CN111182517A - 一种can与蓝牙的数据转换系统及其数据发送方法 - Google Patents

一种can与蓝牙的数据转换系统及其数据发送方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种CAN与蓝牙的数据转换系统，包括：汽车CAN网络；数据转换模块，数据转换模块包括微控制单元、若干CAN收发器以及第一蓝牙模块，若干CAN收发器的第一CAN通信接口分别对应地与若干CAN接口连接，其第二CAN通信接口分别连接至微控制单元上，微控制单元通过串行接口与所述第一蓝牙模块连接；以及设置在智能移动设备内的第二蓝牙模块，第二蓝牙模块通过蓝牙无线网络与数据转换模块内的第一蓝牙模块进行通信连接。还公开了一种CAN与蓝牙的数据转换系统的数据发送方法。本发明通过设置CAN ID转换的优先级解决了高速的CAN网络和低速蓝牙通讯数据无规律丢失的问题，确保了重要数据的传输。

Description

一种CAN与蓝牙的数据转换系统及其数据发送方法
技术领域
本发明涉及汽车电子技术领域，尤其涉及一种CAN与蓝牙的数据转换系统及其数据发送方法。
背景技术
目前市面上存在不少的CAN与蓝牙的数据转换装置，其基本的转化方法是直接把收到的CAN报文直接发送到蓝牙上，但是往往CAN的速率比蓝牙的空中比特率和蓝牙模块接口的波特率更高(一般采用使用串行口和蓝牙模块通讯)，普遍存在一个问题就是只能适应数据量比较少的应用场合，数据量一大就会出现大量的数据丢失，而且丢失的数据是没有规律的。
为了解决蓝牙数据的数据丢失问题，专利号为201410062138.4的发明专利公开了一种车载系统用蓝牙和CAN的数据转换装置，其在通信的过程中使用了应答机制，接收方对接收到的数据进行校验并返回接收标志，通知对方是否正确收到数据。然而，这种方式降低了数据的吞吐量，对于大量的数据，这种方式会出现大量的CAN数据无法及时发送出去而导致缓冲器溢出。
此外，专利申请号为201611116387.2的中国发明专利申请公开了一种基于蓝牙和OBD的CAN网络智能监测系统及监测方法，其通过设定ID过滤区间，只接收用户关心的信息，减少了CAN的数据量。但是如果用户关心的信息比较多，这样的过滤区间会比较大，容易导致数据量大于蓝牙的传输速度的问题。
在汽车CAN上会产生周期性的CAN报文，这些CAN报文通过固定的周期发送，不管数据是否发生变化都会周期性发送。另一种使用UDS(通用诊断协议)，基于服务器和客户端模式，通信的过程中采用流量控制，需要每次的请求应答都能被正确的收发。一般都是用平板或者手机接入蓝牙，查看数据，往往也不需要每一次的周期性数据都需要接收。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一在于：针对现有技术的不足而提供一种CAN与蓝牙的数据转换系统。
本发明所要解决的技术问题之二在于：提供一种上述CAN与蓝牙的数据转换装置的数据发送方法。
作为本发明第一方面的一种CAN与蓝牙的数据转换系统，包括：
汽车CAN网络，所述汽车CAN网络具有若干CAN接口；
数据转换模块，所述数据转换模块包括微控制单元、若干CAN收发器以及第一蓝牙模块，所述若干CAN收发器与所述CAN接口上的CAN接口呈一一对应的关系且其第一CAN通信接口分别对应地与所述若干CAN接口连接，其第二CAN通信接口分别连接至所述微控制单元上，所述微控制单元通过串行接口与所述第一蓝牙模块连接，所述微控制单元内具有一CAN数据接收环形队列缓冲区和一蓝牙数据发送环形队列缓冲区，所述CAN数据接收环形队列缓冲区一方面用于接收所述汽车CAN网络发送的CAN数据并进行存储，另一方面用于将待发送的CAN数据放入所述蓝牙数据发送环形队列缓冲区内，所述蓝牙数据发送环形队列缓冲区一方面用于接收所述CAN数据接收环形队列缓冲区传送来的待发送的CAN数据，另一方面用于将待发送的CAN数据按照排列顺序依次通过所述第一蓝牙模块向外发送；以及
设置在智能移动设备内的第二蓝牙模块，所述第二蓝牙模块通过蓝牙无线网络与所述数据转换模块内的第一蓝牙模块进行通信连接。
