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CN109547309A - 一种基于LabVIEW的控制器局域网报文写入方法和装置 - Google Patents

一种基于LabVIEW的控制器局域网报文写入方法和装置 Download PDF

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CN109547309A CN201811119114.2A CN201811119114A CN109547309A CN 109547309 A CN109547309 A CN 109547309A CN 201811119114 A CN201811119114 A CN 201811119114A CN 109547309 A CN109547309 A CN 109547309A
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Abstract

本发明实施方式公开了一种基于LabVIEW的控制器局域网报文写入方法和装置。利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块对上位机进行初始化配置；接收十进制的写入数据，并按照预定的报文转换规则将十进制的写入数据转换为十六进制；利用LabVIEW的CAN工具库中的簇模块将十六进制的写入数据封装为CAN报文；利用LabVIEW的CAN工具库中的写入模块，使能所述上位机经由CAN卡将所述CAN报文写入到CAN总线中。本发明实施方式基于LabVIEW实现CAN报文的写入，可以直接对数据的物理值进行修改，无需掌握专业的CAPL语言编程知识，简单易学。

Description

一种基于LabVIEW的控制器局域网报文写入方法和装置
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，更具体地，涉及一种基于LabVIEW的控制器局域网报文写入方法和装置。
背景技术
国家最新标准《汽车和挂车类型的术语和定义》(GB/T 3730.1-2001)中对汽车有如下定义：由动力驱动，具有4个或4个以上车轮的非轨道承载的车辆，主要用于：载运人员和(或)货物；牵引载运人员和(或)货物的车辆；特殊用途。能源短缺、石油危机和环境污染愈演愈烈，给人们的生活带来巨大影响，直接关系到国家经济和社会的可持续发展。世界各国都在积极开发新能源技术。
随着现代汽车技术的发展，控制器局域网(CAN)技术在汽车电子领域应用日益广泛。CAN网络上任意节点均可在任意时刻主动向网络上其它节点发送信息，而不分主从。CAN节点只需通过对报文的标示符滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式发送和接收数据。CAN总线的数据传输采用帧格式。按帧格式的不同，分为含有11位标识符的标准帧和含有29位标识符的扩展帧。CAN总线的帧类型分为数据帧、远程帧、错误帧和过载帧。
目前，汽车的CAN总线主要包括车身CAN总线、仪表CAN总线、充电CAN总线、动车CAN总线等。不同的CAN总线具有不同的数据格式和波特率。
在CAN通讯过程中，由于设备限制等外界原因，不能向CAN线上写入真实的CAN报文，此时需要借助上位机模拟写入。目前常用的CAN报文写入方法是使用CANoe中CAPL脚本写入报文，这种方法需要预先配置好CAN通道，将需要发送的数据整理成dbc文件并导入CANoe中，再使用CAPL脚本模拟发送。其他CAN工具软件(如PCAN-Explorer、USBCAN等)写入数据方法与CANoe相似，并且发送的数据需转换成十六进制进行写入。
然而，使用CANoe等工具软件写入报文的过程中，首先需要对CAN通道及dbc文件进行配置，并且需要掌握一定的CAPL语言编程基础才可进行操作，这具有相当的难度。另外，使用CANoe等工具软件写入报文需要将数据转换成十六进制后进行写入，在修改、变更数据的过程中，还需经过计算、转换等步骤，操作复杂。
发明内容
本发明的目的是提出一种基于LabVIEW的控制器局域网报文写入方法和装置，降低操作复杂度。
本发明实施方式的技术方案如下：
一种基于LabVIEW的控制器局域网CAN报文写入方法，包括：
利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块对上位机进行初始化配置；
接收十进制的写入数据，并按照预定的报文转换规则将十进制的写入数据转换为十六进制；
利用LabVIEW的CAN工具库中的簇模块将十六进制的写入数据封装为CAN报文；
利用LabVIEW的CAN工具库中的写入模块，使能所述上位机经由CAN卡将所述CAN报文写入到CAN总线中。
在一个实施方式中，所述CAN总线包括车身CAN总线、仪表CAN总线、充电CAN总线或动力CAN总线。
在一个实施方式中，所述利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块对上位机进行初始化配置包括：
利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块设置CAN通道；
利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块设置波特率；
利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块设置语言。
在一个实施方式中，所述按照预定的报文转换规则将十进制的写入数据转换为十六进制包括：
计算Raw Value，其中：
Raw Value＝(Physical Value-Offset)/Factor；
其中Physical Value为十进制的写入数据；Factor为精度因子；Offset为偏移；Raw Value为十六进制的写入数据。
在一个实施方式中，该方法还包括：
