CN212572587U - Can总线数据采集器及can总线分析系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种CAN总线数据采集器及CAN总线分析系统。该CAN总线数据采集器包括微控制器MCU以及Micro SD卡接口。其中，微控制器MCU通过CAN控制器和CAN控制器接口电路与CAN总线节点设备连接，以收发来自CAN总线的数据。Micro SD卡接口通过SPI模块与微控制器MCU连接，微控制器MCU通过Micro SD卡接口读写SD卡中的系统文件，根据系统文件所包括的文件内容进行相应控制操作。从而实现离线状态下的收发数据的参数配置，进而及时定位收发数据错误，避免干扰因素。所存储的数据能够直接在SD卡中被查看，有效提高了工作效率。并能够对系统进行固件升级，有利于二次开发及迭代。

Description

CAN总线数据采集器及CAN总线分析系统

技术领域

本实用新型涉及通信数据传输技术领域，尤其涉及一种CAN总线数据采集器及CAN总线分析系统。

背景技术

控制局域网(Controller Area Network，以下简称CAN)是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。由于具有高效传输及稳定可靠等特性，被广泛应用于汽车工业等轨道交通领域、航工领域以及工业制造等诸多领域。因而诞生了诸多以采集及分析CAN总线数据为主的CAN总线分析系统。

现有的CAN总线分析系统，由数据采集器以及数据分析软件组成，两者协同工作实现CAN总线的收发。其中，数据采集器负责采集CAN总线上的数据，并将采集到的数据通过某种方式发送给数据分析软件，数据分析软件接收到数据采集器的数据后进行分析、显示和存储。

然而，当数据是在无法保持实时在线的封闭场景中产生时，例如汽车等轨道交通、工业控制等封闭场景，通常需要在现有的数据采集器端增加微型安全数字存储卡(MicroSecure Digital Memory Card，以下简称Micro SD卡)以存储CAN总线数据。但该工作方式无法解决采集数据中的参数配置以及CAN总线分析系统的固件升级问题，难以满足实际工况需求。并且，SD卡中所存储的数据需要在线导入数据分析软件进行先还原才能查看及分析，再根据分析结果做出相应判断。当数据量较大时，先导出数据再还原及分析的过程耗时耗力，工作效率低下，影响CAN总线通讯网络的正常数据传输工作。

实用新型内容

本实用新型提供一种CAN总线数据采集器及CAN总线分析系统，用以解决现有技术中CAN总线分析系统在离线状态下的工作模式无法满足实际工况需求等技术问题。

第一方面，本实用新型提供一种CAN总线数据采集器，应用于CAN总线分析系统，包括：

微控制器MCU以及Micro SD卡接口；

所述微控制器MCU通过CAN控制器和CAN控制器接口电路与CAN总线节点设备连接；

所述Micro SD卡接口通过SPI模块与所述微控制器MCU连接，以使所述微控制器MCU通过所述Micro SD卡接口读写SD卡中的系统文件，所述系统文件包括控制文本文件、离线数据文件以及固件升级文件。

在一种可能的设计中，所述微控制器MCU用于根据所述控制文本文件收发CAN总线数据，所述控制文本文件用于表征所述CAN总线数据的收发参数。

可选地，所述微控制器MCU，还用于：

当所述收发CAN总线数据发生错误时，确定错误状态信息，并根据所述错误状态信息以及所述控制文本文件进行相应处理。

在一种可能的设计中，所述微控制器MCU用于根据所述离线数据文件存储所述CAN总线数据，并根据预设协议对所述CAN总线数据进行解析，以得到数据解析结果，并将所述数据解析结果通过预设格式存储至所述SD 卡。

