CN112600711A - 实车总线数据远端克隆***及方法 - Google Patents

实车总线数据远端克隆***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种实车总线数据远端克隆***及方法，通过第一车联网设备获取实车总线接口各针脚的配置信息，第二车联网设备根据配置信息进行针脚映射，映射完成后第一车联网设备获取实车总线数据并发送给第二车联网设备，第二车联网设备将总线数据发送给相应的针脚，实现实车总线数据的远端克隆，提高了车载设备开发的效率，降低了成本。

Description

实车总线数据远端克隆***及方法
技术领域
本发明属于车辆诊断技术领域，尤其涉及一种实车总线数据远端克隆***及方法。
背景技术
在目前汽车电子技术不断更新迭代的今天，车上传感器及控制器的数量及价格比重逐年上升，而连接这些传感器及控制器的主要方式则是汽车通讯的各类总线，例如车辆上常用的CAN总线、LIN总线以及各类串行总线等。汽车电子设备开发以及汽车诊断设备开发等领域都需要针对于汽车总线场景进行仿真和模拟，但是仿真和模拟并不能达到实车测试场景的准确性，可是产品实车测试阶段往往会在开发的末期阶段，在这个阶段已经无法进行大的架构变更和修改。
因此，有必要提出一种能在不装车的同时对实车总线数据进行远端克隆的技术方案。
发明内容
基于此，针对上述技术问题，提供一种实车总线数据远端克隆***及方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一方面，提供一种实车总线数据远端克隆***，包括分别位于实车端以及远端的第一车联网设备以及第二车联网设备，所述第一车联网设备与第二车联网设备的结构相同，均包括通信接口、具有分别用于传输相应总线数据的多个总线通道的总线电路、用于将所述通信接口的针脚切换至不同的总线通道的针脚切换电路、处理器以及网络模块，所述第一车联网设备与第二车联网设备通过所述网络模块连接，所述第一车联网设备的通信接口与实车的总线接口连接；
所述第一车联网设备被配置为：
A1、通过所述处理器控制针脚切换电路，使所述通信接口的各针脚依次切换至各总线通道,确定所述总线接口各针脚的配置信息，所述配置信息包括针脚与车辆总线的对应关系以及波特率；
B1、通过所述处理器将所述配置信息以报文形式经所述网络模块发送给所述第二车联网设备；
C1、根据所述配置信息，通过所述总线电路从实车获取各总线数据，通过所述处理器将所述各总线数据分别以报文形式经所述网络模块发送给所述第二车联网设备，所述报文中具有报头、报尾、时间戳以及对应的针脚信息；
所述第二车联网设备被配置为：
A2、通过所述网络模块接收来自所述第一车联网设备的配置信息以及总线数据；
B2、通过所述处理器根据所述配置信息中的对应关系控制针脚切换电路，将所述通信接口的各针脚切换至对应的总线通道，并根据所述配置信息配置波特率；
C2、通过所述处理器按照时间戳和针脚信息将总线数据以相应的时间间隔发送给所述通信接口对应的针脚。
另一方面，提供一种实车总线数据远端克隆方法，包括：
第一车联网设备的执行步骤：
A1、通过处理器控制针脚切换电路，使通信接口的各针脚依次切换至总线电路的各总线通道,确定实车总线接口各针脚的配置信息，所述配置信息包括针脚与车辆总线的对应关系以及波特率；
B1、通过所述处理器将所述配置信息以报文形式经网络模块发送给第二车联网设备；
C1、根据所述配置信息，通过所述总线电路从实车获取各总线数据，通过所述处理器将所述各总线数据分别以报文形式经所述网络模块发送给所述第二车联网设备，所述报文中具有报头、报尾、时间戳以及对应的针脚信息；
第二车联网设备执行步骤：
A2、通过网络模块接收来自所述第一车联网设备的配置信息以及总线数据；
B2、通过处理器根据所述配置信息中的对应关系控制针脚切换电路，将通信接口的各针脚切换至对应的总线通道，并根据所述配置信息配置波特率；
C2、通过所述处理器按照时间戳和针脚信息将总线数据以相应的时间间隔发送给所述通信接口对应的针脚；
所述第一车联网设备以及第二车联网设备分别位于实车端以及远端，所述第一车联网设备与第二车联网设备的结构相同，均包括通信接口、具有分别用于传输相应总线数据的多个总线通道的总线电路、用于将所述通信接口的针脚切换至不同的总线通道的针脚切换电路、处理器以及网络模块，所述第一车联网设备与第二车联网设备通过所述网络模块连接，所述第一车联网设备的通信接口与实车的总线接口连接。
本发明可以将实车总线数据克隆给远端，提高了车载设备开发的效率，降低了成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式本发明进行详细说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明第一车联网设备的结构示意图；