将所述Raw Value拆分为高八位和低八位。
一种基于LabVIEW的控制器局域网CAN报文写入装置，包括：
配置模块，用于利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块对上位机进行初始化配置；
转换模块，用于接收十进制的写入数据，并按照预定的报文转换规则将十进制的写入数据转换为十六进制；
封装模块，用于利用LabVIEW的CAN工具库中的簇模块将十六进制的写入数据封装为CAN报文；
写入模块，用于利用LabVIEW的CAN工具库中的写入模块，使能所述上位机经由CAN卡将所述CAN报文写入到CAN总线中。
在一个实施方式中，所述CAN总线包括车身CAN总线、仪表CAN总线、充电CAN总线或动力CAN总线。
在一个实施方式中，所述配置模块，用于利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块设置CAN通道；利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块设置波特率；利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块设置语言。
在一个实施方式中，所述转换模块，用于计算Raw Value，其中：
Raw Value＝(Physical Value-Offset)/Factor；
其中Physical Value为十进制的写入数据；Factor为精度因子；Offset为偏移；Raw Value为十六进制的写入数据。
在一个实施方式中，所述转换模块，还用于将所述Raw Value拆分为高八位和低八位。
从上述技术方案可以看出，在本发明实施方式中，利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块对上位机进行初始化配置；接收十进制的写入数据，并按照预定的报文转换规则将十进制的写入数据转换为十六进制；利用LabVIEW的CAN工具库中的簇模块将十六进制的写入数据封装为CAN报文；利用LabVIEW的CAN工具库中的写入模块，使能上位机经由CAN卡将CAN报文写入到CAN总线中。因此，应用本发明实施方式之后，用户无需掌握专业的CAPL语言编程知识，可以基于LabVIEW的框图实现CAN报文的写入，显著降低了实现难度。
而且，应用本发明实施方式之后，可以使用基于LabVIEW编程的上位机直接对数据物理值进行修改，操作便利。
附图说明
以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
图1为根据本发明的基于LabVIEW的控制器局域网CAN报文写入方法流程图。
图2为根据本发明实施方式初始化配置示意图。
图3为根据本发明实施方式的报文转换示意图。
图4为根据本发明实施方式的报文封装和写入示意图。
图5为根据本发明的基于LabVIEW的控制器局域网CAN报文写入装置结构图。
具体实施方式
为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。
为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本发明的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本发明的方案。但是很明显，本发明的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本发明的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。
LabVIEW是一种由美国国家仪器(NI)公司研制开发的程序开发环境，使用图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序。LabVIEW软件是NI设计平台的核心，也是开发测量或控制系统的理想选择。LabVIEW开发环境集成了工程师和科学家快速构建各种应用所需的多种工具。
申请人发现：使用CANoe等工具软件写入CAN报文的过程中，首先需要对CAN通道及dbc文件进行配置，并且需要掌握一定的CAPL语言编程基础才可进行操作。另外，使用CANoe等工具软件写入报文需要将数据转换成十六进制后进行写入，在修改、变更数据的过程中，还需经过计算、转换等步骤，操作麻烦。
申请人还发现：对于写入CAN报文而言，可以使用LabVIEW图形化语言实现编程，简单易学，直观的反映出操作者的意图。另外，可以使用基于LabVIEW编程的上位机直接对数据的物理值进行修改，操作方便，简单直观。
图1为根据本发明的基于LabVIEW的控制器局域网CAN报文写入方法流程图。
如图1所示，该方法包括：
步骤101：利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值(CAN Get Value)模块对上位机进行初始化配置。
步骤102：接收十进制的写入数据，并按照预定的报文转换规则将十进制的写入数据转换为十六进制。
步骤103；用LabVIEW的CAN工具库中的簇模块将十六进制的写入数据封装为CAN报文。
步骤104：利用LabVIEW的CAN工具库中的写入模块，使能上位机经由CAN卡将所述CAN报文写入到CAN总线中。
在一个实施方式中，CAN总线包括车身CAN总线、仪表CAN总线、充电CAN总线或动力CAN总线。
在一个实施方式中，利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块对上位机进行初始化配置包括：利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块设置CAN通道；利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块设置波特率；利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块设置语言，等等。