在一种可能的设计中，所述数据解析结果包括所述CAN总线数据的数据长度、数据内容以及数据类型中的至少一种。

在一种可能的设计中，还包括：升级按键；

所述升级按键与所述微控制器MCU连接；

当启动所述升级按键时，所述微控制器MCU用于根据固件升级文件对所述CAN总线分析系统进行固件升级过程。

第二方面，本实用新型提供一种CAN总线分析系统，包括：如第一方面及第一方面的可选方案所涉及的CAN总线数据采集器；

CAN控制器、CAN控制器接口电路、CAN总线节点设备、指示灯、第一电源以及第二电源；

其中，所述CAN总线数据采集器中的微控制器MCU通过所述CAN控制器和所述CAN控制器接口电路与所述CAN总线节点设备连接；

所述第一电源1为所述CAN控制器接口电路供电；

所述第二电源2为所述微控制器MCU、所述指示灯以及接入Micro SD 卡接口的SD卡供电。

在一种可能的设计中，所述CAN控制器接口电路包括：

CAN数据接口、CAN收发电路、CAN隔离电路以及总线电阻拨码器。

在一种可能的设计中，所述指示灯包括以下至少一种：

错误状态指示灯、数据收发指示灯、系统运行指示灯以及SD卡指示灯。

在一种可能的设计中，还包括USB接口；

所述微控制器MCU通过所述USB接口与上位机连接，所述上位机通过数据分析软件解析CAN总线数据。

本实用新型提供的CAN总线数据采集器及CAN总线分析系统，其中， CAN总线数据采集器应用于CAN总线分析系统。该CAN总线数据采集器包括微控制器MCU以及Micro SD卡接口，微控制器MCU通过CAN控制器和 CAN控制器接口电路与CAN总线节点设备连接，MicroSD卡接口通过SPI 模块与微控制器MCU连接，使得微控制器MCU通过Micro SD卡接口读写SD卡中的系统文件，系统文件包括控制文本文件、离线数据文件以及固件升级文件。从而，通过本实用新型提供的CAN总线数据采集器能够实现离线状态下CAN总线数据的参数配置，进而实现CAN总线数据的离线收发，SD 卡存储有解析后的总线数据可供直接查看，有效提高了工作效率。并能够进行固件升级，有利于二次开发及迭代。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的CAN总线数据采集器的一种应用场景示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种CAN总线数据采集器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种CAN总线数据采集器的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种CAN总线分析系统的结构示意图。

附图标记：

10：CAN总线分析系统；11：CAN总线数据采集器；

110：微控制器MCU；111：Micro SD卡接口；112：CAN控制器；

113：CAN控制器接口电路；114：CAN总线节点设备；115：SPI模块；

116：SD卡；117：升级按键；12：指示灯；131：第一电源；

132：第二电源；14：USB；15：上位机。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的方法和装置的例子。

本实用新型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，以便这里描述的本实用新型的实施例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。

控制局域网(Controller Area Network，以下简称CAN)由于具有高效传输及稳定可靠等特性，被广泛应用于汽车工业等轨道交通领域、航工领域以及工业制造等诸多领域。因而诞生了诸多以采集及分析CAN总线数据为主的 CAN总线分析系统。

现有的CAN总线分析系统，由数据采集器以及数据分析软件组成，两者协同工作实现CAN总线的收发。其中，数据采集器负责采集CAN总线上的数据，并将采集到的数据通过某种方式发送给数据分析软件，数据分析软件接收到数据采集器的数据后进行分析、显示和存储。

然而，CAN总线数据通常会在无法保持实时在线的封闭场景中产生，例如汽车等轨道交通、工业控制等封闭场景。获取该封闭场景中所产生的CAN 总线数据时，通常是在现有的数据采集器端增加Micro SD卡以用于备份存储数据。但该工作模式一是无法配置数据的采集参数，导致当数据传输过程出现错误时，无法及时定位问题出处，给整个系统的正常工作带来干扰因素。二是将CAN总线数据存储至SD卡，无法直接对其进行查看，需要将所存储的数据在线导入数据分析软件先进行还原，还原之后才能被查看及分析。当数据量较大时，导出以及导出后再还原和分析耗时耗力，工作效率低下。三是现有的工作模式无法进行CAN总线分析系统的固件升级，无法进行二次开发及迭代。

针对现有技术中的上述问题，本实用新型提供一种CAN总线数据采集器及CAN总线分析系统，该CAN总线数据采集器应用于CAN总线分析系统。其中，CAN总线数据采集器包括微控制器MCU以及Micro SD卡接口，微控制器MCU通过CAN控制器和CAN控制器接口电路与CAN总线连接，Micro SD卡接口通过SPI模块与微控制器MCU连接，使得微控制器MCU通过Micro SD卡接口读写SD卡中的系统文件，系统文件包括控制文本文件、离线数据文件以及固件升级文件。从而，本实用新型提供的CAN总线数据采集器通过读写存储于SD卡中的系统文件，能够实现离线状态下的收发数据时的参数配置以收发CAN总线数据，SD卡中直接存储有已被解析后的CAN 总线数据以供直接查看，有效提高了工作效率。并对系统进行固件升级，有利于二次开发及迭代。