作为本发明第二方面的一种CAN与蓝牙的数据转换系统的数据发送方法，包括以下步骤：
步骤S10，通过智能移动设备设置高优先级CAN ID，并将设置好的高优先级CAN ID发送至数据转换模块的微控制单元中进行保存；
步骤S20，汽车CAN网络向所述数据转换模块发送CAN数据；
步骤S30，所述数据转换模块按照优先级的方式将接收到的CAN数据分配至所述微控制单元的CAN数据接收环形队列缓冲区中，并且按照顺序依次复制到蓝牙数据发送环形队列缓冲区中；
步骤S40，所述数据转换模块将蓝牙数据发送环形队列缓冲区所存储的CAN数据依次通过蓝牙无线网络发送至智能移动设备，当所述蓝牙数据发送环形队列缓冲区中没有数据时，所述数据转换模块中的CAN数据接收环形队列缓冲区按照顺序弹出一组CAN数据复制至所述蓝牙数据发送环形队列缓冲区中。
在本发明的一个优选实施例中，所述步骤S30包括以下子步骤：
步骤S31，当所述数据转换模块接收到汽车CAN网络发送的CAN数据时，判断接收到的CAN数据所对应的CAN ID在所述CAN数据接收环形队列缓冲区中是否已存在，若判断为不存在，则进入步骤S32，否则进入步骤S33；
步骤S32，将该CAN数据放入所述CAN数据接收环形队列缓冲区中；
步骤S33，判断该CAN数据所对应的CAN ID是否为高优先级CAN ID，若判断为是，则进入步骤S34，否则进入步骤S35；
步骤S34，将该CAN数据放入所述CAN数据接收环形队列缓冲区中；
步骤S35，将该CAN数据丢弃。
在本发明的一个优选实施例中，所述步骤S40包括以下子步骤：
步骤S41，当所述数据转换模块向智能移动设备发送蓝牙数据时，判断所述蓝牙数据发送环形队列缓冲区是否为空，若判断为是，则进入步骤S42，若判断为否，则进入步骤S45；
步骤S42，判断所述CAN数据接收环形队列缓冲区是否为空，若判断为是，则进入步骤S43，若判断为否，则进入步骤S44；
步骤S43，终止向智能移动设备发送蓝牙数据；
步骤S44，所述CAN数据接收环形队列缓冲区按照顺序弹出一组CAN数据复制至所述蓝牙数据发送环形队列缓冲区中，随后进入步骤S45；
步骤S45，检查串行接口是否为发送状态，若检查为是，则进入步骤S46，若检查为否，则进入步骤S47；
步骤S46，所述蓝牙数据发送环形队列缓冲区通过蓝牙无线网络依次将其存储的蓝牙数据发送至智能移动设备中；
步骤S47，停止向智能移动设备发送蓝牙数据。
由于采用了如上技术方案，本发明的有益效果在于：本发明采用微控制单元控制器通过串行接口与蓝牙模块进行通信，实现CAN和蓝牙的数据转化。针对CAN的速率大于蓝牙的问题，本发明通过设置CAN ID的优先级，对于高优先级的CAN数据，全部收到的数据全部放入蓝牙数据发送环形队列缓冲区，确保有效发送到蓝牙模块。对于非高优先级的报文，检查CAN数据接收环形队列缓冲区中所存储的CAN ID是否已经有了该CAN ID，如果已经存在，则不放入CAN数据接收环形队列缓冲区，如果不存在的情况下，则放入发送CAN数据接收环形队列缓冲区中。本发明通过设置CAN ID转换的优先级解决了高速的CAN网络和低速蓝牙通讯数据无规律丢失的问题，确保了重要数据的传输。对于CAN实际数据量不太的情况也也能实现所有的CAN数据的转换。
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地介绍，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的CAN与蓝牙的数据转换系统的结构示意图。
图2是本发明的数据发送方法的流程示意图。
图3是本发明的接收CAN数据的流程图。
图4是本发明的CAN数据发送的流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1，图中给出的是一种CAN与蓝牙的数据转换系统，包括汽车CAN网络100、数据转换模块200以及设置在智能移动设备10内的蓝牙模块300。
汽车CAN网络100上可能存在多个CAN网络，也可能波特率不一样。因此，在本实施例中，汽车CAN网络100具有两个CAN接口110a、110b，可以同时转化两路的CAN数据。当然，汽车CAN网络100上的CAN接口并不局限于本实施例中的数量，其应根据实际情况而设定。