在一个实施方式中，按照预定的报文转换规则将十进制的写入数据转换为十六进制包括：
计算Raw Value，其中：
Raw Value＝(Physical Value-Offset)/Factor；
其中Physical Value为十进制的写入数据；Factor为精度因子；Offset为偏移；Raw Value为十六进制的写入数据。
在一个实施方式中，该方法还包括：将Raw Value拆分为高八位和低八位。
图2为根据本发明实施方式初始化配置示意图。
如图2所示，可以打开LabVIEW软件编写界面，使用其自带的CAN工具库对整个上位机进行初始化配置，包括通道、波特率、语言等，该过程可通过库中“CAN Get Value”模块实现。在这里，基于报文目的地的CAN总线的需求(比如，数据格式和波特率)确定上位机的初始化配置参数。
图3为根据本发明实施方式的报文转换示意图。
在这里，可以按照报文转换规则Physical Value＝Raw Value*Factor+Offset转换写入数据。由于上位机界面输入报文格式为10进制，即Physical Value，而通过CAN通道输入报文格式为16进制，即Raw Value，因此需要在程序中进行转换，以保证在运行过程中直接对报文的物理值进行修改，其中Factor为精度因子；Offset为偏移。
在这里，首先将Physical Value和Offset输入图形化的减法器，输出为(PhysicalValue-Offset)。然后，将(Physical Value-Offset)和Offset共同输入图形化的除法器，输出为(Physical Value-Offset)/Offset，该输出为16进制数。再通过图形化的拆分器，将16进制的(Physical Value-Offset)/Offset拆分为高八位和低八位，从而在报文封装之前即可获得高八位数据和低八位数据，便于后续的CAN报文封装。
图4为根据本发明实施方式的报文封装和写入示意图。
在这里，使用LabVIEW自带的CAN工具库中CAN Write模块对报文进行写入，写入前使用LabVIEW中的“簇”模块使数据按照报文的ID、类型、长度、数据进行写入。然后，上位机连接CAN工具即可写入报文。上位机编写完成后，需要通过CAN工具与CAN线相连接，从而实现报文的写入和修改。
在这里，首先使用LabVIEW中的“簇”模块，基于图形化界面将高八位数据和低八位数据封装为CAN报文，其中相应增加报文ID、类型、长度等数据。然后，连接CAN卡，通过CANWrite模块基于图形化界面根据步骤101中设置的上位机初始化配置往总线写入CAN报文。优选地，CAN卡包含CAN控制器和CAN收发器。CAN总线数据收发由CAN控制器和CAN收发器完成。CAN卡用来收集CAN总线上各节点信息并转发给上位机，并将上位机命令和数据转发给各节点及完成对CAN总线上用户系统部分监控和管理工作。
基于上述描述，本发明实施方式还提出了一种基于LabVIEW的控制器局域网CAN报文写入装置。
图5为根据本发明的基于LabVIEW的控制器局域网CAN报文写入装置结构图。
如图5所示，该装置包括：
配置模块501，用于利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块对上位机进行初始化配置；
转换模块502，用于接收十进制的写入数据，并按照预定的报文转换规则将十进制的写入数据转换为十六进制；
封装模块503，用于利用LabVIEW的CAN工具库中的簇模块将十六进制的写入数据封装为CAN报文；
写入模块504，用于利用LabVIEW的CAN工具库中的写入模块，使能上位机经由CAN卡将所述CAN报文写入到CAN总线中。
在一个实施方式中，CAN总线包括车身CAN总线、仪表CAN总线、充电CAN总线或动力CAN总线，等等。
在一个实施方式中，配置模块501，用于：利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块设置CAN通道；利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块设置波特率；利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块设置语言，等等。
在一个实施方式中，转换模块502，用于计算Raw Value，其中：
Raw Value＝(Physical Value-Offset)/Factor；
其中Physical Value为十进制的写入数据；Factor为精度因子；Offset为偏移；Raw Value为十六进制的写入数据。
在一个实施方式中，转换模块502，还用于将所述Raw Value拆分为高八位和低八位。
综上所述，从上述技术方案可以看出，在本发明实施方式中，利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块对上位机进行初始化配置；接收十进制的写入数据，并按照预定的报文转换规则将十进制的写入数据转换为十六进制；利用LabVIEW的CAN工具库中的簇模块将十六进制的写入数据封装为CAN报文；利用LabVIEW的CAN工具库中的写入模块，使能上位机经由CAN卡将CAN报文写入到CAN总线中。因此，应用本发明实施方式之后，用户无需掌握专业的CAPL语言编程知识，可以基于LabVIEW的框图实现CAN报文的写入，显著降低了实现难度。
而且，应用本发明实施方式之后，可以使用基于LabVIEW编程的上位机直接对数据物理值进行修改，操作便利。
需要说明的是，上述各流程和各结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。各模块的划分仅仅是为了便于描述采用的功能上的划分，实际实现时，一个模块可以分由多个模块实现，多个模块的功能也可以由同一个模块实现，这些模块可以位于同一个设备中，也可以位于不同的设备中。