下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1为本实用新型实施例提供的CAN总线数据采集器的一种应用场景示意图。如图1所示，本实用新型实施例提供的CAN总线数据采集器11应用于CAN总线分析系统10。例如汽车等轨道交通以及工业控制等大多工况往往处于无法保持实时在线的封闭场景，但该工况中依然会产生大量数据，需要通过CAN总线进行数据的传输。本实用新型提供的CAN总线数据采集器 11，其中包括了微控制器MCU 110以及Micro SD卡接口111。

本实用新型实施例使用SD卡作为外部存储介质，具有可靠性高、使用方便、体积小及存储容量大等特点。按照SD卡协议，对SD卡的读取、写入和擦除数据都是通过发送命令和读取相应的状态得以实现。本实用新型的微控制器MCU底层驱动代码实现有对SD卡最小可操作页的擦除、写入和读取接口函数，调用这些接口函数就能够实现对SD卡数据的控制。

例如，在实现SD卡数据的读写操作前，首先对SD卡进行初始化，完成对应各种参数的配置包括启动初始化、读取SD卡支持的协议、读取SD卡容量等。譬如，本实用新型实施例使用SD2.0协议的大容量存储卡，通过使用串行外设接口(Serial Peripheral Interface，以下简称SPI)模式进行初始化操作，使用的SPI时钟频率可以为100K，一种可能的初始化操作实现步骤如下流程所示：

步骤一：SD卡上电，微控制器MCU发送80个时钟，激活SD卡。

步骤二：发送CMD0命令，复位SD卡进入待机模式。

步骤三：发送CMD8命令，获取工作电压和支持的SD卡协议。

步骤四：发送CMD55+ACMD41命令，获取SD卡操作条件信息。

步骤五：发送CMD58，获取SD卡容量信息。

步骤六：初始化成功，退出待机模式，进入传输模式。

SD卡初始化过程中，命令发出后64个时钟内，没有返回有效数据，则认为SD卡发生严重错误，重新上电执行上述初始化流程。SD卡初始化完成后，使用读取和写入接口函数，实现对SD卡读取或写入最少512字节的一页数据。在本实用新型实施例中，为满足数据存储实时性和准确性的需求，在微控制器内存上，使用两块512字节的缓存区域存储解析好的总线数据，当其中一块缓存区域缓存满后，立即将缓存的数据写入SD卡中，同时使用另一块缓存区域继续存储解析后的总线数据。例如，解析数据的存储流程可以如以下步骤所示：

步骤一：将解析后的总线数据写入缓存区域一。

步骤二：判断缓存区域一是否写满一页数据。

步骤三：若缓存区域一没有写满一页数据，继续将数据缓存在此次区域。

步骤四：若缓存区域一写满一页数据，使用缓存区域二存储解析后的总线数据。

步骤五：将缓存区域一的内容写入SD卡。

步骤六：重复上述解析流程，交替存储缓存区域一、二的内容。

可以理解的是，存储在SD卡上的数据为二进制数据，为了实现直接读取存储在SD卡中的已被解析的CAN总线数据，可以在SD卡上建立一个可被计算机识别的文件系统。本实用新型实施例以Windows操作系统的计算机为例，目前Windows系列操作系统中最常用的文件系统有FAT16、FAT32 以及NTFS等。由于选用了大容量的SD卡作为存储介质，同时考虑到CAN 总线网络最多支持110个收发节点，总线数据量大，选择FAT32作为本实施例的SD卡文件系统。FAT32文件系统的单个文件最大支持4G字节的容量，满足大容量、长时间的数据存储需求。

FAT32文件系统主要由启动扇区、FAT表、根目录区以及数据区组成。启动扇区包括FAT32文件系统重要的BPB(BIOS Parameter Block)数据结构，定义一些如每扇区字节数、每簇扇区数、FAT表个数等与FAT32文件系统相关的重要参数；FAT表是FAT32文件系统的文件索引和存储的一种链式结构，准确的记录一个文件的起始簇、下一个占用簇的簇号以及结束簇等信息；根目录区，记录有一个文件的文件名、文件类型、文件大小以及修改日期等与文件访问相关的内容；数据区是以簇为单位划分的文件数据存储区域。

