CN116827715A - 车载终端报文数据传输方法、装置、设备及可读存储介质 - Google Patents

车载终端报文数据传输方法、装置、设备及可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种车载终端报文数据传输方法、装置、设备及可读存储介质，车载终端包括两个单片机，分别作为主设备和从设备，车载终端报文数据传输方法包括：从设备通过通用异步收发器向主设备发送开始报文录像的请求；主设备通过串行外设接口将CAN总线报文数据传输至从设备；从设备对CAN总线报文数据进行压缩，将压缩后的CAN总线报文数据传输至远程平台。通过本发明，将车载终端的两个单片机分别作为主设备和从设备，将控制指令和数据传输分开，主设备和从设备之间通过通用异步收发器传输控制指令，通过串行外设接口传输CAN总线报文数据，能够使得车载终端拥有更高的数据传输速率，从而满足CAN总线报文数据的实时采集需求。

Description

车载终端报文数据传输方法、装置、设备及可读存储介质
技术领域
本发明涉及车辆通信技术领域，尤其涉及一种车载终端报文数据传输方法、装置、设备及可读存储介质。
背景技术
汽车上绝大多数智能控制器都采用网络总线通讯技术，CAN(Controller AreaNetwork，控制器局域网络，是ISO国际标准化的串行通信协议)总线技术已经成为最常用的车载通讯技术，汽车运行中的控制动作均会在CAN总线上产生相应的报文，工程师们常需要获取CAN总线上的报文数据来进行诊断分析。
目前，常用的远程获取CAN总线报文的技术，一种方式是使用车联网透传云网关以及专用云平台，使网关具备CAN总线报文录像、上传及远程调试等功能，虽然通过此种方式能够远程获取CAN总线报文数据，但所需要的费用较为高昂，且所具备的功能与智能车载通信终端T-Box有许多重复之处，因此，另一种方式是拓展T-Box的功能，利用T-Box来远程获取CAN总线报文数据，但T-Box采用UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发器)通信，数据传输速率为115Kbps(千比特每秒)远低于CAN总线的传输速率250Kbps，不能满足CAN总线报文数据的实时采集需求。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种车载终端报文数据传输方法、装置、设备及可读存储介质，旨在解决工程师们常需要获取CAN总线上的报文数据来进行诊断分析，使用透传云网关来获取CAN总线报文成本高，且与T-Box功能重复较多，而基于T-Box远程获取CAN总线报文采用UART通信速率低，无法满足CAN总线报文数据的实时采集需求的技术问题。
第一方面，本发明提供一种车载终端报文数据传输方法，所述车载终端报文数据传输方法应用于车载终端，所述车载终端包括两个单片机，分别作为主设备和从设备，所述车载终端报文数据传输方法包括：
从设备通过通用异步收发器向主设备发送开始报文录像的请求；
主设备通过串行外设接口将CAN总线报文数据传输至从设备；
从设备对CAN总线报文数据进行压缩，将压缩后的CAN总线报文数据传输至远程平台，以供远程平台对CAN总线报文数据进行诊断分析。
可选的，所述从设备通过通用异步收发器向主设备发送开始报文录像的请求包括：
当从设备接收到远程平台下发的开始报文录像指令时，从设备通过通用异步收发器向主设备发送开始报文录像的请求。
可选的，在所述主设备通过串行外设接口将CAN总线报文数据传输至从设备之前，包括：
主设备通过CAN总线收发器，从CAN总线采集得到CAN总线报文数据。
可选的，所述主设备通过串行外设接口将CAN总线报文数据传输至从设备包括：
当车载终端检测到车辆发生故障时，主设备通过串行外设接口将CAN总线报文数据传输至从设备。
可选的，所述主设备通过串行外设接口将CAN总线报文数据传输至从设备还包括：
所述主设备和从设备之间通过串行外设接口连接，主设备向从设备发送片选信号使能从设备；
主设备生成时钟信号；
从设备基于时钟信号的跳变读取主设备传输的CAN总线报文数据。
可选的，在所述主设备通过串行外设接口将CAN总线报文数据传输至从设备之后，包括：
当从设备接收到远程平台下发的停止报文录像指令时，从设备通过通用异步收发器向主设备发送停止报文录像的请求；
主设备通过停止时钟信号，停止将CAN总线报文数据传输至从设备。
可选的，所述从设备对CAN总线报文数据进行压缩，将压缩后的CAN总线报文数据传输至远程平台包括：
从设备将CAN总线报文数据压缩为二进制数据文件，将压缩后的二进制数据文件通过文件传输协议传输至远程平台。