各实施方式中的硬件模块可以以机械方式或电子方式实现。例如，一个硬件模块可以包括专门设计的永久性电路或逻辑器件(如专用处理器，如FPGA或ASIC)用于完成特定的操作。硬件模块也可以包括由软件临时配置的可编程逻辑器件或电路(如包括通用处理器或其它可编程处理器)用于执行特定操作。至于具体采用机械方式，或是采用专用的永久性电路，或是采用临时配置的电路(如由软件进行配置)来实现硬件模块，可以根据成本和时间上的考虑来决定。
本发明还提供了一种机器可读的存储介质，存储用于使一机器执行如上述方法的指令。具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施方式的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。此外，还可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作。还可以将从存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施方式中任一实施方式的功能。
用于提供程序代码的存储介质实施方式包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机或云上下载程序代码。
上文通过附图和优选实施例对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施例，基与上述多个实施例本领域技术人员可以知晓，可以组合上述不同实施例中的代码审核手段得到本发明更多的实施例，这些实施例也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于LabVIEW的控制器局域网CAN报文写入方法，其特征在于，包括：
利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块对上位机进行初始化配置；
接收十进制的写入数据，并按照预定的报文转换规则将十进制的写入数据转换为十六进制；
利用LabVIEW的CAN工具库中的簇模块将十六进制的写入数据封装为CAN报文；
利用LabVIEW的CAN工具库中的写入模块，使能所述上位机经由CAN卡将所述CAN报文写入到CAN总线中。
2.根据权利要求1所述的基于LabVIEW的控制器局域网报文写入方法，其特征在于，
所述CAN总线包括车身CAN总线、仪表CAN总线、充电CAN总线或动力CAN总线。
3.根据权利要求1所述的基于LabVIEW的控制器局域网报文写入方法，其特征在于，
所述利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块对上位机进行初始化配置包括：
利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块设置CAN通道；
利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块设置波特率；
利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块设置语言。
4.根据权利要求1所述的基于LabVIEW的控制器局域网报文写入方法，其特征在于，所述按照预定的报文转换规则将十进制的写入数据转换为十六进制包括：
计算Raw Value，其中：
Raw Value＝(Physical Value-Offset)/Factor；
其中Physical Value为十进制的写入数据；Factor为精度因子；Offset为偏移；RawValue为十六进制的写入数据。
5.根据权利要求4所述的基于LabVIEW的控制器局域网报文写入方法，其特征在于，该方法还包括：
将所述Raw Value拆分为高八位和低八位。
6.一种基于LabVIEW的控制器局域网CAN报文写入装置，其特征在于，包括：
配置模块，用于利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块对上位机进行初始化配置；
转换模块，用于接收十进制的写入数据，并按照预定的报文转换规则将十进制的写入数据转换为十六进制；
封装模块，用于利用LabVIEW的CAN工具库中的簇模块将十六进制的写入数据封装为CAN报文；
写入模块，用于利用LabVIEW的CAN工具库中的写入模块，使能所述上位机经由CAN卡将所述CAN报文写入到CAN总线中。
7.根据权利要求6所述的基于LabVIEW的控制器局域网CAN报文写入装置，其特征在于，
所述CAN总线包括车身CAN总线、仪表CAN总线、充电CAN总线或动力CAN总线。
8.根据权利要求6所述的基于LabVIEW的控制器局域网CAN报文写入装置，其特征在于，
所述配置模块，用于利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块设置CAN通道；利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块设置波特率；利用LabVIEW的CAN工具库中的CAN获取值模块设置语言。
9.根据权利要求6所述的基于LabVIEW的控制器局域网CAN报文写入装置，其特征在于，
所述转换模块，用于计算Raw Value，其中：
Raw Value＝(Physical Value-Offset)/Factor；
其中Physical Value为十进制的写入数据；Factor为精度因子；Offset为偏移；RawValue为十六进制的写入数据。
10.根据权利要求9所述的基于LabVIEW的控制器局域网CAN报文写入装置，其特征在于，
所述转换模块，还用于将所述Raw Value拆分为高八位和低八位。
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