本实用新型实施例除了提供FAT32文件系统创建、读取、写入等基本接口函数外，考虑到CAN总线数据存储对实时性的需求，在每次上电初始化后，在微控制器MCU内部开辟出一块内存空间，专门记录下BPB数据结构和FAT 表的一些重要参数，例如下一个空闲簇的序号，上一个文件的写入位置等。在写入文件数据之后按照写入的数据内容更新这些参数，省去了中间读取SD 卡扇区内容以及去FAT表搜索空闲簇的过程，满足实时性的需求。

本实用新型实施例在硬件上使用一个IO口中断，检测SD卡的插入和弹出，在中断函数中置位相关信号标志，在主程序中轮询信号标志执行相应的操作。FAT32文件系统的创建流程步骤如下所示：

步骤一：通过IO口中断检测SD卡插入。

步骤二：初始化SD卡。

步骤三：检测SD卡上的文件系统是否为FAT32文件系统。

步骤四：检测到FAT32文件系统，读取启动扇区内容，更新相关参数。

步骤五：没有检测到FAT32文件系统，创建FAT32文件系统。

可以理解的是，Micro SD卡接口111中插入有SD卡，在SD卡中存储有系统文件，通过上述流程，微控制器MCU 110能够读取SD卡中的系统文件，或向系统文件中写入数据。该系统文件包括控制文本文件、离线数据文件以及固件升级文件，通过读取文本控制文件内容，实现离线状态下的数据采集时的参数配置以及数据采集。由于能够进行数据采集的参数配置，因而当CAN总线数据的收发出现错误时，能够根据所配置的参数对错误做出相应处理，有效避免由于数据收发错误对整个系统带来的干扰。并且，所采集的数据解析后按照设定的格式直接写入SD卡的离线数据文件，无需在线状态下的数据分析软件进行还原，就能够被直接查看，有效提高了工作效率。并能够读取固件升级文件的内容实现系统的固件升级，有利于二次开发及迭代。

图2为本实用新型实施例提供的一种CAN总线数据采集器的结构示意图，如图2所示，本实用新型实施例提供的CAN总线数据采集器11，包括：

微控制器MCU 110以及Micro SD卡接口111。

微控制器MCU 110通过CAN控制器112和CAN控制器接口电路113 与CAN总线节点设备114连接。

Micro SD卡接口111通过SPI模块115与微控制器MCU 110连接，以使微控制器MCU110通过Micro SD卡接口111读写SD卡116中的系统文件，其中，系统文件包括控制文本文件、离线数据文件以及固件升级文件。

CAN总线数据采集器11中包括微控制器MCU 110以及Micro SD卡接口111。其中，微控制器MCU 110可以为微型计算机或单片机等，其为芯片级的计算机，能够根据控制指令实现对应功能的控制。本实用新型实施例中对于微控制器MCU 110的具体类型以及其上所集成的软件和/或硬件不作限定，可以根据实际工况进行设置。

微控制器MCU 110通过CAN控制器112和CAN控制器接口电路113 与CAN总线节点设备114连接。具体地，CAN控制器112的两端分别与微控制器MCU 110和CAN控制器接口电路113连接，以使得微控制器MCU 110 与CAN总线节点设备114之间得以连接，从而使得微控制器MCU 110收发来自CAN总线节点设备114的CAN总线数据。

值得说明的是，CAN控制器112可以集成于微控制器MCU 110之中，也可以位于微控制器MCU 110之外。图2中CAN控制器112以集成于微控制器MCU 110之中为例示出。

Micro SD卡接口111为SD卡116的插口，以使得微控制器MCU 110通过Micro SD卡接口111读写SD卡116，将采集到的CAN总线数据解析后存储至SD卡116，SD卡116中存储有系统文件，微控制器MCU 110能够读写 SD卡116中的系统文件，根据系统文件中所包括的文件内容进行相应地控制操作。其中，系统文件包括控制文本文件、离线数据文件以及固件升级文件。

例如，微控制器MCU 110读取控制文本文件，根据控制文本文件中的内容进行CAN总线数据的收发操作。微控制器MCU 110根据预设协议对CAN 总线数据进行解析，将解析后的数据存储到SD卡116上的离线数据文件以能够被直接查看。比如，将用于查看数据的终端与SD卡116连接，则对SD 卡116中的数据进行直接查看。

