CN112187790A

CN112187790A - 一种信号标识的生成方法、报文传输方法及装置

Info

Publication number: CN112187790A
Application number: CN202011034883.XA
Authority: CN
Inventors: 贾文俊
Original assignee: Beijing Rockwell Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Rockwell Technology Co Ltd
Priority date: 2020-09-27
Filing date: 2020-09-27
Publication date: 2021-01-05
Anticipated expiration: 2040-09-27
Also published as: CN112187790B

Abstract

本申请公开了一种信号ID的生成方法、报文传输方法及装置，所述方法包括获取目标信号在CAN报文中的起始位值；获取所述目标信号的长度值；获取所述CAN报文的报文ID属性值；将所述起始位值、所述长度值和所述报文ID属性值通过按位或运算，得到所述信号标识，用以对CAN报文中的目标信号进行标识。本申请实施例通过优化信号ID的信息构成，使得信号ID的字节数得以减少，极大程度地减少报文传输中信号ID占用的数据流量，可降低数据采集和传输中的流量成本。

Description

一种信号标识的生成方法、报文传输方法及装置

技术领域

本申请涉及报文信息传输技术领域，尤其涉及一种信号标识的生成方法、报文传输方法及装置。

背景技术

现有技术中用于报文信息传输的信号标识通常是由4部分信息要素生成的8字节Long型数字。

在CAN网络中进行数据上传时通常会将多个信号组装后上传，因为数据上传频率较高，且每个信号的每次上传都会携带该信号的信号标识，所以在数据传输或上传过程中信号标识会占用或者说消耗较多的数据流量。所以如何减少CAN网络数据上传过程中的信号标识对数量流量的占用和消耗就是一个人们长期以来希望解决的问题。

