一种基于LabVIEW的多通道多采样率CAN总线数据解析方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711458903.4
(22)申请日 2017.12.28
(71)申请人 北京理工大学
地址 100081 北京市海淀区中关村南大街5
号
(72)发明人 宋萍　彭文家　李方兴　
(74)专利代理机构 北京理工大学专利中心
11120
代理人 高燕燕
(51)Int.Cl.
H04L 1/00(2006.01)
H04L 12/40(2006.01)
(54)发明名称一种基于LabVIEW的多通道多采样率CAN总线数据解析方法(57)摘要本发明提出一种基于LabVIEW的多通道多采样率CAN总线数据解析方法，有效解决多CAN总线、多通道、多ID、多采样率CAN总线数据实时传输与解析问题。

步骤一：根据不同ID解析数据块，取出相应字节的数据作为对应通道数据，将本ID 内所有通道数据组成一个二维数组，放入对应寄存器内；步骤二：读出所有寄存器内的二维数组，将所有二维数组拼接为一个总二维数组，其行数即对应通道数，列数对应采样点数；步骤三：将步骤一得到的每通道的采样点个数，存为一列数组，拼接到步骤二得到的二维数组的最前面，作为总二维数组的帧头，得到的拼接后的二维数组的第一列即对应本通道采样点数；步骤四：将步骤三中得到的二维数组传输给显示模块显示以
及存储模块缓存。

权利要求书1页 说明书3页CN 108183769 A 2018.06.19
C N 108183769
A
1.一种基于LabVIEW的多通道多采样率CAN总线数据解析方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：根据不同ID解析数据块，取出相应字节的数据作为对应通道数据，将本ID内所有通道数据组成一个二维数组，放入对应寄存器内，每个二维数组的行数代表本ID数据帧所包含的通道数，二维数组的列数是数据块所包含的本通道的采样点个数；
步骤二：读出所有寄存器内的二维数组，将所有二维数组拼接为一个总二维数组，其行数即对应通道数，列数对应采样点数；
步骤三：将步骤一得到的每通道的采样点个数，存为一列数组，拼接到步骤二得到的二维数组的最前面，作为总二维数组的帧头，得到的拼接后的二维数组的第一列即对应本通道采样点数；
步骤四：将步骤三中得到的二维数组传输给显示模块显示以及存储模块缓存。

2.如权利要求1所述的一种基于LabVIEW的多通道多采样率CAN总线数据解析方法，其特征在于，所述显示模块按照第一列每行数据值截取本通道后续数值，剔除补充的0值进行显示。

3.如权利要求1或2所述的一种基于LabVIEW的多通道多采样率CAN总线数据解析方法，其特征在于，所述存储模块预先设定写入次数阈值，当写入次数达到阈值时将缓存数据写入TDMS文件。

权　利　要　求　书1/1页CN 108183769 A
一种基于LabVIEW的多通道多采样率CAN总线数据解析方法
技术领域
[0001]本发明属于CAN总线传输技术领域，涉及一种基于LabVIEW的多通道多采样率CAN 总线数据解析方法。

背景技术
[0002]CAN总线一个主要优点是可以实时传输多个节点的数据。

但是，使用CAN总线传输采集数据时，不同节点采样率各异使得不同通道采样数据量不同，这就对上位机灵活可靠稳定接收不同通道的数据，并解析、存储、显示数据提出了挑战，目前基于LabVIEW的CAN总线数据接收处理尚未有较好的处理方法。

[0003]《一种基于LabVIEW的CAN总线数据处理方法》专利中提出一种针对双CAN总线实时通讯的技术，但是其接收的每个CAN总线只能有一个CAN节点发送数据，无法解决多个节点同时发送数据的问题，亦无法解决不同采样速率节点不同采样率的问题，由于CAN总线为串行通讯方式，数据解析错误会导致各通道间数据互串的问题。

以上问题成为LabVIEW应用CAN总线通讯的一个难点问题，限制了CAN总线在以LabVIEW为基础的测试控制领域的应用。

发明内容
[0004]针对目前对CAN总线数据解析的缺陷，本发明提出一种基于LabVIEW的多通道多采样率CAN总线数据解析方法，有效解决多CAN总线、多通道、多ID、多采样率CAN总线数据实时传输与解析问题。

[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0006]一种基于LabVIEW的多通道多采样率CAN总线数据解析方法，包括以下步骤：[0007]步骤一：根据不同ID解析数据块，取出相应字节的数据作为对应通道数据，将本ID 内所有通道数据组成一个二维数组，放入对应寄存器内，每个二维数组的行数代表本ID数据帧所包含的通道数，二维数组的列数是数据块所包含的本通道的采样点个数；
[0008]步骤二：读出所有寄存器内的二维数组，将所有二维数组拼接为一个总二维数组，其行数即对应通道数，列数对应采样点数；
[0009]步骤三：将步骤一得到的每通道的采样点个数，存为一列数组，拼接到步骤二得到的二维数组的最前面，作为总二维数组的帧头，得到的拼接后的二维数组的第一列即对应本通道采样点数；
[0010]步骤四：将步骤三中得到的二维数组传输给显示模块显示以及存储模块缓存。