又例如，微控制器MCU 110读写固件升级文件，根据该固件升级文件的内容进行CAN总线分析系统10的固件升级。

本实施例中，Micro SD卡接口111通过串行外设接口(Serial PeripheralInterface，以下简称SPI)模块115与微控制器MCU 110连接，以将来自CAN 总线114的数据解析后实时地存储至Micro SD卡接口111中的SD卡116中。其中，SPI模块115不同于常用的安全数字输入输出卡(Secure Digital Input and Output Card，以下简称SDIO)接口模块，SPI模块115与SDIO接口相比具有较少的引脚，其结构也更简单，以及成本更低。另外，SPI模块115可以集成于微控制器MCU 110之中，也可以布置于微控制器MCU 110的外部，对此，本实用新型实施例不作限定。图2中SPI模块115以集成于微控制器MCU 110 之中为例示出。

本实用新型实施例提供的CAN总线数据采集器，其应用于CAN总线分析系统。其中，CAN总线数据采集器包括微控制器MCU以及Micro SD卡接口。微控制器MCU通过CAN控制器接口电路与CAN总线连接，以收发来自CAN总线的数据。而Micro SD卡接口通过SPI模块与微控制器MCU连接，微控制器MCU通过Micro SD卡接口读写SD卡中的系统文件，根据系统文件所包括的文件内容进行相应地控制操作。从而，本实施例提供的CAN 总线数据采集器通过读写存储于SD卡中的系统文件，能够实现离线状态下的收发数据的参数配置，进而根据所配置的参数对收发数据中出现的错误做出相应处理，避免干扰因素。所存储的数据能够直接在SD卡中被还原，以被直接查看，有效提高了工作效率。并能够对系统进行固件升级，有利于二次开发及迭代。

在一种可能的设计中，本实用新型实施例提供的CAN总线数据采集器 11中的微控制器MCU 110根据控制文本文件收发CAN总线数据，其中，控制文本文件用于表征CAN总线数据的收发参数。

例如，微控制器MCU 110读写SD卡116中的系统文件，系统文件中包括控制文本文件，微控制器MCU 110根据控制文本文件的内容，配置所要收发的CAN总线数据的相关收发参数。其中，收发参数可以为例如数据的发送速率、帧格式以及滤波参数等能够表征CAN总线数据正常收发的参数。由于控制本文文件的存在，微控制器MCU 110能够在离线状态下配置收发参数，根据收发参数进行CAN总线数据的收发操作。

本实施例提供的CAN总线数据采集器，其所包括的微控制器MCU通过读取SD卡中系统文件所包括的控制文本文件的内容，能够根据控制文本文件配置CAN总线数据的收发参数，根据收发参数进行CAN总线数据的收发操作。在离线状态下配置收发参数，依据所配置的收发参数实现CAN总线数据的收发操作。

在一些实际的工况中，往往由于各种原因会出现CAN总线数据的收发错误。现有技术中，当出现收发错误时，需要在线状态下的数据分析软件对数据进行分析，根据分析结果确定错误原因。可见，现有技术中需要在线状态下的数据分析软件才能定位CAN总线数据收发错误，对于错误的排查而言其效率低下。针对现有技术中的该问题，本实用新型实施例提供的CAN总线数据采集器无需在线状态下的数据分析软件即可解决。

可选地，本实用新型实施例提供的CAN总线数据采集器11，其所包括的微控制器MCU 110，还用于：

当收发CAN总线数据发生错误时，确定错误状态信息，并根据错误状态信息以及控制文本文件进行相应处理。

具体地，当收发CAN总线数据发生错误时，微控制器MCU 110基于控制文本文件中的内容自动检查收发数据过程中各环节的状态。例如，甄别错误信息，错误信息可能为位错误、循环冗余码校验(Cyclical Redundancy Check，以下简称CRC)错误、填充错误中的一种或多种。然后依据所甄别到的错误信息确定错误状态信息，其中，错误状态信息可以为错误来源信息。例如，根据错误信息判断CAN总线数据采集器11是暂时性的数据错误还是持续性的数据错误，若是暂时性的数据错误其错误来源信息为噪声干扰，若是持续性的数据错误，则其错误来源信息为CAN总线节点设备114。并且依据这些错误信息确定CAN总线数据采集器11当前所处的错误状态信息，例如被动错误状态、主动错误状态以及总线关闭状态等中的哪一种。在确定了错误状态信息之后，依据控制文本文件中对应的处理进行相应处理操作，处理可以包括中断、重传及复位等操作。另外，错误状态信息也可以为错误程度信息，例如当其错误程度超过了预设程度阈值，则可以依据控制文本文件中对应的处理进行关闭CAN控制器112以停止CAN总线数据的收发过程，从而减少收发错误对于总线的干扰。