数据转换模块200包括微控制单元210、CAN收发器220a、220b以及蓝牙模块230，CAN收发器220a、220b与汽车的CAN接口上的CAN网络110a、110b呈一一对应的关系且其第一CAN通信接口分别对应地与CAN接口110a、110b连接，其第二CAN通信接口分别连接至微控制单元210上，微控制单元210通过串行接口与蓝牙模块230连接。CAN接口110a、110b提供12V的电源，用于对数据转换模块200进行供电。微控制单元210内具有一CAN数据接收环形队列缓冲区211和一蓝牙数据发送环形队列缓冲区212。CAN数据接收环形队列缓冲区211一方面用于接收汽车CAN网络100发送的CAN数据并进行存储，另一方面用于将待发送的CAN数据放入蓝牙数据发送环形队列缓冲区212内。蓝牙数据发送环形队列缓冲区212一方面用于接收CAN数据接收环形队列缓冲区211传送来的待发送的CAN数据，另一方面用于将待发送的蓝牙数据按照排列顺序依次通过蓝牙模块230向外发送。
蓝牙模块300通过蓝牙无线网络与数据转换模块200内的蓝牙模块230进行通信连接。
参见图2并结合图1，图中给出的是一种CAN与蓝牙的数据转换系统的数据发送方法，包括以下步骤：
步骤S10，通过智能移动设备10设置高优先级CAN ID，并将设置好的高优先级CANID发送至数据转换模块200的微控制单元210中进行保存；
步骤S20，汽车CAN网络100向数据转换模块200发送CAN数据；
步骤S30，数据转换模块200按照优先级的方式将接收到的CAN数据分配至数据转换模块200的CAN数据接收环形队列缓冲区211或者蓝牙数据发送环形队列缓冲区212中；
步骤S40，数据转换模块200将蓝牙数据发送环形队列缓冲区所存储的蓝牙数据依次通过蓝牙无线网络发送至智能移动设备10，当蓝牙数据发送环形队列缓冲区212中没有数据时，数据转换模块200中的CAN数据接收环形队列缓冲区211按照顺序弹出一组CAN数据复制至蓝牙数据发送环形队列缓冲区212中。
参见图3并结合图1，在步骤S30中，数据转换模块200按照优先级的方式将接收到的CAN数据分配至数据转换模块200的CAN数据接收环形队列缓冲区211或者蓝牙数据发送环形队列缓冲区212中，具体包括以下子步骤：
步骤S31，当数据转换模块200接收到汽车CAN网络100发送的CAN数据时，判断接收到的CAN数据所对应的CAN ID在CAN数据接收环形队列缓冲区211中是否已存在，若判断为不存在，则进入步骤S32，否则进入步骤S33；
步骤S32，将该CAN数据放入CAN数据接收环形队列缓冲区中211；
步骤S33，判断该CAN数据所对应的CAN ID是否为高优先级CAN ID，若判断为是，则进入步骤S34，否则进入步骤S35；
步骤S34，将该CAN数据放入蓝牙数据发送环形队列缓冲区中212；
步骤S35，将该CAN数据丢弃。
参见图4并结合图1，在步骤S40中，数据转换模块200将蓝牙数据发送环形队列缓冲区所存储的CAN数据依次通过蓝牙无线网络发送至智能移动设备10，当蓝牙数据发送环形队列缓冲区212中没有数据时，数据转换模块200中的CAN数据接收环形队列缓冲区211按照顺序弹出一组CAN数据复制至蓝牙数据发送环形队列缓冲区212中，具体包括以下子步骤：
步骤S41，当数据转换模块200向智能移动设备10发送CAN数据时，判断蓝牙数据发送环形队列缓冲区212是否为空，若判断为是，则进入步骤S42，若判断为否，则进入步骤S45；
步骤S42，判断CAN数据接收环形队列缓冲区212是否为空，若判断为是，则进入步骤S43，若判断为否，则进入步骤S44；
步骤S43，终止向智能移动设备10发送CAN数据；
步骤S44，CAN数据接收环形队列缓冲区211按照顺序弹出一组CAN数据复制至蓝牙数据发送环形队列缓冲区212中，随后进入步骤S45；
步骤S45，检查串行接口是否为发送状态，若检查为是，则进入步骤S46，若检查为否，则进入步骤S47；
