基于ACCESS數(shù)據(jù)庫的CAN總線數(shù)據(jù)采集方法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張 勇

（上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院 飛控系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究部，上海 200436）

0 引言

CAN（Controller Area Network 控制器局域網(wǎng)）總線是在汽車、輪船、醫(yī)療等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的一種串行數(shù)據(jù)通訊現(xiàn)場總線，能有效地支持具有很高安全等級的分布式實(shí)時(shí)控制。由于CAN總線數(shù)據(jù)通信具有高可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性的特點(diǎn)，常被應(yīng)用于飛機(jī)、汽車、輪船等計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的通訊方式，因此CAN總線的數(shù)據(jù)采集技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用。

CAN總線為串行數(shù)據(jù)協(xié)議總線，能夠同時(shí)傳輸多個(gè)報(bào)文（message），一個(gè)報(bào)文定義為一幀，分為三個(gè)域，標(biāo)準(zhǔn)型CAN總線數(shù)據(jù)格式如圖1所示，分別為ID域（Identifier），數(shù)據(jù)長度定義域（Length）和數(shù)據(jù)信息域（Data），圖中的箭頭指示了數(shù)據(jù)傳輸?shù)南群箜樞颉?/p>

圖1 標(biāo)準(zhǔn)型CAN總線數(shù)據(jù)位定義

1 系統(tǒng)硬件方案設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

CAN總線為多主方式，理論上一條CAN總線上可以串接110個(gè)節(jié)點(diǎn)，為了讀取CAN總線數(shù)據(jù)，可采用如圖2所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將CAN總線采集設(shè)備接入到CAN總線上。

圖2 CAN總線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接原理圖

本方案中系統(tǒng)硬件采用NI公司的PXI-648x系列CAN總線卡，機(jī)箱采用PXI-1050，測試服務(wù)器與測試客戶端之間采用以太網(wǎng)連接方式。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

在CAN總線數(shù)據(jù)采集軟件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)時(shí)，需要重點(diǎn)考慮的問題是CAN總線數(shù)據(jù)的正確解析。CAN總線通道可同時(shí)發(fā)送多個(gè)報(bào)文，每個(gè)報(bào)文的數(shù)據(jù)域最長可達(dá)64位，理論上一個(gè)通道的信息可多達(dá)幾百個(gè)，因此，正確解析每個(gè)通道的數(shù)據(jù)信息至關(guān)重要。當(dāng)前CAN的總線數(shù)據(jù)采集方法廣泛采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)，編寫CANdb數(shù)據(jù)庫文件作為數(shù)據(jù)采集和解析的基礎(chǔ)，有眾多商用軟件（如CANoe，NI的QNmax等）可以實(shí)現(xiàn)CANdb數(shù)據(jù)庫文件的編輯。本文闡述了一種基于MS Office Access數(shù)據(jù)庫進(jìn)行CAN總線數(shù)據(jù)采集的實(shí)現(xiàn)方法。

2.1 建立Access數(shù)據(jù)庫

CAN總線數(shù)據(jù)采集最終要建立的是CAN總線數(shù)據(jù)庫，它是CAN數(shù)據(jù)解析的基礎(chǔ)。根據(jù)CAN總線的數(shù)據(jù)格式，在Access數(shù)據(jù)庫中建立如圖3所示的數(shù)據(jù)庫表格。

圖3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)視圖

其中包含了CAN總線數(shù)據(jù)格式的各種基本信息，主要字段設(shè)計(jì)的說明如表1所示。

2.2 建立Access數(shù)據(jù)庫映射程序

有了Access數(shù)據(jù)庫，就需要在軟件中建立與數(shù)據(jù)庫對應(yīng)的結(jié)構(gòu)體，在程序調(diào)用時(shí)為程序變量賦值。程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體如下：

表1 Access數(shù)據(jù)庫主要字段說明表

2.3 軟件流程設(shè)計(jì)

CAN總線數(shù)據(jù)采集軟件的開發(fā)采用NI公司LabWINDOWS/CVI軟件，該軟件對Access數(shù)據(jù)庫的支持友好，可以方便的與數(shù)據(jù)源連接，能夠滿足程序設(shè)計(jì)的需要。軟件系統(tǒng)的流程圖如圖4所示。

圖4 CAN總線采集程序流程圖

3 結(jié)束語

本文探索了一種利用Access數(shù)據(jù)庫技術(shù)實(shí)現(xiàn)CAN總線數(shù)據(jù)采集的方法，通過LabWindows/CVI+Access軟件編程實(shí)現(xiàn)了CAN總線數(shù)據(jù)的自動(dòng)化解析、處理，很好的實(shí)現(xiàn)了CAN總線的自動(dòng)采集功能，在試驗(yàn)中能夠滿足各種CAN總線信息的采集，取得了良好的實(shí)用效果。

[1] CAN-bus規(guī)范V2.0版本,譯自BOSCH 公司《CAN Specification V2.0》.

[2] NI-CANTM Hardware and Software Manual.

[3] 王建新,等.LabWindows/CVI測試技術(shù)及工程應(yīng)用[M],化學(xué)工業(yè)出版社,2006.

[4] 王俊波,胥布工.CANopen協(xié)議分析與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)信息,2006,22(6-2):104-106.