本实施例提供的CAN总线数据采集器，当收发CAN总线数据发生错误时，微控制器MCU 110能够基于控制文本文件中的内容确定错误状态信息，并根据错误状态信息进行相应处理操作。与现有技术相比，无需在线状态下的数据分析软件就能够快速定位数据收发错误，并做出相应的处理操作。可见，本实施例提供的CAN总线数据采集器具有CAN总线数据收发的功能之外，还增强了系统的抗干扰能力，有效减少了收发错误对CAN总线通讯网络的影响，提高了整个CAN总线的安全性能。尤其适用于封闭式场景但又对安全性要求较高的工况中。

在上述实施例的基础上，可选地，本实用新型实施例提供的CAN总线数据采集器11中的微控制器MCU 110还能够用于根据离线数据文件存储CAN 总线数据，并根据预设协议对其进行解析，以得到数据解析结果，并将数据解析结果通过预设格式存储至SD卡。

现有技术中，通过SD卡116存储CAN总线数据，然后再将其导入到在线状态下的数据分析软件，通过数据分析软件根据预设的相关协议内容对所导入的数据进行解析还原，解析还原之后才能于数据分析软件所在端进行查看。

而本实用新型实施例提供的CAN总线数据采集器11，其所包括的微控制器MCU110，通过读写SD卡116中存储的系统文件，根据系统文件中的离线数据文件存储CAN总线数据，换言之，将所接收的CAN总线数据存储到微控制器MCU 110的内存中，然后根据预设协议对CAN总线数据进行解析，得到的数据解析结果通过预设格式存储于SD卡116中，以供任意终端读取SD卡116查看CAN总线数据。可选地，微控制器MCU 110按照预设的相关协议内容进行解析，所得到的数据解析结果可以包括CAN总线数据的数据长度、数据内容以及数据类型中的至少一种。

可以理解的是，微控制器110按照预设协议进行数据解析，该预设协议为CAN总线协议。数据解析结果以预设格式存储在SD卡116中，本实施例对该预设格式也不作限定。

一种可能的设计中，离线数据文件在SD卡FAT32文件系统上的写入流程步骤如下：

步骤一：定位离线数据文件，获得文件大小、起始簇编号、结束簇编号。

步骤二：根据文件大小和起始簇编号获得文件末尾扇区号。

步骤三：在文件末尾扇区写入新数据。

步骤四：判断写入数据是否在结束簇终止。

步骤五：若数据在结束簇终止，更改离线数据文件的大小。

步骤六：若数据在下一个空余簇终止，将结束簇的FAT表项内容修改为新的结束簇编号，将新的结束簇的FAT表项内容修改为0x0FFFFFF，修改离线数据文件的大小。

本实施例提供的CAN总线数据采集器，其中包括的微控制器MCU根据离线数据文件存储CAN总线数据，并根据预设协议对CAN总线数据进行解析，将解析之后所得到的数据解析结果通过预设格式直接存储于SD卡中，以供任意终端直接查看。与现有技术相比，本实施例提供的CAN总线数据采集器，无需将SD卡中所接收的CAN总线数据导入至数据分析软件，以及由数据分析软件对其进行解析还原之后再查看。从而，节省了解析数据的时间，能够对数据进行直接查看，进而提高了工作效率。

在图2实施例的基础上，可选地，图3为本实用新型实施例提供的另一种CAN总线数据采集器的结构示意图。如图3所示，本实施例提供的CAN 总线采集器11，还包括：升级按键117。