图3为本发明的车联网设备的内部原理图。
具体实施方式
如图1所示，本说明书实施例提供一种实车总线数据远端克隆***，包括分别位于实车端以及远端的第一车联网设备110以及第二车联网设备120，第一车联网设备110与第二车联网设备120的结构相同。
以第一车联网设备110为例，如图2所示，其包括通信接口111、总线电路112、针脚切换电路113、处理器(MCU)114以及网络模块115。
第一车联网设备110的通信接口111可以直接或通过转接线与实车的任意总线接口2连接，总线接口2并不仅局限于车辆的OBD接口，总线电路112具有分别用于传输相应总线数据的多个总线通道112a，针脚切换电路113用于将通信接口111的针脚切换至不同的总线通道112a。
第一车联网设备110与第二车联网设备120通过网络模块连接，可以通过网络模块进行数据双向透传。
其中，通信接口采用DB15接口，总线通道包括CAN总线通道、LIN总线通道、K总线通道、UART总线通道、485总线通道、232总线通道以及TTL总线通道等，针脚切换电路由连接于通信接口各针脚与各总线通道之间的继电器、三极管或光耦器件构成，参见图3，通过处理器的指令实现针脚切换，总线通道由对应的收发器构成，如CAN总线通道则由CAN收发器构成，网络模块采用有线网络模块或者无线网络模块，无线网络模块采用wifi模块、4g模块或者5g模块。
第一车联网设备110被配置为：
A1、通过处理器114控制针脚切换电路113，使通信接口111的各针脚依次切换至各总线通道112a,确定总线接口2各针脚的配置信息，配置信息包括针脚与车辆总线的对应关系以及波特率。具体过程如下：
通过处理器114控制针脚切换电路113依次选择通信接口111的一个针脚。
将当前针脚依次切换至各总线通道112a，确定与当前针脚对应的总线接口2的针脚的配置信息，确定后保持当前针脚与当前总线通道的连接以及波特率，返回上一步选择通信接口111的下一个针脚。
其中，可以通过监听问询或者问询等待应答的方式来确定总线接口2各针脚的配置信息，监听问询是指依次遍历所有可能的针脚配置方式，以不同的波特率进行监听，问询等待应答是指依次遍历所有可能的针脚配置方式，以不同的波特率发送问询，然后根据返回的应答进行分析判断。这两种方式均为常用手段，此处不再赘述。
B1、通过处理器114将配置信息以报文形式(json格式)经网络模块115发送给第二车联网设备120。
C1、根据配置信息，通过总线电路112经通信接口111和总线接口2从实车获取各总线数据，通过处理器114将各总线数据以报文形式(json格式)经网络模块115发送给第二车联网设备120，报文中具有报头、报尾、时间戳以及对应的针脚信息。具体过程如下：
第一车联网设备110以中断、监听的模式监听实车总线数据，当收到总线数据时进行组包发送，组包主要增加报头、报尾、时间戳以及针脚信息等。其中，中断、监听是指当车辆总线上出现数据时会发出一个中断信号，第一车联网设备110收到这个中断信号后进行数据监听，数据监听时只对数据进行只读的分析。
报头和报尾之间为一个完整数据包，用来确认分包。
第二车联网设备120被配置为：
A2、通过网络模块接收来自第一车联网设备110的配置信息以及总线数据。
得到报文后，需要通过处理器进行拆包，进而获得配置信息以及总线数据，总线数据包含总线信息和通讯报文。
B2、根据配置信息中的对应关系控制针脚切换电路，将通信接口的各针脚切换至对应的总线通道，并根据配置信息配置波特率，这样第一车联网设备110与第二车联网设备120的通信接口的针脚之间完成了映射，为实车总线数据的远端克隆做好了准备。
C2、通过处理器按照时间戳和针脚信息将总线数据以相应的时间间隔发送给总线电路的对应总线通道,这样就实现了实车总线数据的远端克隆。
当然，也可以通过同样的方式反向实现试验室环境反向克隆至实车端。
基于同一发明构思，本说明书实施例还提供一种实车总线数据远端克隆方法，如图1所示，该方法基于分别位于实车端以及远端的第一车联网设备110以及第二车联网设备120，第一车联网设备110与第二车联网设备120的结构相同。
以第一车联网设备110为例，如图2所示，其包括通信接口111、总线电路112、针脚切换电路113、处理器114以及网络模块115。
第一车联网设备110的通信接口111可以直接或通过转接线与实车的任意总线接口2连接，总线接口2并不仅局限于车辆的OBD接口，总线电路112具有分别用于传输相应总线数据的多个总线通道112a，针脚切换电路113用于将通信接口111的针脚切换至不同的总线通道112a。