发明内容

(一)发明目的

本申请的目的是提供一种信号标识的生成方法、报文传输方法及装置，通过改进信号标识的信息要素构成，减少信号标识的字节数，从而减少报文传输中信号标识占用的数据流量。

(二)技术方案

第一方面，本申请实施例提供了一种信号标识的生成方法，所述方法包括：

获取目标信号在CAN报文中的起始位值；

获取所述目标信号的长度值；

获取所述CAN报文的报文ID属性值；

将所述起始位值、所述长度值和所述报文ID属性值通过按位或运算，得到所述信号标识，用以对CAN报文中的目标信号进行标识。

一些实施例中，所述将所述起始位值、所述长度值和所述报文ID属性值通过按位或运算之前，还包括：

将所述起始位值和所述长度值均转换为8位二进制数；

将所述报文ID属性值均转换为16位二进制数。

将所述起始位值和所述长度值均转换为8位二进制数；

将所述报文ID属性值均转换为16位二进制数。

一些实施例中，所述获取目标信号在CAN报文中的起始位值，包括：

确定所述目标信号的信号名称；

根据所述CAN报文中对所述信号名称的排位规则，确定所述目标信号在所述CAN报文中的起始位值。

一些实施例中，所述获取所述目标信号的长度值，包括：

确定所述目标信号的信号名称；

根据所述CAN报文中对所述信号名称对应的目标信号的数值类型，确定所述目标信号的长度值。

第二方面，本申请实施例提供了一种CAN报文传输方法，包括：

采用第一方面所述的方法生成信号标识；

使用所述信号标识对所述CAN报文中的目标信号进行标识；

对对完成信号标识的所述CAN报文进行传输。

第三方面，本申请实施例提供了一种信号标识的生成装置，包括：

获取模块，用于获取目标信号在CAN报文中的起始位值；

获取模块还用于获取所述目标信号的长度值；

获取模块还用于获取所述CAN报文的报文ID属性值；

运算模块，用于将所述起始位值、所述长度值和所述报文ID属性值通过按位或运算，得到所述信号标识，以对CAN报文中的目标信号进行标识。

一些实施例中，所述装置还包括还包括转换模块，用于将所述起始位值和所述长度值的属性值均转换为8位二进制数，将所述报文ID属性值均转换为16位二进制数。

一些实施例中，所述运算模块包括：

选择单元，用于选择所述起始位值、所述长度值和所述报文ID属性值中的一个值，保持所述值对应的二进制数比特位的位置不变；

左移运算单元，用于对剩余两个值对应的二进制数比特位进行左移运算；

按位或运算单元，用于将得到的所述起始位值、所述长度值和所述报文ID属性值通过按位或运算得到所述信号标识。

一些实施例中，所述获取模块包括：

第一确定单元，用于确定所述目标信号的信号名称；

第二确定单元，用于根据所述CAN报文中对所述信号名称的排位规则，确定所述目标信号在所述CAN报文中的起始位值。

一些实施例中，所述获取模块还包括：

第三确定单元，用于确定所述目标信号的信号名称；

第四确定单元，用于根据所述CAN报文中对所述信号名称的数值长度的分类规则，确定所述目标信号的长度值。

第四方面，本申请实施例提供了一种CAN报文传输装置，包括：

生成模块，用于采用第一方面所述信号标识生成方法生成信号标识；

标识模块，用于使用所述信号标识对CAN报文中目标信号进行标识；

传输模块，用于对完成信号标识的所述CAN报文进行传输。

第五方面，本申请实施例提供了一种计算机可读保存介质，所述计算机可读保存介质上保存有计算机执行指令，当所述计算机执行指令被处理器执行时，实现第一或第二方面任一项所述的方法。

第六方面，本申请实施例提供了一种电子设备，其特征在于，包括至少一个处理器和保存器，所述保存器保存计算机执行指令，所述至少一个处理器执行所述保存器保存的计算机执行指令，使得所述电子设备执行第一或第二方面任一项所述的方法。

第七方面，本申请实施例提供了一种车辆，所述车辆包括第三或第四方面中任一所述的装置。

(三)有益效果

本申请技术方案的有益效果在于,通过优化信号标识的信息构成和压缩信号标识的字节数，在数据高频率采集或传输的应用场景中，极大地减少了数据流量，降低了数据采集和传输中的流量成本。

附图说明

图1是本申请实施例中信号标识比特位分布示意图；

图2是本申请实施例中信号标识的生成方法的流程图；

图3是本申请实施例中多个信号在CAN报文的位置分布图；

图4是本申请实施例中CAN报文传输方法的流程图；

图5是图2实施例对应的装置结构框图；

图6是图4实施例对应的装置结构框图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本申请进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本申请的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本申请的概念。

显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

以下将参照附图更详细地描述本申请。

技术术语及英文名称译文：

字节：计算机信息技术用于计量存储容量和传输容量的一种计量单位，1个字节等于8位二进制。

CAN：Controller Area Network控制器局域网。主要用于汽车内部强干扰环境下电器之间的数据通信。

CAN报文：CAN网络中传输数据的格式报文。

报文ID：报文的唯一标识。

信号：报文中定义ECU的状态标识信息。

信号名：字符串型，唯一标识一个信号，例如车速信号:ESP_VehicleSpeed。

信号标识：数字型，唯一标识一个信号，与信号名为一对一关系。

StartBit：起始比特位，表示目标信号在CAN报文中二进制位的起始位置。

BitLength：比特位长度，表示目标信号在CAN报文中二进制位的长度。

MsgId：报文ID的对应英文表示。

HU：Head Unit，车机娱乐系统。

SSP：为HU提供系统服务的云端系统。

ECU：Electronic Control Unit电子控制单元。

在信号标识由ShortId，Group，Type，Area四种信息要素构成的技术方案中，信号标识由四种信息要素对应的四个属性值按位或运算得出。

其中：

ShortId：是按照报文中的信号名在数据库保存的顺序，从1开始自增生成。每个信号名都对应一个唯一的ShortId。

Group：用于标识信号所属分组的枚举类型，有SYSTEM、VENDOR、CAN、MASK，4个分组，作为在信号标识中数据的一部分，每一个Group类型都有一个对应的值。