第二方面，本发明还提供一种车载终端报文数据传输装置，所述车载终端报文数据传输装置应用于车载终端，所述车载终端包括两个单片机，分别作为主设备和从设备，所述车载终端报文数据传输装置包括：
请求模块，用于从设备通过通用异步收发器向主设备发送开始报文录像的请求；
第一传输模块，用于主设备通过串行外设接口将CAN总线报文数据传输至从设备；
第二传输模块，用于从设备对CAN总线报文数据进行压缩，将压缩后的CAN总线报文数据传输至远程平台，以供远程平台对CAN总线报文数据进行诊断分析。
第三方面，本发明还提供一种车载终端报文数据传输设备，所述车载终端报文数据传输设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的车载终端报文数据传输程序，其中所述车载终端报文数据传输程序被所述处理器执行时，实现如上述所述的车载终端报文数据传输方法的步骤。
第四方面，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有车载终端报文数据传输程序，其中所述车载终端报文数据传输程序被处理器执行时，实现如上述所述的车载终端报文数据传输方法的步骤。
本发明中，车载终端包括两个单片机，分别作为主设备和从设备，车载终端报文数据传输方法包括：从设备通过通用异步收发器向主设备发送开始报文录像的请求；主设备通过串行外设接口将CAN总线报文数据传输至从设备；从设备对CAN总线报文数据进行压缩，将压缩后的CAN总线报文数据传输至远程平台，以供远程平台对CAN总线报文数据进行诊断分析。本发明通过，将车载终端的两个单片机分别作为主设备和从设备，将控制指令和数据传输分开，主设备和从设备之间通过通用异步收发器传输控制指令，通过串行外设接口传输CAN总线报文数据，采用串行外设接口具有更高的数据传输速率，从而能够满足CAN总线报文数据的实时采集需求且成本较低。
附图说明
图1为本发明车载终端报文数据传输方法一实施例的流程示意图；
图2为本发明车载终端报文数据传输方法一实施例的数据传输原理图；
图3为本发明车载终端报文数据传输方法一实施例的传输速率提升对比示意图；
图4为图1中步骤S20的细化流程示意图；
图5为本发明车载终端报文数据传输装置一实施例的功能模块示意图；
图6为本发明车载终端报文数据传输设备一实施例的硬件结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
第一方面，本发明实施例提供了一种车载终端报文数据传输方法。
为了更清楚地展示本申请实施例提供的车载终端报文数据传输方法，首先介绍一下本申请实施例提供的车载终端报文数据传输方法的应用场景。
本申请实施例提供的车载终端报文数据传输方法应用于汽车运行中的控制动作均会在CAN总线上产生相应的报文，工程师们常需要获取CAN总线上的报文数据来进行诊断分析，使用透传云网关来获取CAN总线报文成本高，且与T-Box功能重复较多，而基于T-Box远程获取CAN总线报文采用UART通信速率低，无法满足CAN总线报文数据的实时采集需求，因此，非常有必要提供一种基于T-Box的能够高速获取CAN总线报文数据的方法。
一实施例中，所述车载终端报文数据传输方法应用于车载终端，所述车载终端包括两个单片机，分别作为主设备和从设备，参照图1，图1为本发明车载终端报文数据传输方法一实施例的流程示意图，如图1所示，所述车载终端报文数据传输方法包括：
步骤S10，从设备通过通用异步收发器向主设备发送开始报文录像的请求。
本实施例中，智能车载通信终端T-Box至少包括两个MCU，基于SPI(SerielPeripheral Interface，串行外设接口)的机制，将两个MCU分别设置为主设备和从设备，在主设备和从设备之间采用UART(通用异步收发器)通信传输控制指令，采用SPI(串行外设接口)通信传输CAN总线报文数据，其中，由从设备通过UART向主设备发起开始报文录像的请求，即请求主设备向从设备传输CAN总线报文数据。其中，MCU是Microcontroller Unit的简称，中文叫微控制器，俗称单片机，是把CPU的频率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、USB、A/D转换、UART、PLC及DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制，诸如手机、PC外围、遥控器，至汽车电子、工业上的步进马达及机器手臂的控制等，都可见到MCU的身影。
步骤S20，主设备通过串行外设接口将CAN总线报文数据传输至从设备。