第一车联网设备110与第二车联网设备120通过网络模块连接，可以通过网络模块进行数据双向透传。
其中，通信接口采用DB15接口，总线通道包括CAN总线通道、LIN总线通道、K总线通道以及UART总线通道，针脚切换电路由连接于通信接口各针脚与各总线通道之间的继电器、三极管或光耦器件构成，参见图3，通过处理器的指令实现针脚切换，总线通道由对应的收发器构成，如CAN总线通道则由CAN收发器构成，网络模块采用有线网络模块或者无线网络模块，无线网络模块采用wifi模块、4g模块或者5g模块。
本发明方法包括：
第一车联网设备的执行步骤：
A1、通过处理器114控制针脚切换电路113，使通信接口111的各针脚依次切换至各总线通道112a,确定总线接口2各针脚的配置信息，配置信息包括针脚与车辆总线的对应关系以及波特率。具体过程如下：
通过处理器114控制针脚切换电路113依次选择通信接口111的一个针脚。
将当前针脚依次切换至各总线通道112a，确定与当前针脚对应的总线接口2的针脚的配置信息，确定后保持当前针脚与当前总线通道的连接以及波特率，返回上一步选择通信接口111的下一个针脚。
其中，可以通过监听问询或者问询等待应答的方式来确定总线接口2各针脚的配置信息，监听问询是指依次遍历所有可能的针脚配置方式，以不同的波特率进行监听，问询等待应答是指依次遍历所有可能的针脚配置方式，以不同的波特率发送问询，然后根据返回的应答进行分析判断。这两种方式均为常用手段，此处不再赘述。
B1、通过处理器114将配置信息以报文形式(json格式)经网络模块115发送给第二车联网设备120。
C1、根据配置信息，通过总线电路112经通信接口111和总线接口2从实车获取各总线数据，通过处理器114将各总线数据以报文形式(json格式)经网络模块115发送给第二车联网设备120，报文中具有报头、报尾、时间戳以及对应的针脚信息。具体过程如下：
第一车联网设备110以中断、监听的模式监听实车总线数据，当收到总线数据时进行组包发送，组包主要增加报头、报尾、时间戳以及针脚信息。其中，中断、监听是指当车辆总线上出现数据时会发出一个中断信号，第一车联网设备110收到这个中断信号后进行数据监听，数据监听时只对数据进行只读的分析。
报头和报尾之间为一个完整数据包，用来确认分包。
第二车联网设备120的执行步骤：
A2、通过网络模块接收来自第一车联网设备110的配置信息以及总线数据。
得到报文后，需要通过处理器进行拆包，进而获得配置信息以及总线数据，总线数据包含总线信息和通讯报文。
B2、根据配置信息中的对应关系控制针脚切换电路，将通信接口的各针脚切换至对应的总线通道，并根据配置信息配置波特率，这样第一车联网设备110与第二车联网设备120的通信接口的针脚之间完成了映射，为实车总线数据的远端克隆做好了准备。
C2、通过处理器按照时间戳和针脚信息将总线数据以相应的时间间隔发送给总线电路的对应总线通道,这样就实现了实车总线数据的远端克隆。
当然，也可以通过同样的方式将远端的数据克隆给实车端。
以具体的应用场景为例，将第一车联网设备110与商用车的OBD车辆诊断接口连接，将配对的第二车联网设备120放在远端实验中的测试台架作为实车数据发生器。
第一车联网设备110确定了如下的配置信息：
CAN1：pin6-pin14，CAN2：pin3-pin11，K：pin15；波特率：CAN1-250K，CAN2-1M，K-10400bps。
上述配置信息打包为json格式的数据包，发送给第二车联网设备120。第二车联网设备120根据收到的配置信息，对接口针脚进行切换，将CAN1总线切换至pin6-pin14，CAN2总线切换至pin3-pin11，K线切换至pin15，将各总线的波特率配置生效，此时，两个车联网设备完成了物理接口的映射，并发送反馈信息告知第一车联网设备110配置已生效，可以发送实时数据。第一车联网设备110收到反馈信息后开始采集总线数据进行打包，发送给第二车联网设备120，第二车联网设备120从收到的数据包中提取报头、报尾、时间戳以及针脚信息，按照相应的时间间隔将总线数据准确地发送至对应的总线通道，实验室台架上的实验设备，如PC，可以通过转接线从第二车联网设备120的通信接口获取总线数据，实现了实时实车数据的获取，同时实验室数据也可以通过反向机制实现数据的逆向映射，从而实现全双工的数据通讯场景。
但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (10)