具体如下：

SYSTEM＝0x10000000；

VENDOR＝0x20000000；

CAN＝0x40000000；

MASK＝0xf0000000。

Type：用于定义信号所表示的值所属数据类型的枚举类型，有STRING、BOOLEAN、INT32、INT32_VEC、INT64、FLOAT、FLOAT_VEC、BYTES、COMPLEX、MASK等数据类型。作为在信号标识中数据的一部分，每一个Type类型都有一个对应的值。具体如下：

STRING＝0x00100000；

BOOLEAN＝0x00200000；

INT32＝0x00400000；

INT32_VEC＝0x00410000；

INT64＝0x00500000；

FLOAT＝0x00600000；

FLOAT_VEC＝0x00610000；

BYTES＝0x00700000；

COMPLEX＝0x00e00000；

MASK＝0x00ff0000。

Area：用于定义信号在控制器局域网内，如果用于车辆时，则表示在车内的所属区域的枚举类型，有GLOBAL，ZONE，WINDOW，MIRROR，SEAT，DOOR，HMI，MASK等区域。作为在信号标识中数据的一部分，每一个Area类型都有一个对应的值。具体如下：

GLOBAL＝0x01000000；

ZONE＝0x02000000；

WINDOW＝0x03000000；

MIRROR＝0x04000000；

SEAT＝0x05000000；

DOOR＝0x06000000；

HMI＝0x0E000000；

MASK＝0x0f000000。

在该技术方案中，所有信号的Area均定义为GLOBAL。

以车速信号的信号标识为例，该技术方案中车速信号的信号标识组成及生成步骤包括：

第一步：在报文中，车速信号名为：ESP_VehicleSpeed，将其存储数据库中的顺序为6，则车速信号的ShortId为6。

第二步：车速信号是在车辆CAN网络中广播的，所以车速信号的Group为CAN，则车速信号的Group值为0x40000000。

第三步：车速信号的实际数值精确到小数点后1位，将车速信号值定义为Float浮点型，则车速信号Type值为0x00600000。

第四步：当前所有信号均将Area值定义为GLOBAL，约定成俗规定，无特殊含义。则车速信号的Area值为0x01000000。

第五步：按照信号标识的生成算法，将上述4部分按位或运算的结果即为信号标识，计算公式如下：

信号标识＝6|0x40000000|0x00600000|0x01000000＝1096810502即经上述公式计算结果得出车速信号的信号标识为1096810502。

该技术方案中，车速信号数据在上传时，使用1096810502作为信号标识，例如上传车速信号120.8公里/小时至云端时，就使用1096810502＝120.8的数据结构，以表示该信号为车速信号。

该技术方案中信号标识使用的是8字节Long型数字。由于数据上传时通常会将多个信号组装后上传，而且因为数据上传频率较高，且每个信号的每次上传都会携带有信号标识，所以在数据传输或上传过程中信号标识就会占用或者说消耗较多的数据流量。

图1是本申请实施例中信号标识比特位分布示意图。

如图1所示，本申请实施例中信号标识为4字节二进制数，由3个信息要素确定，3个信息要素分别是：

报文ID值：表示信号所在的CAN报文的报文ID，命名为MsgId；

起始位值：表示信号在报文中的起始比特位，命名为StartBit；

长度值：表示信号在报文中的比特位长度，命名为BitLength。

在一条CAN报文中通常会包括多个不同信号，每个信号对应唯一的信号名和信号标识，在CAN报文传输中需要用唯一的信号标识去标识每一个信号。

本申请实施例信号标识的生成方法就是将MsgId、StartBit、BitLength三个值对应的二进制数进行按位或运算所得，公式如下：

信号标识＝(MsgId<<16)|(StartBit<<8)|BitLength

其中“|”为按位或运算符，按位或运算的规则为：

1|1＝1

1|0＝1

0|1＝1

0|0＝0

其功能是对参与运算的两数各对应的二进位相或。只要对应的二个二进位有一个为1时，结果位就为1。例如：9|5可写算式如下：00001001|0000010100001101(十进制为13)可见9|5＝13