本实施例中，主设备通过SPI(串行外设接口)将CAN总线报文数据传输至从设备，由于采用SPI通信传输的速率更高，因此，能够满足CAN总线报文数据的实时采集需求，且仅增加了一个MCU成本较低。
步骤S30，从设备对CAN总线报文数据进行压缩，将压缩后的CAN总线报文数据传输至远程平台，以供远程平台对CAN总线报文数据进行诊断分析。
本实施例中，由于采用SPI采集CAN总线报文数据具有更高的传输速率，因此，将接收到的大量的CAN总线报文数据进行压缩，将压缩后的CAN总线报文数据传输至远程平台，在远程平台对压缩文件进行解压缩，然后对CAN总线报文数据进行诊断分析。
本实施例中，参照图2，图2为本发明车载终端报文数据传输方法一实施例的数据传输原理图，如图2所示，将智能车载通信终端T-Box的两个单片机MCU分别设置为主设备和从设备，将控制指令和数据传输分开，主设备和从设备之间通过UART(通用异步收发器)传输控制指令，通过SPI(串行外设接口)传输CAN总线报文数据，由于采用SPI通信具有更高的传输速率，从而能够满足CAN总线报文数据的实时采集需求，且仅增加了一个MCU成本较低。
参照图3，图3为本发明车载终端报文数据传输方法一实施例的传输速率提升对比示意图，如图3所示，采用UART+SPI模式来进行数据传输，数据传输速率理论上可提高到30Mbps，实测达到了36Mbps，远远高于只采用UART进行数据传输的速率115Kbps，可满足整车两路CAN总线实时数据传输。
进一步地，一实施例中，步骤S10包括：
当从设备接收到远程平台下发的开始报文录像指令时，从设备通过通用异步收发器向主设备发送开始报文录像的请求。
本实施例中，当远程平台有采集CAN总线报文数据的需求时，向从设备下发开始报文录像的指令，由从设备负责接收远程平台下发的开始报文录像指令，以及负责将采集到的CAN总线报文数据压缩后上传至远程平台，从设备在接收到远程平台下发的开始报文录像指令后，通过UART和主设备进行通信，请求主设备向从设备传输CAN总线报文数据。
进一步地，一实施例中，在步骤S20之前包括：
主设备通过CAN总线收发器，从CAN总线采集得到CAN总线报文数据。
本实施例中，继续参照图2，在主设备向从设备传输CAN总线报文数据之前，主设备首先通过CAN总线收发器，从CAN总线上采集到CAN总线报文数据。
进一步地，一实施例中，步骤S20包括：
当车载终端检测到车辆发生故障时，主设备通过串行外设接口将CAN总线报文数据传输至从设备。
本实施例中，除从设备接收到远程平台下发的开始报文录像指令开始采集传输CAN总线数据报文外，在车载终端检测到车辆发生故障时，通常为检测到故障码时，也可以开始采集传输CAN总线报文数据，车载终端控制主设备通过SPI将CAN总线报文数据传输至从设备。
进一步地，一实施例中，参照图4，图4为图1中步骤S20的细化流程示意图，如图4所示，步骤S20还包括：
步骤S201，所述主设备和从设备之间通过串行外设接口连接，主设备向从设备发送片选信号使能从设备；
步骤S202，主设备生成时钟信号；
步骤S203，从设备基于时钟信号的跳变读取主设备传输的CAN总线报文数据。
本实施例中，SPI是一种同步串行传输规范，也是一种单片机外设芯片串行扩展接口，是一种高速、全双工、同步通信总线，SPI以主从模式工作，提供时钟信号的为主设备，接收时钟信号的为从设备，SPI接口的读写操作，都是由主设备发起，当存在多个从设备时，通过各自的片选信号进行管理，SPI通常具有4根线，分别是MISO(主设备数据输入)、MOSI(主设备数据输出)、SCLK(时钟信号)和CS/SS(片选信号)，继续参照图2，主设备和从设备之间通过SPI传输CAN总线报文数据的过程主要包括：主设备向对应的从设备发送片选信号CS/SS，选择所要进行通信的从设备，将片选信号CS/SS拉低，使能从设备；主设备发送生成时钟信号，通知从设备进行写数据或者读数据，从设备在时钟信号的上升沿(从低到高)或下降沿(从高到低)写数据或者读数据，从而得到数据，主设备将要发送的数据写到发送数据缓存区，缓存区经过移位寄存器，串行移位寄存器通过MOSI信号线将字节一位一位的移出去传送给从设备，同时MISO接口接收到的数据经过移位寄存器一位一位的移到接收缓存区；从设备也将自己的串行移位寄存器中的内容通过MISO信号线返回给主设备，同时通过MOSI信号线接收主设备发送的数据，这样，两个移位寄存器中的内容就被交换。
进一步地，一实施例中，在步骤S20之后包括：
当从设备接收到远程平台下发的停止报文录像指令时，从设备通过通用异步收发器向主设备发送停止报文录像的请求；
主设备通过停止时钟信号，停止将CAN总线报文数据传输至从设备。