步骤S46，蓝牙数据发送环形队列缓冲区212通过蓝牙无线网络依次将其存储的蓝牙数据发送至智能移动设备10中；
步骤S47，停止向智能移动设备10发送蓝牙数据。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种CAN与蓝牙的数据转换系统，其特征在于，包括：
汽车CAN网络，所述汽车CAN网络具有若干CAN接口；
数据转换模块，所述数据转换模块包括微控制单元、若干CAN收发器以及第一蓝牙模块，所述若干CAN收发器与所述若干汽车CAN接口呈一一对应的关系且其第一CAN通信接口分别对应地与所述若干汽车CAN接口连接，其第二CAN通信接口分别连接至所述微控制单元上，所述微控制单元通过串行接口与所述第一蓝牙模块连接，所述微控制单元内具有一CAN数据接收环形队列缓冲区和一蓝牙数据发送环形队列缓冲区，所述CAN数据接收环形队列缓冲区一方面用于接收所述汽车CAN网络发送的CAN数据并进行存储，另一方面用于将待发送的CAN数据放入所述蓝牙数据发送环形队列缓冲区内，所述蓝牙数据发送环形队列缓冲区一方面用于接收所述CAN数据接收环形队列缓冲区传送来的待发送的CAN数据，另一方面用于将待发送的CAN数据按照排列顺序依次通过所述第一蓝牙模块向外发送；以及
设置在智能移动设备内的第二蓝牙模块，所述第二蓝牙模块通过蓝牙无线网络与所述数据转换模块内的第一蓝牙模块进行通信连接。
2.一种如权利要求1所述的CAN与蓝牙的数据转换系统的数据发送方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S10，通过智能移动设备设置高优先级CAN ID，并将设置好的高优先级CAN ID发送至数据转换模块的微控制单元中进行保存；
步骤S20，汽车CAN网络向所述数据转换模块发送CAN数据；
步骤S30，所述数据转换模块按照优先级的方式将接收到的CAN数据分配至所述微控制单元的CAN数据接收环形队列缓冲区中，并且按照顺序依次复制到蓝牙数据发送环形队列缓冲区中；
步骤S40，所述数据转换模块将蓝牙数据发送环形队列缓冲区所存储的CAN数据依次通过蓝牙无线网络发送至智能移动设备，当所述蓝牙数据发送环形队列缓冲区中没有数据时，所述数据转换模块中的CAN数据接收环形队列缓冲区按照顺序弹出一组CAN数据复制至所述蓝牙数据发送环形队列缓冲区中。
3.如权利要求2所述的数据发送方法，其特征在于，所述步骤S30包括以下子步骤：
步骤S31，当所述数据转换模块接收到汽车CAN网络发送的CAN数据时，判断接收到的CAN数据所对应的CAN ID在所述CAN数据接收环形队列缓冲区中是否已存在，若判断为不存在，则进入步骤S32，否则进入步骤S33；
步骤S32，将该CAN数据放入所述CAN数据接收环形队列缓冲区中；
步骤S33，判断该CAN数据所对应的CAN ID是否为高优先级CAN ID，若判断为是，则进入步骤S34，否则进入步骤S35；
步骤S34，将该CAN数据放入所述CAN数据接收环形队列缓冲区中；
步骤S35，将该CAN数据丢弃。
4.如权利要求2所述的数据发送方法，其特征在于，所述步骤S40包括以下子步骤：
步骤S41，当所述数据转换模块向智能移动设备发送蓝牙数据时，判断所述蓝牙数据发送环形队列缓冲区是否为空，若判断为是，则进入步骤S42，若判断为否，则进入步骤S45；
步骤S42，判断所述CAN数据接收环形队列缓冲区是否为空，若判断为是，则进入步骤S43，若判断为否，则进入步骤S44；
步骤S43，终止向智能移动设备发送蓝牙数据；
步骤S44，所述CAN数据接收环形队列缓冲区按照顺序弹出一组CAN数据复制至所述蓝牙数据发送环形队列缓冲区中，随后进入步骤S45；
步骤S45，检查串行接口是否为发送状态，若检查为是，则进入步骤S46，若检查为否，则进入步骤S47；
步骤S46，所述蓝牙数据发送环形队列缓冲区通过蓝牙无线网络依次将其存储的蓝牙数据发送至智能移动设备中；
步骤S47，停止向智能移动设备发送蓝牙数据。
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