其中“<<”为左移运算符，就是将其指向的值的二进制数按位左移其后面数值的位数。比如，MsgId<<16就是将MsgId对应值的二进制数按位左移16位；相应的，(StartBit<<8)就是将StartBit对应值的二进制数按位左移8位；因为其他两个值对应的二进制数都向相同方向移位了，所以所以8位二进制数的BitLength就可以保持原位不动。然后将MsgId、StartBit、BitLength各自对应的二进制数按位或运算后就会得到了24位的运算结果。

通常情况下MsgId的数值会比较大，比如其值是825时，就需要至少两字节，即16位二进制数来表示，这种情况下，信号标识就需要32位二进制数，即4个字节来表示。

这也就是为什么本申请实施例可以用4字节数来表示其信号标识了。

相比而言，如果是信号标识由ShortId，Group，Type，Area四种信息要素构成的情况，即使每一个数值都用8位二进制表示，也至少需要32位的4字节数，但一个数值用8位二进制数的条件是其值不能大于256，但在实际使用场景中，尤其在车辆的CAN报文传输中ShortId，Group，Type，Area四个信息要素每一个的取值范围可能都是超过256大小的，所以实际中就都用了16位即，2字节数来表示每个信息要素的值。

其按位或运算的公式就是：

信号标识＝(ShortId<<48)|(Group<<32)|(Type<<16)|Area最后得到的信号标识至少也是64位即8字节数。

所以，本申请实施例的关键就是优选化信号标识信息要素组成，在减少信号标识的信息要素数的情况下还能实现信号标识的唯一性与标识性。

当减少了信息要素数后，对各构成要素值进行按位或运算得到的总位数，或总字节数自然就会减少，从而实现CAN报文传输中的流量节省。但本申请发明构思并不只局限于CAN报文，在其他网络通信中对报文中的信号进行ID标识时也可以用本申请的发明构思生成其信号标识。

图2是本申请实施例信号标识的生成方法的流程图。

如图2所示，一种信号标识的生成方法，所述方法包括：

步骤110：获取目标信号在CAN报文中的起始位值。

步骤120：获取所述目标信号的的长度值。

步骤130：获取所述CAN报文的报文ID属性值。

步骤140：将所述起始位值、所述长度值和所述报文ID属性值通过按位或运算，得到所述信号标识，用以对CAN报文中的目标信号进行标识。

步骤110-130是指获取目标信号三个信息要素值的过程，该三个步骤不仅包含信息要素值的获取过程，也包括了对信息要素的选取。而相比用四个信息要素确定信号标识，用三个信息要素确定信号标识时，对信息要素的选择就更为关键，也就是说如果不能选择恰当的信息要素就不能仅用三个信息要素实现对目标信息的信号标识的唯一确定。

步骤140就是对获取的三个信息要值对应的二进制数进行按位或运算，生成信号标识的过程。

一些实施例中，执行步骤140，即将起始位值、长度值和报文ID属性值通过按位或运算之前，还包括：

将所述起始位值和所述长度值均转换为8位二进制数；

将所述报文ID属性值均转换为16位二进制数。

其中报文ID属性值由于数值较大，通常大于256，所以需要用16位二进制数来表示，而起始位值和长度值一般较小，所以通常用8位二进制数表示就够用。

一些实施例中，执行步骤140，即将起始位值、长度值和报文ID属性值通过按位或运算得到所述信号标识包括：

选择所述起始位值、所述长度值和所述报文ID属性值中的一个值，保持所述值对应的二进制数比特位的位置不变；

对剩余两个值对应的二进制数比特位进行左移运算；

将得到的所述起始位值、所述长度值和所述报文ID属性值对应的二进制数通过按位或运算得到所述信号标识。

确定所述目标信号的信号名称；

一些实施例中，所述获取所述目标信号的长度值，包括：

确定所述目标信号的信号名称；

图3是本申请实施例中多个信号在CAN报文的位置分布图。

如图3所示，CAN报文包括有信号A、信号B、信号C和信号D。信号A、信号B、信号C和信号D均有其各自起始位值(以StartBit表示)，长度值(以BitLength表示)，且均有相同的报文ID属性值(以MsgId表示)。

