CN100377543C - 一种基于 can 技术的汽车仪表内部数据传输方法 - Google Patents

一种基于 can 技术的汽车仪表内部数据传输方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于CAN技术的汽车仪表内部数据传输方法。节点接收数据时，数据以字节为单位从总线存入底层寄存器中，数据从底层寄存器取出，按字节顺序放入内存存储区的数组中，形成结构体，结构体被传送至节点的通讯层；节点发送数据时，节点通讯层发出数据，以结构体为单位的数据先存入内存存储区，结构体中数据按数组中的字节放入底层寄存器中，数据以字节形式从寄存器中进入总线。本发明大大地减轻了通讯层对数据重新组织以及分解自身需要发送信息的负担。同时，程序的可读性以及层次性大大增强，这为未来程序的改进提供了一个安全和方便的环境与规范。

Description

一种基于 CAN 技术的汽车仪表内部数据传输方法
技术领域
本发明涉及一种基于CAN技术的汽车仪表内部数据传输方法。
背景技术
目前，从通讯角度讲，我国的汽车仪表***存在着几种类型：不带任何通讯功能的低档仪表***、带有简单通讯功能的仪表***以及带有复杂通讯功能的仪表***。
在低档仪表***中，汽车各部分的运行状态，是由各部分的传感器将各种非电量信号，如温度、压力等信号，转化成电压、电流或脉冲等模拟电信号。由于模拟信号自身的传输特性，使得仪表对于车身各个部分的状态的分析存在着计算速度差、精度低的缺点。而且信号的传输采用一对一方式，所以当需要传输信号的车身部件比较多时，相应的传输通道也相应增加，这不仅增加了生产成本，而且也增加了信号间相互干扰的风险。
还有一种仪表***，它遵守低端通信协议，如K-line、LIN等。遵守这些协议的仪表虽然具备了通讯功能，但这种能力是局部的。例如利用LIN协议可以实现仪表与车身其他部分的通讯，但此协议只规定了物理层的信号参数，而没有确定对报文的处理机制。其具体的消息处理机制是由汽车生产厂家与其产品供应商内部确定。而其他厂商的产品无法与之匹配，即不具有开放性。
CAN标准是一种串行，多主的开放性总线协议。遵守该协议的部件(在协议中称为节点)之间可以实现远距离(最长可达10km)高速通讯(最快可达1Mbit/s)；而且由于协议自身的规定保证数据能够准确在两节点的对等协议层之间传输。因此，利用CAN总线可以将所有遵循协议的节点利用一条或两条传输线连接起来，而且节点间可以实现实时控制。由于总线上报文的数据域是以字节为单位进行传输的，如果节点的通讯层直接对字节进行处理，那么数据传输效率会很低，会额外增加软件开销，造成汽车仪表成本提升。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于CAN技术的汽车仪表内部数据传输方法，减轻节点通讯层对数据重新组织以及分解自身需要发送信息负担，提高传输效率。
汽车各部件为总线上的节点，汽车的仪表也为总线上的一个节点。每个汽车部件节点通过自身的CAN总线控制器，用发送器把仪表所需的各种性能参数数据，发送到总线上。再经过总线传递到仪表处，仪表通过接收器接收数据，仪表每次正确收到数据后都要利用仪表节点的发送器通过总线向其它部件发送答应信号。当某个部件节点通过接收器收到应答信号后表示它所发送的数据被成功接收，否则它要重新发送数据。
本发明在仪表***的内存区开辟了一个存储区。这个区域在逻辑上位于底层寄存器与通讯层程序之间，起到一个接口的作用，即寄存器与节点通讯层之间是通过内存的存储区进行数据交换的。
首先，底层寄存器与内存存储区之间是以字节为传输对象；内存存储区与通讯层程序之间以结构体为操作对象。而底层寄存器与节点通讯层程序之间不进行直接的数据传输。程序定义一个联合体。在联合体内定义了一个与其它节点相对应的结构体。结构体内部的不同成员分别描述了这个节点的不同属性。
