及依据各个报文数据段计算各个报文数据段变化量，从而以记录原始报文数据的基准时间、各个时间段变化量、基本报文数据段和除第一报文数据段以外的各个报文数据段变化量代替直接记录原始报文数据。因此，相对于现有技术的存储方法，不仅节省了存储空间，而且提高了存储效率。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

对于装置或系统实施例而言，由于其基本相应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置或系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，在没有超过本申请的精神和范围内，可以通过其他的方式实现。当前的实施例只是一种示范性的例子，不应该作为限制，所给出的具体内容不应该限制本申请的目的。例如，所述单元或子单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或多个子单元结合一起。另外，多个单元可以或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

另外，所描述系统，装置和方法以及不同实施例的示意图，在不超出本申请的范围内，可以与其它系统，模块，技术或方法结合或集成。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种报文压缩存储方法，其特征在于，包括：

接收原始报文数据；

获取所述原始报文中的各个时间戳，第一时间戳为所述原始报文数据的基准时间，依据所述各个时间戳计算各个时间段变化量；

获取所述原始报文数据中的各个报文数据段，将所述各个报文数据段中的第一报文数据段作为基本报文数据段，依据所述各个报文数据段计算各个报文数据段变化量；

记录所述原始报文数据的块头信息、所述原始报文数据的基准时间、所述各个时间段变化量、所述基本报文数据段和除所述第一报文数据段以外的各个报文数据段变化量。

2.根据权利要求1所述的报文压缩存储方法，其特征在于，所述块头信息包括：

通道号、CAN ID号、自定义重构字节序和报文发送周期，所述块头信息的长度为64Byte。

3.根据权利要求1所述的报文压缩存储方法，其特征在于，所述依据所述各个时间戳计算各个时间段变化量，包括：

按照所述时间戳由先至后顺序，逐个计算在后与在前两个相邻的时间戳的差值，获得一组时间差；其中，将第二时间戳与所述第一时间戳的差值作为第一时间段变化量；

按照获得所述时间差的先后顺序，逐个计算在后与在前两个相邻的所述时间差的差值作为各个时间段变化量。

4.根据权利要求3所述的报文压缩存储方法，其特征在于，还包括：依据预设区间，确定所述各个时间段变化量的长度和值，存储所述各个时间段变化量的长度和值：

若Tn＝0，则Tn长度为1bit，值为0；

若Tn在第一区间[-63，64)，则Tn长度为9bits，值为(10+Tn)b；

若Tn在第二区间[-255，256)，则Tn长度为12bits，值为(110+Tn)b；

若Tn在第三区间[-2047，2048)，则Tn长度为16bits，值为(1110+Tn)b；

若Tn在所述第三区间以外，长度为36bits，值为(1111+Tn)b；

其中，Tn为所述各个时间段变化量中的任一时间段变化量，所述预设区间包括所述第一区间、所述第二区间和所述第三区间。

5.根据权利要求1所述的报文压缩存储方法，其特征在于，所述依据所述各个报文数据段计算各个报文数据段变化量包括：

XORn＝dnXORdn-1；

其中，n为大于等于2的正整数，dn为第n个报文数据段，dn-1为第n-1个报文数据段，XORn为所述各个数据段变化量中的任一数据段变化量，XOR为取异或运算。

6.根据权利要求5所述的报文压缩方法，其特征在于，还包括：

依据预设条件，确定所述数据段变化量的长度和值，存储所述各个时间段变化量的长度和值。

7.根据权利要求6所述的报文压缩方法，其特征在于，所述依据预设条件，确定所述数据段变化量的长度和值，包括：

若XORn等于0，则Dn长度为1bit，值为(0)b；

若XORn不等于0，ZHn等于ZHn-1并且ZTn＝ZTn-1，则Dn长度为2+NZnbits，值为(10+DNZn)b；ZHn不等于ZHn-1或ZTn不等于ZTn-1，则Dn长度为14+NZn bits，值为11ZHn ZTnDNZn；

其中，ZHn为XORn中从最高位起连续0的个数，ZTn为从最低位起连续0的个数，中间有效数据段值为DNZn，有效长度为NZn＝64-ZHn-ZTn。

8.一种报文压缩存储装置，其特征在于，包括：

报文接收单元，用于接收原始报文数据；

时间戳处理单元，用于获取所述原始报文数据中的各个时间戳，第一时间戳为所述原始报文数据的基准时间，依据所述各个时间戳计算各个时间段变化量；

报文数据段处理单元，用于获取所述原始报文数据中的各个报文数据段，将所述各个报文数据段中的第一报文数据段作为基本报文数据段，依据所述各个报文数据段计算各个报文数据段变化量；

存储单元，用于记录所述原始报文的块头信息、所述原始报文数据的基准时间、所述各个时间段变化量、所述基本报文数据段和除所述第一报文数据段以外的各个报文数据段变化量。

9.根据权利要求8所述的报文压缩存储装置，其特征在于，所述块头信息包括：

通道号、CAN ID号、自定义重构字节序和报文发送周期，所述块头信息的长度为64Byte。

10.根据权利要求8所述的报文压缩存储装置，其特征在于，所述时间戳处理单元具体用于：

按照所述时间戳由先至后顺序，逐个计算在后与在前两个相邻的时间戳的差值，获得一组时间差；其中，将第二时间戳与所述第一时间戳的差值作为第一时间段变化量；

按照获得所述时间差的先后顺序，逐个计算在后与在前两个相邻的所述时间差的差值作为各个时间段变化量。