本实施例中，远程平台下发停止报文录像的指令给从设备，从设备通过UART通信请求主设备停止CAN总线报文数据采集；主设备在接收到请求后，通过停止时钟信号，停止将CAN总线报文数据传输至从设备，时钟信号由主设备控制，当没有时钟信号跳变时，从设备将不再采集传输CAN总线报文数据。
进一步地，一实施例中，步骤S30包括：
从设备将CAN总线报文数据压缩为二进制数据文件，将压缩后的二进制数据文件通过文件传输协议传输至远程平台。
本实施例中，从设备将CAN总线报文数据压缩为BLF(binarylogging format，二进制数据文件)格式，BLF格式在文件大小和读/写性能方面非常高效，并且支持所有总线系统、系统变量、环境变量、内部事件、标记和注释的报文，适用于单片机运行，压缩比高、占用内存少，运算效率高并且支持CAN工具直接读取，无需另转格式，将压缩后的BLF格式文件通过FTP(File Transfer Protocol，文件传输协议)传输至远程平台，FTP是用于在网络上进行文件传输的一套标准协议，它工作在OSI(Open System Interconnection model，开放系统互联模型)的第七层，TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协议)模型的第四层，即应用层，使用TCP/IP传输，客户在和服务器建立连接前要经过一个“三次握手”的过程，保证客户与服务器之间的连接是可靠的，而且是面向连接，为数据传输提供可靠保证。
第二方面，本发明实施例还提供一种车载终端报文数据传输装置。
参照图5，图5为本发明车载终端报文数据传输装置一实施例的功能模块示意图。
本实施例中，所述车载终端报文数据传输装置应用于车载终端，所述车载终端包括两个单片机，分别作为主设备和从设备，所述车载终端报文数据传输装置包括：
请求模块10，用于从设备通过通用异步收发器向主设备发送开始报文录像的请求；
第一传输模块20，用于主设备通过串行外设接口将CAN总线报文数据传输至从设备；
第二传输模块30，用于从设备对CAN总线报文数据进行压缩，将压缩后的CAN总线报文数据传输至远程平台，以供远程平台对CAN总线报文数据进行诊断分析。
进一步地，一实施例中，请求模块10，用于：
当从设备接收到远程平台下发的开始报文录像指令时，从设备通过通用异步收发器向主设备发送开始报文录像的请求。
进一步地，一实施例中，所述车载终端报文数据传输装置还包括采集模块，用于：
主设备通过CAN总线收发器，从CAN总线采集得到CAN总线报文数据。
进一步地，一实施例中，第一传输模块20，用于：
当车载终端检测到车辆发生故障时，主设备通过串行外设接口将CAN总线报文数据传输至从设备。
进一步地，一实施例中，第一传输模块20，还用于：
所述主设备和从设备之间通过串行外设接口连接，主设备向从设备发送片选信号使能从设备；
主设备生成时钟信号；
从设备基于时钟信号的跳变读取主设备传输的CAN总线报文数据。
进一步地，一实施例中，所述车载终端报文数据传输装置还包括停止模块，用于：
当从设备接收到远程平台下发的停止报文录像指令时，从设备通过通用异步收发器向主设备发送停止报文录像的请求；
主设备通过停止时钟信号，停止将CAN总线报文数据传输至从设备。
进一步地，一实施例中，第二传输模块30，用于：
从设备将CAN总线报文数据压缩为二进制数据文件，将压缩后的二进制数据文件通过文件传输协议传输至远程平台。
其中，上述车载终端报文数据传输装置中各个模块的功能实现与上述车载终端报文数据传输方法实施例中各步骤相对应，其功能和实现过程在此处不再一一赘述。
第三方面，本发明实施例提供一种车载终端报文数据传输设备。
参照图6，图6为本发明车载终端报文数据传输设备一实施例的硬件结构示意图。本发明实施例中，车载终端报文数据传输设备可以包括处理器1001(例如中央处理器Central Processing Unit，CPU)，通信总线1002，用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信；用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)；网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真WIreless-FIdelity，WI-FI接口)；存储器1005可以是高速随机存取存储器(random access memory，RAM)，也可以是稳定的存储器(non-volatilememory)，例如磁盘存储器，存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。本领域技术人员可以理解，图6中示出的硬件结构并不构成对本发明的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
