CN111147340A - 一种对can总线接口进行网络化访问的方法、设备及介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种对CAN总线接口进行网络化访问的方法，包括以下步骤：创建socket并将socket与服务端的物理CAN总线接口进行连接；根据物理CAN总线接口的全局设置标识符和驱动对象配置参数创建虚拟CAN总线接口；以及基于socket建立虚拟CAN总线接口和物理CAN总线接口的映射。本发明还公开了一种计算机设备和可读存储介质。本发明提出的对CAN总线接口进行网络化访问的方法、设备及介质通过设置虚拟CAN总线接口和物理CAN总线接口的映射，将CAN总线数据转为网络数据进行传输，这样CAN总线接口在局域网中可以共享使用。

Description

一种对CAN总线接口进行网络化访问的方法、设备及介质
技术领域
本发明涉及计算机通信领域，更具体地，特别是指一种对CAN总线接口进行网络化访问的方法、设备及可读介质。
背景技术
CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线作为现场总线可以有效支持分布式控制或实时控制的串行通信，现已广泛应用于工业自动化、汽车、船舶、医疗设备、工业设备等方面。与一般通信总线相比，CAN总线的数据通信具有更强的可靠性、实时性及灵活性。
物理资源的网络化不仅可以提高50％～60％的利用率，而且可以实现对资源的快速部署，同时还可以减少对物理设备、电缆、空间、电力、制冷等方面的需求，能够满足飞速变化的业务发展需求。随着应用的整合需求越来越强烈，越来越多的用户希望可以通过整合或者共享物理资产的方式来提高资源利用率。因此，需要一种对物理CAN总线接口进行网络化访问的方法。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种对CAN总线接口进行网络化访问的方法、设备及介质，通过设置虚拟CAN总线接口和物理CAN总线接口的映射，将CAN总线数据转为网络数据进行传输，这样CAN总线接口在局域网中可以共享使用，方法简便可靠。
基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种对CAN总线接口进行网络化访问的方法，包括如下步骤：创建socket并将所述socket与服务端的物理CAN总线接口进行连接；根据所述物理CAN总线接口的全局设置标识符和驱动对象配置参数创建虚拟CAN总线接口；以及基于所述socket建立所述虚拟CAN总线接口和所述物理CAN总线接口的映射。
在一些实施方式中，还包括：通过所述服务端的父进程对物理CAN总线接口进行监控。
在一些实施方式中，还包括：响应于所述socket与服务端的物理CAN总线接口进行连接，通过所述父进程创建子进程提供CAN数据服务。
在一些实施方式中，还包括：判断客户端的写队列是否为空；以及响应于所述客户端的所述写队列不为空，将所述写队列的数据发送到所述服务端，并清空所述写队列。
在一些实施方式中，还包括：判断所述服务端是否进行数据传输；以及响应于所述服务端进行数据传输，将数据写入客户端的读队列中。
本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机指令，指令由处理器执行以实现如下步骤：创建socket并将所述socket与服务端的物理CAN总线接口进行连接；根据所述物理CAN总线接口的全局设置标识符和驱动对象配置参数创建虚拟CAN总线接口；以及基于所述socket建立所述虚拟CAN总线接口和所述物理CAN总线接口的映射。
在一些实施方式中，步骤还包括：通过所述服务端的父进程对物理CAN总线接口进行监控。
在一些实施方式中，步骤还包括：响应于所述socket与服务端的物理CAN总线接口进行连接，通过所述父进程创建子进程提供CAN数据服务。
在一些实施方式中，步骤还包括：判断客户端的写队列是否为空；以及响应于所述客户端的所述写队列不为空，将所述写队列的数据发送到所述服务端，并清空所述写队列。
本发明实施例的再一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有被处理器执行时实现如上方法步骤的计算机程序。
本发明具有以下有益技术效果：通过设置虚拟CAN总线接口和物理CAN总线接口的映射，将CAN总线数据转为网络数据进行传输，这样CAN总线接口在局域网中可以共享使用，方法简便可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为本发明提供的对CAN总线接口进行网络化访问的方法的实施例的示意图；
图2为本发明提供的对CAN总线接口进行网络化访问的方法的实施例的硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提出了一种对CAN总线接口进行网络化访问的方法的实施例。图1示出的是本发明提供的对CAN总线接口进行网络化访问的方法的实施例的示意图。如图1所示，本发明实施例包括如下步骤：
S1、创建socket并将socket与服务端的物理CAN总线接口进行连接；
S2、根据物理CAN总线接口的全局设置标识符和驱动对象配置参数创建虚拟CAN总线接口；以及
S3、基于socket建立虚拟CAN总线接口和物理CAN总线接口的映射。
Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。可以把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议
本发明实施例包括服务端和客户端，在客户端同一操作***中设置有虚拟CAN总线驱动。CAN总线接口服务端(简称“服务端”)，可以让CAN设备具备联网的能力，把分散的CAN设备通过网络来进行共享使用和集中管理。服务端可以采用ZLG的M6Y2C-512F4GLI-T核心板，在该核心板下运行嵌入式Linux***，由于Linux***提供了SocketCAN接口，可以将CAN设备作为网络设备进行管理，因此在CAN总线应用开发方面，使得CAN总线向下通信近似于和以太网的通信，应用程序开发接口更加通用，也更加灵活。CAN总线接口客户端(简称“客户端”)是基于TCP/IP协议实现的多线程网络客户端程序。虚拟CAN总线驱动是基于Windows的驱动框架KMDF(Kernel-Mode Driver Foundation，内核模式驱动基础)进行开发设计的。一方面，客户端可以采用Socket的网络编程接口与服务端进行双向通信；另一方面，客户端基于Windows下的驱动接口与CAN总线虚拟驱动进行双向数据交互。
CAN总线接口服务端运行在M6Y2C-512F4GLI-T核心板上的Linux***中。在Linux***中，CAN总线接口设备作为网络设备被***进行统一管理。在***下被识别为/sys/class/net/can0设备，服务端将其作为普通网络接口进行读写，完成CAN总线接口向下通信速率的配置；同时使用TCP协议创建服务器Socket，进行相应设置后调用accept()等待客户端连入。将服务端二进制软件拷贝的Linux***中，并设置开机自动运行。每次***启动的时候，服务端程序自动运行，以读写权限的方式打开CAN总线接口设备，并且对外暴露出IP地址和端口号，等待客户端连接，多线程的设计支持多客户端同时连接。
