CN111131520B - 一种基于边缘云环境的虚拟can口多路复用技术的实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于边缘云环境的虚拟can口多路复用技术的实现方法，本方法首先创建一个包括虚拟can驱动、can客户端和can服务端的虚拟can口，然后进行can口配置管理服务和can口数据通信服务，并且虚拟can驱动可以关联多个应用程序，即一个虚拟can口可以同时被多个应用程序使用。本发明提供一种虚拟can口，本虚拟can口在同一时间能被多个应用程序使用，并且本虚拟can口可以连接不同的应用程序并与不同的物理can口相关联，易于扩展，可以有效的解决传统物理can口信道容易出现堵塞从而导致数据出错、不一致、不可预测的问题。

Description

一种基于边缘云环境的虚拟can口多路复用技术的实现方法
技术领域
本发明提出一种基于边缘云环境的虚拟can口多路复用技术的实现方法，属于边缘云计算领域。
背景技术
思科在2016-2021年的全球云指数中指出：接入互联网的设备数量将从2016年的171亿增加到271亿。每天产生的数据量也在增加，传统的云计算模型将所有数据通过网络上传至云计算中心会产生很多不足，例如：互联实时性需求，数据安全问题，耗能问题等；
在智能化业务场景应用驱动下，“云+智能”新业态逐步形成，已经逐步成为业务战略发展的长期选择和行业共识，越来越多的业务场景开始上云。而如今，边缘云模型成为新型万物互联应用的支撑平台，在金融、军队、工业以及医疗行业等前景广阔。
由于can总线的高可靠性和实时性，在边缘云场景下，特定业务需要can总线作为现场设备及的通信的支持，以获取或采集业务相关的数据信息，但在大量数据进行传输时，can模块之间的数据传输容易出现信道阻塞。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于边缘云环境的虚拟can口多路复用技术的实现方法，用来解决传统模型下can口信道数据出错、堵塞、不一致的问题。
为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于边缘云环境的虚拟can口多路复用技术的实现方法，包括以下步骤：S01）、创建虚拟can口，虚拟can口包括虚拟can驱动、can客户端和can服务端，虚拟can驱动一端与应用程序相连，另一端与can客户端相连，can客户端与can服务端通过以太网相连，can服务端连接物理can口；S02）、通过权限配置文件指定有权限修改can口属性的应用程序或客户端，根据该权限配置文件决定是否允许应用程序或客户端来修改can口属性，若允许，则根据权限配置文件向can服务端发送can口属性修改指令，以完成can口属性的修改；S03）、在虚拟机内启动虚拟can口数据服务后，can客户端自动与以太网上的can服务端连接，建立通信通道，当应用程序对虚拟can口进行写操作时，can客户端通过网络连接将数据发送到can服务端，再从can服务端连接的物理can口将数据发送出去；当物理can口接收到数据时，can服务端从物理can口上读取数据，然后通过网络连接发送给can客户端，由can客户端将数据转发至虚拟can驱动，由虚拟can驱动转发给应用程序。
进一步的，一个虚拟can口与多个应用程序关联，即一个虚拟can口可以同时被多个应用程序使用。
进一步的，步骤S02具体为：当虚拟机内启动虚拟can口配置管理服务后，can客户端自动与以太网上的can服务端连接建立通信通道，连接建立后，can服务端向新连接的can客户端广播权限配置及can口属性信息，can客户端收到广播后判断自己是否有权限，若有权限，则根据应用程序配置的can口属性信息向can服务端发送修改属性指令，若没有权限，则记录can服务端广播的can口属性，后续即以此来进行can口通信；can服务端收到can客户端发送的can口属性修改指令，首先判断该can客户端是否有权限修改，若有权限，则修改can口属性，然后广播新的can口属性至所有连接的can客户端，若没有权限，则忽略该指令。
进一步的，步骤S03中，应用程序对虚拟can口进行写操作时，can客户端通过虚拟can驱动捕获应用程序发出的数据，然后通过网络连接将数据发送到can服务端。
进一步的，通过TCP连接进行can客户端与can服务端之间的数据交互。
进一步的，虚拟can口是一个利用底层设备驱动技术创建的、行为特性与传统can口一样但并无对应can口硬件的编程接口。
进一步的，虚拟can口驱动设置为自启动。
本发明的有益效果：本发明提供一种虚拟can口，本虚拟can口在同一时间能被多个应用程序使用，并且本虚拟can口易于扩展，可以有效的解决传统物理can口信道容易出现堵塞从而导致数据出错、不一致、不可预测的问题。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为虚拟can口的原理示意图；
图2为虚拟can口命令配置流程图；
图3为虚拟can口数据转发流程图；
图4为虚拟can口多路复用转发流程图。
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。
实施例1
边缘云场景多被应用在医疗保健、视频分析、车辆互联、移动大数据分析、海洋检测控制等终端层，由于物理can口设置同一时间只能供一个应用程序使用，这很大程度上限制的can口资源的使用，而且物理设备can口的扩展又十分的有限。
针对此问题，本实施例公开一种基于边缘云环境的虚拟can口多路复用技术的实现方法，包括以下步骤：
S01）、创建虚拟can口
如图1所示，虚拟can口包括虚拟can驱动、can客户端和can服务端，虚拟can驱动一端与应用程序相连，另一端与can客户端相连，can客户端与can服务端通过以太网相连，can服务端连接物理can口（图1中，只示意出了物理can口的can驱动）。