[0011]进一步地，所述显示模块按照第一列每行数据值截取本通道后续数值，剔除补充的0值进行显示。

[0012]进一步的，所述存储模块预先设定写入次数阈值，当写入次数达到阈值时将缓存数据写入TDMS文件。

[0013]本发明的有益效果：
[0014]1、本发明对不同采样率采样通道分配CAN总线数据帧的数据域和仲裁域ID，根据
ID解析不同通道数据，数据根据通道号存储在二维数组中，根据不同通道采样点个数对二维数组添加帧头，用于显示数据以及存储数据时提取采样数值，并且设定存储间隔，有效降低系统开销，提高数据解析稳定性。

[0015]2、本发明将所有二维数组拼接为一个总二维数组后，再拼接帧头，这样避免了解析错误导致的各通道数据的互串，并且通过添加的帧头可以灵活的接收解析不同采样率的数据。

具体实施方式
[0016]下面举实施例对本发明进行详细描述。

[0017]如表1所示，为CAN总线数据帧定义格式，根据测试需要制定不同CAN总线数据的仲裁域ID，为区别不同类型数据帧，CAN总线网络内，每种数据帧对应唯一ID，不同类型数据帧ID不能重复。

[0018]表1
[0019]
[0020]CAN总线数据帧的数据域进行填充，CAN总线数据域包含8个字节，本实施例选用每两个字节填充一个通道数据，一个数据帧可以填充四个通道数据，同一ID的数据帧内填充相同采样率数据，数据域未使用字节可以闲置。

[0021]本具体实施例包含35种ID数据帧，包含140个通道数据，采样率包含100Hz、50Hz和20Hz，CAN总线为3条。

[0022]CAN总线数据分块上传到上位机，块大小预先设定为2000，即每次处理2000帧CAN 总线数据，上传数据块内包含本时间段内CAN线内所有不同采样速率数据帧，其中采样率高的数据帧数多，采样率低的数据帧数少，其采样率不影响后续数据处理。

[0023]数据解析过程具体为：
[0024]步骤一：根据不同ID解析本数据块数据，取出相应字节的数据作为对应通道数据，将本ID内所有通道数据组成一个二维数组，放入对应寄存器内，每个二维数组的行数代表本ID数据帧所包含的通道数，对应表1的数据帧解析得到一个4行二维数组，第一行为第一通道，依次为第二、三、四通道，二维数组的列数是本数据块所包含的本通道的采样点个数，比如处理的块数据，2000个数据帧中包含15个如表1的ID数据帧，则解析完本块2000个数据帧后，应得到15个本通道采样数据。

依照本方法解析所有ID数据帧，并存入不同寄存器。

[0025]步骤二：待本块2000个数据帧数据处理完毕后，判断每个寄存器内二维数组的每行的列数，得到每个通道的采样点个数。

[0026]步骤三：读出所有寄存器内的单独的二维数组，将所有二维数组拼接为一个总二维数组，本二维数组行数即对应通道数，列数对应采样点数，不同采样率通道对应的数组的列数不同，本实施例得到的二维数组为140行，对应140个采集通道。

但是在拼接为二维数组过程中，二维数组以采样率最大的数组的列数拓展二维数组，采样率低的不足的会自动用0
补齐。

如采样率为100Hz的通道的每行都为真实数据，但是50Hz和20Hz采样通道由于采样数少，会在采集数据后出现无效数据0。

由于本问题的出现，在数据显示和存储的过程中，必须剔除自动补充的0值，否则会使通道数据显示和存储错误。

[0027]步骤四：将步骤二中得到的每通道的采样点个数，存为一维数组，对于本实施例一共有140个通道，所以得到一个长度为140的数组，数组的值对应每个通道的采样点个数，将本数组拼接到步骤三中得到采样点的二维数组的最前一列，作为二维数组帧头，得到的拼接后的二维数组的第一列即对应本通道采样点数。

[0028]步骤五：将步骤四中得到的二维数组传输给显示模块和存储模块缓存。

[0029]步骤六：显示模块按照第一列每行数据值截取本通道后续数值，剔除步骤三中补充的0值，进行显示。

[0030]进一步的，如果数据存储每次处理完数据后进行存储，由于磁盘读写速度较慢，频繁调用写入操作，磁盘写入会占用较大系统开销，所以在存储模块缓存写入预先设定次数时，再进行一次存储写入。

本实施例设定为150次，即缓存150次处理后的收据，在调用一次数据写入操作。

[0031]步骤七：处理完本块数据后等待处理下一块采集数据，或等待停止接收数据命令。