在一些实施方式中，还包括：通过所述服务端的父进程对物理CAN总线接口进行监控。在一些实施方式中，还包括：响应于所述socket与服务端的物理CAN总线接口进行连接，通过所述父进程创建子进程提供CAN数据服务。客户端正常连入后，可以创建一个子进程作为业务进程对特定客户端提供CAN数据服务，父进程始终作为监听进程等待下一个客户端的连入。
CAN总线接口客户端运行在和服务端同一个局域网中的Windows***中。将CAN总线接口客户端拷贝到Windows***下，然后设置开机自启动。客户端程序首先创建Socket，并且直接调用connect()连接上述服务端，***将会将刚才创建的Socket隐式绑定到一个随机端口上。服务端和客户端连接后，客户端就可以直接和服务端进行数据通信。每次***启动的时候，客户端程序会自动连接服务端和虚拟CAN总线驱动，实现物理CAN总线接口和虚拟CAN总线接口的映射。
虚拟CAN总线驱动会根据全局设置标识符和驱动对象配置参数在设备管理器中创建虚拟CAN设备。然后，设置I/O请求分发处理方式为串行，创建读、写数据队列和设备GUID接口，输入缓冲区地址可通过调用Wdf RequestRetrieveInputBuffer()函数获得；输出缓冲区地址可通过调用Wdf RequestRetrieveOutputBuffer()函数获得。完成驱动层设计后，在应用层设置根据全局ID获取设备路径的接口和设备详细信息结构的接口，便于应用程序进行API调用。虚拟CAN总线驱动运行在与客户端相同的Windows***下，将虚拟CAN总线驱动拷贝到该Windows***下，并执行安装脚本。脚本成功执行后会在设备管理器下创建一个CAN设备。用户的应用程序通过API接口可访问该设备进行读写操作。
在一些实施方式中，还包括：判断客户端的写队列是否为空；以及响应于所述客户端的所述写队列不为空，将所述写队列的数据发送到所述服务端，并清空所述写队列。客户端会调用本地虚拟CAN总线驱动模拟出来的虚拟CAN设备，对设备的打开操作，然后监听设备的写队列。当写队列不为空时，说明上层应用对虚拟CAN设备进行了写操作，客户端将写队列的数据发送到服务端，并清空写队列。在一些实施方式中，还包括：判断所述服务端是否进行数据传输；以及响应于所述服务端进行数据传输，将数据写入客户端的读队列中。当服务端有数据传输时，客户端将数据写到虚拟CAN设备的读队列中，供上层应用进行读取。
需要特别指出的是，上述对CAN总线接口进行网络化访问的方法的各个实施例中的各个步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于对CAN总线接口进行网络化访问的方法也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在实施例之上。
基于上述目的，本发明实施例的第二个方面，提出了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机指令，指令由处理器执行以实现如下步骤：S1、创建socket并将socket与服务端的物理CAN总线接口进行连接；S2、根据物理CAN总线接口的全局设置标识符和驱动对象配置参数创建虚拟CAN总线接口；以及S3、基于socket建立虚拟CAN总线接口和物理CAN总线接口的映射。
在一些实施方式中，还包括：通过所述服务端的父进程对物理CAN总线接口进行监控。
在一些实施方式中，还包括：响应于所述socket与服务端的物理CAN总线接口进行连接，通过所述父进程创建子进程提供CAN数据服务。
在一些实施方式中，还包括：判断客户端的写队列是否为空；以及响应于所述客户端的所述写队列不为空，将所述写队列的数据发送到所述服务端，并清空所述写队列。
在一些实施方式中，还包括：判断所述服务端是否进行数据传输；以及响应于所述服务端进行数据传输，将数据写入客户端的读队列中。
如图2所示，为本发明提供的上述对CAN总线接口进行网络化访问的方法的一个实施例的硬件结构示意图。
以如图2所示的装置为例，在该装置中包括一个处理器301以及一个存储器302，并还可以包括：输入装置303和输出装置304。
处理器301、存储器302、输入装置303和输出装置304可以通过总线或者其他方式连接，图2中以通过总线连接为例。
存储器302作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的对CAN总线接口进行网络化访问的方法对应的程序指令/模块。处理器301通过运行存储在存储器302中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的对CAN总线接口进行网络化访问的方法。
存储器302可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据对CAN总线接口进行网络化访问的方法的使用所创建的数据等。此外，存储器302可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器302可选包括相对于处理器301远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至本地模块。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置303可接收输入的用户名和密码等信息。输出装置304可包括显示屏等显示设备。
一个或者多个对CAN总线接口进行网络化访问的方法对应的程序指令/模块存储在存储器302中，当被处理器301执行时，执行上述任意方法实施例中的对CAN总线接口进行网络化访问的方法。
执行上述对CAN总线接口进行网络化访问的方法的计算机设备的任何一个实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有被处理器执行时执行如上方法的计算机程序。
最后需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，对CAN总线接口进行网络化访问的方法的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，程序的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。上述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
此外，根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由处理器执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被处理器执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。
此外，上述方法步骤以及***单元也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。