本实施例中，所述虚拟can口是利用底层设备驱动技术创建的一个可供应用程序访问的编程接口，其行为特性与传统的物理can口一样，但计算机中并无对应的can口硬件。虚拟can口通常通过其他通讯方式与某一个物理can口关联，使应用程序对虚拟can口的访问映射为对物理can口的访问。本实施例中，所述通讯方式通过can客户端和can服务端实现。
S02）、进行can口配置管理服务
can口配置管理服务通过权限配置文件指定有权限修改can口波特率等属性的应用程序或客户端，根据该权限配置文件决定是否允许应用程序或客户端来修改can口属性，若允许，则根据权限配置文件向can服务端发送can口属性修改指令，以完成can口属性的修改。
具体如图2所示，当虚拟机内启动虚拟can口配置管理服务（can客户端）后，自动与以太网上的can口联网设备（can服务端）连接，建立通信通道（通过can客户端与can服务端建立通信）。连接建立后，can服务端向新连接can客户端广播权限配置及can口波特率等属性信息；can客户端收到广播后判断自己是否有权限，若有权限则根据应用程序配置的can口波特率等属性向can服务端发送修改属性指令，若没有权限则记录can服务端广播的can口属性，后续即以此来进行can口通信。若can服务端收到can客户端发送的can口属性修改指令，首先判断该can客户端是否有权限修改，若有权限则修改can口属性，然后广播新的can口属性至所有连接的can客户端，若没有权限则忽略该指令。
S03）、进行can口数据通信服务
can口数据通信服务基于can客户端和can服务端进行。
如图3所示，在虚拟机内启动虚拟can口数据服务（can客户端）后，自动与以太网上的can口联网设备（can服务端）连接，建立通信通道（通过can客户端与can服务端建立通信）。数据以can口配置管理服务配置的can口属性进行通信。当应用程序进行对虚拟can口的写操作时，can客户端通过虚拟驱动捕获应用程序发出的数据，然后通过TCP连接，将数据发到can服务端；can服务端收到数据后，将数据从物理can口设备发送出去。当物理can口设备接收到数据时，can服务端将从物理can口设备上读取数据，然后通过TCP连接发送给can客户端，然后由can客户端将数据转发至虚拟can口，由虚拟can口转发给应用程序。
S04）、设置多路复用
一个虚拟can口可以与多个应用程序关联。即一个虚拟can口可以同时被多个应用程序使用。
如图4所示，多路复用时，虚拟can口将各应用程序发送的数据复制，分别通过client、server（TCP/IP）发送给对应的can口联网设备，并通过物理can口将数据发送出去。对端虚拟can口收到数据后通过server、client（TCP/IP）发送给已连接的所有客户端及客户端对应的应用程序。
本实施例中，采用can口工具testCan对虚拟can口进行测试验证。
本实施例提供一种虚拟can口，本虚拟can口在同一时间能被多个应用程序使用，并且本虚拟can口可以连接不同的应用程序并与不同的物理can口相关联，易于扩展，可以有效的解决传统物理can口信道容易出现堵塞从而导致数据出错、不一致、不可预测的问题。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于边缘云环境的虚拟can口多路复用技术的实现方法，虚拟can口是一个利用底层设备驱动技术创建的、行为特性与传统can口一样但并无对应can口硬件的编程接口，其特征在于：包括以下步骤：S01）、创建虚拟can口，虚拟can口包括虚拟can驱动、can客户端和can服务端，虚拟can驱动一端与应用程序相连，另一端与can客户端相连，can客户端与can服务端通过以太网相连，can服务端连接物理can口；S02）、通过权限配置文件指定有权限修改can口属性的应用程序或客户端，根据该权限配置文件决定是否允许应用程序或客户端来修改can口属性，若允许，则根据权限配置文件向can服务端发送can口属性修改指令，以完成can口属性的修改；S03）、在虚拟机内启动虚拟can口数据服务后，can客户端自动与以太网上的can服务端连接，建立通信通道，当应用程序对虚拟can口进行写操作时，can客户端通过网络连接将数据发送到can服务端，再从can服务端连接的物理can口将数据发送出去；当物理can口接收到数据时，can服务端从物理can口上读取数据，然后通过网络连接发送给can客户端，由can客户端将数据转发至虚拟can驱动，由虚拟can驱动转发给应用程序；
步骤S02具体为：当虚拟机内启动虚拟can口配置管理服务后，can客户端自动与以太网上的can服务端连接建立通信通道，连接建立后，can服务端向新连接的can客户端广播权限配置及can口属性信息，can客户端收到广播后判断自己是否有权限，若有权限，则根据应用程序配置的can口属性信息向can服务端发送修改属性指令，若没有权限，则记录can服务端广播的can口属性，后续即以此来进行can口通信；can服务端收到can客户端发送的can口属性修改指令，首先判断该can客户端是否有权限修改，若有权限，则修改can口属性，然后广播新的can口属性至所有连接的can客户端，若没有权限，则忽略该指令。
2.根据权利要求1所述的基于边缘云环境的虚拟can口多路复用技术的实现方法，其特征在于：一个虚拟can口与多个应用程序关联，即一个虚拟can口可以同时被多个应用程序使用。
3.根据权利要求1所述的基于边缘云环境的虚拟can口多路复用技术的实现方法，其特征在于：步骤S03中，应用程序对虚拟can口进行写操作时，can客户端通过虚拟can驱动捕获应用程序发出的数据，然后通过网络连接将数据发送到can服务端。
4.根据权利要求1或3所述的基于边缘云环境的虚拟can口多路复用技术的实现方法，其特征在于：通过TCP连接进行can客户端与can服务端之间的数据交互。
5.根据权利要求1所述的基于边缘云环境的虚拟can口多路复用技术的实现方法，其特征在于：虚拟can口驱动设置为自启动。
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