其中，升级按键117与微控制器MCU 110连接。

当启动升级按键117时，微控制器MCU 110读取固件升级文件并根据固件升级文件内容对CAN总线分析系统10进行固件升级过程。

现有技术中，无论CAN总线分析系统10处于在线模式还是离线模式，都无法进行固件升级。而本实用新型实施例提供的CAN总线采集器11，当升级按键117被启动，通过微控制器MCU 110读取SD卡116中所存储的系统文件中的固件升级文件，据此进行固件升级过程。

具体地，当检测到升级按键117被按下，即启动升级按键117，微控制器MCU 110则读取固件升级文件，根据固件升级文件运行固件升级程序。例如，固件升级可能的流程包括以下步骤：

步骤一：启动升级按键117，微控制器MCU 110复位进入固件升级过程；

步骤二：微控制器MCU 110读取固件升级文件中的一页固件升级数据内容；

步骤三：微控制器MCU 110检验所读取的该页固件升级数据内容；

步骤四：微控制器MCU 110存储该页固件升级数据内容；

步骤五：若上述步骤二、步骤三及步骤四中任意一步骤出现错误，则退出固件升级过程，CAN总线分析系统10运行原有的固件数据；

步骤六：若上述步骤二、步骤三及步骤四中的三个步骤都未出现错误，则重复步骤二至步骤五；

步骤七：直至微控制器MCU 110存储了最后一页固件升级数据内容，固件升级成功，微控制器MCU 110自动复位，CAN总线分析系统10运行升级后的固件程序。

本实施例提供的CAN总线数据采集器，包括升级按键，其中，升级按键与微控制器MCU连接。当升级按键被启动时，微控制器MCU能够根据SD 卡中所存储的系统文件中的固件升级文件对CAN总线分析系统进行固件升级。可见，本实施例提供了一种固件升级途径，并且该固件升级途径具有广泛的适用性，无需额外的编程器就可以对CAN总线分析系统进行二次开发及系统迭代，增强了系统的稳定性，降低了系统升级成本。

图4为本实用新型实施例提供的一种CAN总线分析系统的结构示意图，如图4所示，本实施例提供的CAN总线分析系统10包括上述实施例中的任意一种CAN总线数据采集器11、CAN控制器112、CAN控制器接口电路113、 CAN总线节点设备114、指示灯12、第一电源131以及第二电源132。

其中，CAN总线节点设备114通过CAN控制器112以及CAN控制器接口电路113与CAN总线数据采集器11中的微控制器MCU 110连接，而指示灯12、第一电源131以及第二电源132分别与微控制器MCU 110连接。

第一电源131为CAN控制器接口电路113供电，第二电源132为微控制器MCU 110、指示灯12以及接入Micro SD卡接口111的SD卡116供电。换言之，本实用新型实施例提供的CAN总线分析系统，采用第一电源131 为CAN控制器接口电路113单独供电，以及采用第二电源132为微控制器 MCU 110、指示灯12以及SD卡116供电，以提高系统的整体稳定性和抗干扰性。值得理解的是，CAN总线分析系统中各装置的电源设置也不仅限于此，对此，本实用新型实施例不作限定。

值得说明的是，CAN控制器112可以集成于微控制器MCU 110之中，也可以位于微控制器MCU 110之外，图4中CAN控制器112以集成于微控制器MCU 110之中为例示出。

本实施例提供的CAN总线分析系统包括上述实施例中的任意一种CAN 总线数据采集器，其实现原理以及技术效果与上述实施例类似，本实施例在此不再赘述。

一种可能的设计中，CAN控制器接口电路113包括：

CAN数据接口、CAN收发电路、CAN隔离电路以及总线电阻拨码器。

一种可能的设计中，指示灯12可以包括以下至少一种：

错误状态指示灯、数据收发指示灯、系统运行指示灯以及SD卡指示灯。

其中，错误状态指示灯可以为显示收发CAN总线数据发生错误。数据收发指示灯可以为每收发数据即进行指示。系统运行指示灯可以为CAN总线分析系统10非故障状态下的运行指示灯。SD卡指示灯可以为微控制器MCU 110读写SD卡116时的指示灯。

值得被理解的是，指示灯12可以根据实际工况进行设置，以方便用户直观地获知CAN总线分析系统10的运行状态。对于指示灯12具体可以设置为哪些指示灯，本实施例不作限定。