1.一种实车总线数据远端克隆***，其特征在于，包括分别位于实车端以及远端的第一车联网设备以及第二车联网设备，所述第一车联网设备与第二车联网设备的结构相同，均包括通信接口、具有分别用于传输相应总线数据的多个总线通道的总线电路、用于将所述通信接口的针脚切换至不同的总线通道的针脚切换电路、处理器以及网络模块，所述第一车联网设备与第二车联网设备通过所述网络模块连接，所述第一车联网设备的通信接口与实车的总线接口连接；
所述第一车联网设备被配置为：
A1、通过所述处理器控制针脚切换电路，使所述通信接口的各针脚依次切换至各总线通道,确定所述总线接口各针脚的配置信息，所述配置信息包括针脚与车辆总线的对应关系以及波特率；
B1、通过所述处理器将所述配置信息以报文形式经所述网络模块发送给所述第二车联网设备；
C1、根据所述配置信息，通过所述总线电路从实车获取各总线数据，通过所述处理器将所述各总线数据分别以报文形式经所述网络模块发送给所述第二车联网设备，所述报文中具有报头、报尾、时间戳以及对应的针脚信息；
所述第二车联网设备被配置为：
A2、通过所述网络模块接收来自所述第一车联网设备的配置信息以及总线数据；
B2、通过所述处理器根据所述配置信息中的对应关系控制针脚切换电路，将所述通信接口的各针脚切换至对应的总线通道，并根据所述配置信息配置波特率；
C2、通过所述处理器按照时间戳和针脚信息将总线数据以相应的时间间隔发送给所述通信接口对应的针脚。
2.根据权利要求1所述的一种实车总线数据远端克隆***，其特征在于，所述步骤A1进一步包括：
通过所述处理器控制针脚切换电路依次选择所述通信接口的一个针脚；
将当前针脚依次切换至各总线通道，确定与所述当前针脚对应的总线接口的针脚的配置信息，确定后保持当前针脚与当前总线通道的连接以及波特率，返回上一步选择所述通信接口的下一个针脚。
3.根据权利要求1或2所述的一种实车总线数据远端克隆***，其特征在于，所述通信接口采用DB15接口。
4.根据权利要求3所述的一种实车总线数据远端克隆***，其特征在于，所述总线通道包括CAN总线通道、LIN总线通道、K总线通道、UART总线通道、485总线通道、232总线通道以及TTL总线通道。
5.根据权利要求4所述的一种实车总线数据远端克隆***，其特征在于，所述网络模块采用有线网络模块或者无线网络模块，所述无线网络模块采用wifi模块、4g模块或者5g模块。
6.一种实车总线数据远端克隆方法，其特征在于，包括：
第一车联网设备的执行步骤：
A1、通过处理器控制针脚切换电路，使通信接口的各针脚依次切换至总线电路的各总线通道,确定实车总线接口各针脚的配置信息，所述配置信息包括针脚与车辆总线的对应关系以及波特率；
B1、通过所述处理器将所述配置信息以报文形式经网络模块发送给第二车联网设备；
C1、根据所述配置信息，通过所述总线电路从实车获取各总线数据，通过所述处理器将所述各总线数据分别以报文形式经所述网络模块发送给所述第二车联网设备，所述报文中具有报头、报尾、时间戳以及对应的针脚信息；
第二车联网设备执行步骤：
A2、通过网络模块接收来自所述第一车联网设备的配置信息以及总线数据；
B2、通过处理器根据所述配置信息中的对应关系控制针脚切换电路，将通信接口的各针脚切换至对应的总线通道，并根据所述配置信息配置波特率；
C2、通过所述处理器按照时间戳和针脚信息将总线数据以相应的时间间隔发送给所述通信接口对应的针脚；
所述第一车联网设备以及第二车联网设备分别位于实车端以及远端，所述第一车联网设备与第二车联网设备的结构相同，均包括通信接口、具有分别用于传输相应总线数据的多个总线通道的总线电路、用于将所述通信接口的针脚切换至不同的总线通道的针脚切换电路、处理器以及网络模块，所述第一车联网设备与第二车联网设备通过所述网络模块连接，所述第一车联网设备的通信接口与实车的总线接口连接。
7.根据权利要求6所述的一种实车总线数据远端克隆方法，其特征在于，所述步骤A1进一步包括：
通过所述处理器控制针脚切换电路依次选择所述通信接口的一个针脚；
将当前针脚依次切换至各总线通道，确定与所述当前针脚对应的总线接口的针脚的配置信息，确定后保持当前针脚与当前总线通道的连接以及波特率，返回上一步选择所述通信接口的下一个针脚。
8.根据权利要求6或7所述的一种实车总线数据远端克隆方法，其特征在于，所述通信接口采用DB15接口。
9.根据权利要求8所述的一种实车总线数据远端克隆方法，其特征在于，所述总线通道包括CAN总线通道、LIN总线通道、K总线通道、UART总线通道、485总线通道、232总线通道以及TTL总线通道。
10.根据权利要求9所述的一种实车总线数据远端克隆方法，其特征在于，所述网络模块采用有线网络模块或者无线网络模块，所述无线网络模块采用wifi模块、4g模块或者5g模块。
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