继续参照图6，图6中作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及车载终端报文数据传输程序。其中，处理器1001可以调用存储器1005中存储的车载终端报文数据传输程序，并执行本发明实施例提供的车载终端报文数据传输方法。
第四方面，本发明实施例还提供一种可读存储介质。
本发明可读存储介质上存储有车载终端报文数据传输程序，其中所述车载终端报文数据传输程序被处理器执行时，实现如上述的车载终端报文数据传输方法的步骤。
其中，车载终端报文数据传输程序被执行时所实现的方法可参照本发明车载终端报文数据传输方法的各个实施例，此处不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种车载终端报文数据传输方法，其特征在于，所述车载终端报文数据传输方法应用于车载终端，所述车载终端包括两个单片机，分别作为主设备和从设备，所述车载终端报文数据传输方法包括：
从设备通过通用异步收发器向主设备发送开始报文录像的请求；
主设备通过串行外设接口将CAN总线报文数据传输至从设备；
从设备对CAN总线报文数据进行压缩，将压缩后的CAN总线报文数据传输至远程平台，以供远程平台对CAN总线报文数据进行诊断分析。
2.如权利要求1所述的车载终端报文数据传输方法，其特征在于，所述从设备通过通用异步收发器向主设备发送开始报文录像的请求包括：
当从设备接收到远程平台下发的开始报文录像指令时，从设备通过通用异步收发器向主设备发送开始报文录像的请求。
3.如权利要求1所述的车载终端报文数据传输方法，其特征在于，在所述主设备通过串行外设接口将CAN总线报文数据传输至从设备之前，包括：
主设备通过CAN总线收发器，从CAN总线采集得到CAN总线报文数据。
4.如权利要求1所述的车载终端报文数据传输方法，其特征在于，所述主设备通过串行外设接口将CAN总线报文数据传输至从设备包括：
当车载终端检测到车辆发生故障时，主设备通过串行外设接口将CAN总线报文数据传输至从设备。
5.如权利要求1所述的车载终端报文数据传输方法，其特征在于，所述主设备通过串行外设接口将CAN总线报文数据传输至从设备还包括：
所述主设备和从设备之间通过串行外设接口连接，主设备向从设备发送片选信号使能从设备；
主设备生成时钟信号；
从设备基于时钟信号的跳变读取主设备传输的CAN总线报文数据。
6.如权利要求2所述的车载终端报文数据传输方法，其特征在于，在所述主设备通过串行外设接口将CAN总线报文数据传输至从设备之后，包括：
当从设备接收到远程平台下发的停止报文录像指令时，从设备通过通用异步收发器向主设备发送停止报文录像的请求；
主设备通过停止时钟信号，停止将CAN总线报文数据传输至从设备。
7.如权利要求1所述的车载终端报文数据传输方法，其特征在于，所述从设备对CAN总线报文数据进行压缩，将压缩后的CAN总线报文数据传输至远程平台包括：
从设备将CAN总线报文数据压缩为二进制数据文件，将压缩后的二进制数据文件通过文件传输协议传输至远程平台。
8.一种车载终端报文数据传输装置，其特征在于，所述车载终端报文数据传输装置应用于车载终端，所述车载终端包括两个单片机，分别作为主设备和从设备，所述车载终端报文数据传输装置包括：
请求模块，用于从设备通过通用异步收发器向主设备发送开始报文录像的请求；
第一传输模块，用于主设备通过串行外设接口将CAN总线报文数据传输至从设备；
第二传输模块，用于从设备对CAN总线报文数据进行压缩，将压缩后的CAN总线报文数据传输至远程平台，以供远程平台对CAN总线报文数据进行诊断分析。
9.一种车载终端报文数据传输设备，其特征在于，所述车载终端报文数据传输设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的车载终端报文数据传输程序，其中所述车载终端报文数据传输程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的车载终端报文数据传输方法的步骤。
10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有车载终端报文数据传输程序，其中所述车载终端报文数据传输程序被处理器执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的车载终端报文数据传输方法的步骤。
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