继续参照图4，可选地，上述实施例提供的CAN总线分析系统10，还包括：USB接口14；

其中，微控制器MCU 110通过USB接口14与上位机15连接，上位机 15能够运行数据分析软件，配置CAN总线数据的收发参数以及数据的解析。 USB接口14可以集成于微控制器MCU 110之中，也可以位于微控制器MCU 110之外，对此，本实用新型实施例不作限定。图4中USB接口以集成于微控制器MCU 110之中为例示出。当微控制器MCU 110不通过SD卡116所存储的系统文件中的控制文本文件配置收发参数时，通过上位机15运行数据分析软件配置收发参数。另外，当CAN总线分析系统10处于实时在线时，也可以通过上位机15运行数据分析软件对CAN总线数据进行解析，并于上位机15端进行查看。

本实施例提供的CAN总线分析系统，将上位机与微控制器MCU通过 USB接口连接，当微控制器MCU不通过SD卡所存储的系统文件中的控制文本文件配置收发参数时，通过上位机运行数据分析软件配置收发参数。另外，当CAN总线分析系统处于实时在线时，通过上位机运行数据分析软件对 CAN总线数据进行解析，并于上位机端进行查看。进一步提高了CAN总线分析系统的可靠性。

可以理解的是，本实用新型实施例中的连接关系可以通过电性通信连接实现，也可以通过电路或机械等其他连接方式实现，可以根据实际所连接的模块进行确定，本实施例不作限定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本公开的其它实施方案。本实用新型旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求书指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (10)

1.一种CAN总线数据采集器，应用于CAN总线分析系统，其特征在于，包括：微控制器MCU以及Micro SD卡接口；

所述微控制器MCU通过CAN控制器和CAN控制器接口电路与CAN总线节点设备连接；

所述Micro SD卡接口通过SPI模块与所述微控制器MCU连接，以使所述微控制器MCU通过所述Micro SD卡接口读写SD卡中的系统文件，所述系统文件包括控制文本文件、离线数据文件以及固件升级文件。

2.根据权利要求1所述的CAN总线数据采集器，其特征在于，所述微控制器MCU用于根据所述控制文本文件收发CAN总线数据，所述控制文本文件用于表征所述CAN总线数据的收发参数。

3.根据权利要求2所述的CAN总线数据采集器，其特征在于，所述微控制器MCU，还用于：

当所述收发CAN总线数据发生错误时，确定错误状态信息，并根据所述错误状态信息以及所述控制文本文件进行相应处理。

4.根据权利要求3所述的CAN总线数据采集器，其特征在于，所述微控制器MCU用于根据所述离线数据文件存储所述CAN总线数据，并根据预设协议对所述CAN总线数据进行解析，以得到数据解析结果，并将所述数据解析结果通过预设格式存储至所述SD卡。

5.根据权利要求4所述的CAN总线数据采集器，其特征在于，所述数据解析结果包括所述CAN总线数据的数据长度、数据内容以及数据类型中的至少一种。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的CAN总线数据采集器，其特征在于，还包括：升级按键；

所述升级按键与所述微控制器MCU连接；

当启动所述升级按键时，所述微控制器MCU用于根据固件升级文件对所述CAN总线分析系统进行固件升级过程。

7.一种CAN总线分析系统，其特征在于，包括：如权利要求1-6中任意一种所述CAN总线数据采集器；

CAN控制器、CAN控制器接口电路、CAN总线节点设备、指示灯、第一电源以及第二电源；

其中，所述CAN总线数据采集器中的微控制器MCU通过所述CAN控制器和所述CAN控制器接口电路与所述CAN总线节点设备连接；

所述第一电源为所述CAN控制器接口电路供电；

所述第二电源为所述微控制器MCU、所述指示灯以及接入Micro SD卡接口的SD卡供电。

8.根据权利要求7所述的CAN总线分析系统，其特征在于，所述CAN控制器接口电路包括：

CAN数据接口、CAN收发电路、CAN隔离电路以及总线电阻拨码器。

9.根据权利要求7所述的CAN总线分析系统，其特征在于，所述指示灯包括以下至少一种：

错误状态指示灯、数据收发指示灯、系统运行指示灯以及SD卡指示灯。

10.根据权利要求7-9中任意一项所述的CAN总线分析系统，其特征在于，还包括USB接口；

所述微控制器MCU通过所述USB接口与上位机连接，所述上位机通过数据分析软件解析CAN总线数据。

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