所以信号A、信号B、信号C和信号D均能通过各自的三个信息要素值，即起始位值、长度值和报文ID属性值对应的二进制数进行按位或运算得到各自的信号标识。

比如在一帧CAN报文中，当MsgId＝0x858，其包含了信号A、信号B、信号C、信号D四个信号。

如图3所示，4个信号位于CAN报文中的比特位分布如下：

信号A：StartBit＝0，BitLength＝20

信号B：StartBit＝20，BitLength＝7

信号C：StartBit＝27，BitLength＝32

信号D：StartBit＝59，BitLength＝5

以信号A为例，其信号标识生成步骤如下：

第一步：获取信号A的3个信息属性值MsgId、StartBit、BitLength；

3个信息属性值如下：

MsgId＝858

StartBit＝0

BitLength＝20

第二步：进行信号A的信号标识的生成，计算方法如下：

信号ID＝(858<<16)|(0<<8)|20＝56229908

该信号ID：56229908作为信号标识在CAN报文传输中就可以用来唯一标识信号A。

因为该信号ID只用了32个比特位，即4个字节，相比8个字节的信号标识，在传输中信号标识就可以少占用一半的数据流量。由于在车辆CAN报文的传输中每个信号都要经信号标识标识后才能传输，而且信号传输频繁，所以通过减少信号标识字节数就可以极大地减少CAN报文的传输中的数据流量，降低车辆运行中的流量成本。

上述计算式可以根据实际需要变换为下列计算式中的任何一种，包括：

信号ID＝(MsgId<<16)|(StartBit<<8)|BitLength，或

信号ID＝(StartBit<<24)|(MsgId<<8)|BitLength，或

信号ID＝(MsgId<<16)|(BitLength<<8)|StartBit，或

信号ID＝(BitLength<<24)|(MsgId<<8)|StartBit，或

信号ID＝(StartBit<<24)|(BitLength<<16)|MsgId，或

信号ID＝(BitLength<<24)|(StartBit<<16)|MsgId；

其中，<<为左移运算符，|为按或位运算符，信号ID为32位二进制数，MsgId为16位二进制数，StartBit和BitLength均为8位二进制数。

图4是本申请实施例CAN报文传输方法的流程图。

如图4所示，一种CAN报文传输方法，包括：

步骤210：采用上述信号标识生成方法生成信号标识。

步骤210是指在进行CAN报文传输时，先用上述实施例所述的信号标识生成方法对CAN报文中每个信号生成信号标识。比如CAN报文中的信号A、信号B、信号C和信号D，分别生成与之对应的A信号标识、B信号标识、C信号标识和D信号标识。