在联合体内又定义一个和结构体大小相同的一维字符型数组。这个数组与结构体之间为字节对字节的物理关系。由于在联合体内部的所有字节共享相同的内存段，所以数组内的一个或若干个元素组成了结构体内某个成员。
当数据从总线进入底层寄存器时是以字节为单位进行存储的，程序将数据从寄存器取出，按一定的字节顺序放入内存存储区中的数组后，反映节点的字节数据构成了能够被通讯层程序方便使用的结构体。然后这些结构体被传送到仪表节点的通讯层中。
同样，当仪表节点的通讯层要发送信息时，它将信息以结构体形式存入内存存储区中，底层程序将结构体中成员按一般数组中的元素一个一个地放入底层寄存器中。随后，数据以字节的形式在总线上传输，被相应节点接收。
本发明的有益效果为，大大地减轻了通讯层对数据重新组织以及分解自身需要发送信息的负担。同时，程序的可读性以及层次性大大增强，这为未来程序的改进提供了一个安全和方便的环境与规范。另外，通讯层与应用层数据两者分属两个模块，之间不得互相函数调用，不得共用变量，只能通过中间函数传递信息，增加了***可靠性，同时方便测试。
附图说明
图1是汽车内部总线结构图
图2是节点内部数据传输结构图
图3是数据传输逻辑结构图
具体实施方式
如图1所示，汽车的各部件(节点)，如发动机、油箱、车灯、仪表等，都是汽车CAN总线上的一个节点，它们被连接到总线上。如图2所示，每个节点通过自身的CAN总线控制器和发送器把仪表所需的各种性能参数数据，发送到总线上。再经过总线传输到仪表处，仪表通过接收器接收数据，仪表每次正确收到数据后都要利用仪表节点的发送器通过总线向相应节点发送答应信号。当这个节点通过接收器收到应答信号后表示数据被成功接收，否则它要重新发送数据。
例如，如图3所示，当发动机节点要发送发动机转速信息给仪表时，在经总线仲裁成功后，通过发送器将信息发送至总线。
当转速信息从总线进入仪表的底层寄存器时，是以字节为单位进行存储的，程序将数据从寄存器取出，按一定的字节顺序放入内存存储区。在内存存储区中，程序定义一个联合体。在联合体内定义了一个与转速信息相关的结构体。转速信息是结构体内的一个成员。在联合体内又定义一个和结构体大小相同的数组。由于在联合体内部的所有成员共享相同的内存段，所以数组内的一个或若干个字符组成了结构体内某个成员。就这样，反映转速信息的字节数据构成了能够被通讯层程序方便使用的结构体的一部分。含有转速信息的结构体被传送至仪表通讯层。
最后，汽车仪表把从CAN总线传输来的数据经过处理后，在仪表上显示出来。通过仪表指针，LCD或LED等，驾驶者可以得知一系列的汽车状态信息。当发动机转速发生变化时，利用相同的前述方法向仪表发送更改数据。
汽车上其他部件也是通过前述相同的数据传输方法把自身的状态信息传递到仪表上。

Claims (2)

1.一种基于CAN技术的汽车仪表内部数据传输方法，包括节点接收数据
步骤和节点发送数据步骤，其特征在于采用下述步骤：
节点接收数据时，数据以字节为单位从总线存入底层寄存器中，数据从底层寄存器取出，按字节顺序放入内存存储区的数组中，同时在同一个
内存区定义一个结构体，此结构体与数组又构成了一个联合体并被传送至节点的通讯层；
节点发送数据时，节点通讯层发出数据，以结构体为单位的数据先存入内存存储区，然后再按数组中的字节顺序放入底层寄存器中，数据以字节形式从寄存器中进入总线。
2.如权利要求1所述的基于CAN技术的汽车仪表内部数据传输方法，其特征在于，底层寄存器和内存存储之区间的数据转换当中，先定义一个联合体；在联合体内定义了一个与物理实体相对应的结构体，结构体内部的字节分别描述物理实体的不同属性；在联合体内又定义一个和结构体大小相同的数组，这个数组与结构体之间为字节对字节的物理关系。
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