此外，应该明白的是，本文的计算机可读存储介质(例如，存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。作为例子而非限制性的，非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦写可编程ROM(EEPROM)或快闪存储器。易失性存储器可以包括随机存取存储器(RAM)，该RAM可以充当外部高速缓存存储器。作为例子而非限制性的，RAM可以以多种形式获得，比如同步RAM(DRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDRSDRAM)、增强SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)、以及直接Rambus RAM(DRRAM)。所公开的方面的存储设备意在包括但不限于这些和其它合适类型的存储器。
本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个***的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。
结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块和电路可以利用被设计成用于执行这里功能的下列部件来实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，处理器可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP和/或任何其它这种配置。
结合这里的公开所描述的方法或算法的步骤可以直接包含在硬件中、由处理器执行的软件模块中或这两者的组合中。软件模块可以驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域已知的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质被耦合到处理器，使得处理器能够从该存储介质中读取信息或向该存储介质写入信息。在一个替换方案中，存储介质可以与处理器集成在一起。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端中。在一个替换方案中，处理器和存储介质可以作为分立组件驻留在用户终端中。
在一个或多个示例性设计中，功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则可以将功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质来传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，该通信介质包括有助于将计算机程序从一个位置传送到另一个位置的任何介质。存储介质可以是能够被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为例子而非限制性的，该计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或者是可以用于携带或存储形式为指令或数据结构的所需程序代码并且能够被通用或专用计算机或者通用或专用处理器访问的任何其它介质。此外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴线缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线路(DSL)或诸如红外线、无线电和微波的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送软件，则上述同轴线缆、光纤线缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电和微波的无线技术均包括在介质的定义。如这里所使用的，磁盘和光盘包括压缩盘(CD)、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘、蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。上述内容的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。
以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种对CAN总线接口进行网络化访问的方法，其特征在于，包括以下步骤：
创建socket并将所述socket与服务端的物理CAN总线接口进行连接；
根据所述物理CAN总线接口的全局设置标识符和驱动对象配置参数创建虚拟CAN总线接口；以及
基于所述socket建立所述虚拟CAN总线接口和所述物理CAN总线接口的映射。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
通过所述服务端的父进程对物理CAN总线接口进行监控。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
响应于所述socket与服务端的物理CAN总线接口进行连接，通过所述父进程创建子进程提供CAN数据服务。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
判断客户端的写队列是否为空；以及
响应于所述客户端的所述写队列不为空，将所述写队列的数据发送到所述服务端，并清空所述写队列。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
判断所述服务端是否进行数据传输；以及
响应于所述服务端进行数据传输，将数据写入客户端的读队列中。
6.一种计算机设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
存储器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，所述指令由所述处理器执行时实现以下步骤：
创建socket并将所述socket与服务端的物理CAN总线接口进行连接；
根据所述物理CAN总线接口的全局设置标识符和驱动对象配置参数创建虚拟CAN总线接口；以及
基于所述socket建立所述虚拟CAN总线接口和所述物理CAN总线接口的映射。
7.根据权利要求6所述的计算机设备，其特征在于，步骤还包括：
通过所述服务端的父进程对物理CAN总线接口进行监控。
8.根据权利要求7所述的计算机设备，其特征在于，步骤还包括：
响应于所述socket与服务端的物理CAN总线接口进行连接，通过所述父进程创建子进程提供CAN数据服务。
9.根据权利要求6所述的计算机设备，其特征在于，步骤还包括：
判断客户端的写队列是否为空；以及
响应于所述客户端的所述写队列不为空，将所述写队列的数据发送到所述服务端，并清空所述写队列。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5任意一项所述方法的步骤。
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