步骤220：使用所述信号标识对所述CAN报文中的相应信号进行标识。

步骤220是指用上述生成的A信号标识、B信号标识、C信号标识和D信号标识分别对CAN报文中的信号A、信号B、信号C和信号D进行标识。

步骤230：对完成信号标识的所述CAN报文进行传输。

步骤230是指对CAN报文中的所有信号都进行相对应的信号标识标识后对CAN报文进行传输。

图5是图2实施例对应的装置结构框图。

如图5所示，本申请实施例提供了一种信号标识的生成装置，包括：

获取模块11，用于获取目标信号在CAN报文中的起始位值。

获取模块11还用于获取模块还用于获取所述目标信号的长度值。

获取模块11还用于获取模块还用于获取所述CAN报文的报文ID属性值。

运算模块12，用于将所述起始位值、所述长度值和所述报文ID属性值通过按位或运算，得到所述信号标识，以对CAN报文中的目标信号进行标识。。

一些实施例中，所述装置还包括：

转换模块13，用于将所述起始位值和所述长度值的属性值均转换为8位二进制数，将所述报文ID属性值均转换为16位二进制数。

一些实施例中，所述运算模块12包括：

一些实施例中，所述获取模块11包括：

第一确定单元，用于确定所述目标信号的信号名称；

一些实施例中，所述获取模块11还包括：

第三确定单元，用于确定所述目标信号的信号名称；

图6是图4实施例对应的装置结构框图。

如图6所示，一种CAN报文传输装置，包括：

生成模块21，用于采用方法实施例所述信号标识生成方法生成信号标识。

标识模块22，用于使用所述信号标识对CAN报文中的相应信号进行标识。

传输模块23，用于对完成信号标识的所述CAN报文进行传输。

本申请实施例还提供了一种计算机可读保存介质，所述计算机可读保存介质上保存有计算机执行指令，当所述计算机执行指令被处理器执行时，实现上述任一项所述的方法。

本申请实施例还提供了一种电子设备，包括至少一个处理器和保存器，所述保存器保存计算机执行指令，所述至少一个处理器执行所述保存器保存的计算机执行指令，使得所述电子设备执行上述任一项所述的方法。

本申请实施例还提供了一种车辆，所述车辆包括上述所述的信号标识的生成装置和CAN报文传输装置。

应当理解的是，本申请的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本申请的原理，而不构成对本申请的限制。因此，在不偏离本申请的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。此外，本申请所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims

1.一种信号标识的生成方法，其特征在于，所述方法包括：

获取目标信号在CAN报文中的起始位值；

获取所述目标信号的长度值；

获取所述CAN报文的报文ID属性值；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述起始位值、所述长度值和所述报文ID属性值通过按位或运算之前，还包括：

将所述起始位值和所述长度值均转换为8位二进制数；

将所述报文ID属性值均转换为16位二进制数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述起始位值、所述长度值和所述报文ID属性值通过按位或运算得到所述信号标识包括：

对剩余两个值对应的二进制数比特位进行左移运算；

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取目标信号在CAN报文中的起始位值，包括：

确定所述目标信号的信号名称；

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述目标信号的长度值，包括：

确定所述目标信号的信号名称；

6.一种CAN报文传输方法，其特征在于，包括：

采用权利要求1-5任一项所述的方法生成信号标识；

使用所述信号标识对所述CAN报文中的目标信号进行标识；

对对完成信号标识的所述CAN报文进行传输。

7.一种信号标识的生成装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取目标信号在CAN报文中的起始位值；

获取模块还用于获取所述目标信号的长度值；

获取模块还用于获取所述CAN报文的报文ID属性值；

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

转换模块，用于将所述起始位值和所述长度值的属性值均转换为8位二进制数，将所述报文ID属性值均转换为16位二进制数。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述运算模块包括：

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述获取模块包括：

第一确定单元，用于确定所述目标信号的信号名称；

11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述获取模块还包括：

第三确定单元，用于确定所述目标信号的信号名称；

12.一种CAN报文传输装置，其特征在于，包括：

生成模块，用于采用权利要求1-5任一项所述信号标识生成方法生成信号标识；

传输模块，用于对完成信号标识的所述CAN报文进行传输。

13.一种计算机可读保存介质，其特征在于，所述计算机可读保存介质上保存有计算机执行指令，当所述计算机执行指令被处理器执行时，实现权利要求1-5任一项所述的方法或权利要求6所述的方法。

14.一种电子设备，其特征在于，包括至少一个处理器和保存器，所述保存器保存计算机执行指令，所述至少一个处理器执行所述保存器保存的计算机执行指令，使得所述电子设备执行权利要求1-5任一项所述的方法或权利要求6所述的方法。

15.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求7-11中任一所述的信号标识的生成装置和权利要求12所述的CAN报文传输装置。