本發(fā)明涉及一種基于藍牙和OBD的CAN網絡智能監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法。

背景技術：

隨著汽車電子部件的增多和智能化程度的提高，CAN總線系統(tǒng)已經成為汽車的重要組成部分。在CAN網絡中，CAN節(jié)點不分主從，可在任意時刻主動以報文形式向網絡上廣播數(shù)據。對CAN數(shù)據進行在線監(jiān)測，根據汽車總線協(xié)議和網絡矩陣表從總線報文中提取出相關信息，是了解汽車狀態(tài)的重要手段。

OBD(On-Board Diagnostic)是車載診斷系統(tǒng)，用于監(jiān)控發(fā)動機的運行狀況和尾氣后處理系統(tǒng)的工作狀態(tài)，其診斷接口為統(tǒng)一的16針腳形式。各大汽車廠商在標準的16針OBD接口基礎上，進行了信號定義，可以從中接出車身CAN和動力CAN，所以它不僅僅可以用于排放控制系統(tǒng)的診斷，還是一個數(shù)據源。通過OBD上的總線接口，可以對CAN數(shù)據進行在線監(jiān)測。

由于CAN總線系統(tǒng)節(jié)點繁多，存在大量報文，而且很多報文的周期很短，因此CAN網絡短期內便會產生巨大的數(shù)據量，但是用戶往往只關注某些特定報文的數(shù)據和時序，所以需要進行智能監(jiān)測，在大量的無關數(shù)據中提取有用的信息，并計算出報文的時序信息。一種常用的CAN總線數(shù)據監(jiān)測手段是，CAN卡采集總線數(shù)據，通過USB接口連接到電腦，在電腦上通過專用軟件查看并分析數(shù)據，這種方式成本高昂，而且便攜性差，不利于現(xiàn)場測試。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種基于藍牙和OBD的CAN網絡智能監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法，該發(fā)明通過設定ID過濾區(qū)間，只顯示用戶關心的信息，避免了由于顯示界面頻繁刷新而很難捕捉到有用數(shù)據的缺點。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種基于藍牙和OBD的CAN網絡智能監(jiān)測系統(tǒng)，包括下位機、上位機和CAN網絡，其中，所述上位機通過藍牙連接下位機，所述下位機通過OBD線纜連接汽車的CAN網絡，所述下位機以中斷方式接收總線報文，接收CAN網絡的總線報文，記錄當前時間戳信息、報文ID、通道號和數(shù)據，組合成結構體，存入緩沖區(qū)，并定時將緩沖區(qū)中的結構體數(shù)據傳輸給上位機。

所述CAN網絡包括汽車車身CAN網絡和動力CAN網絡。

所述上位機為移動終端，與下位機建立藍牙連接，啟動監(jiān)測、接收總線報文、顯示報文信息、設置顯示模式、設定接收指定報文并存儲總線數(shù)據。

所述下位機的時間戳包括毫秒計時數(shù)據和微秒計時數(shù)據，上位機根據毫秒計數(shù)值和微秒計數(shù)值計算出當前報文的接收時刻。

所述上位機以AT指令的方式命令下位機停止或啟動報文監(jiān)測，下位機停止或啟動定時器和計時器，并停止或實時接收CAN報文。

所述上位機以動態(tài)模式顯示總線報文，按照接收報文的時間先后順序在界面上依次顯示，顯示條目格式為：報文接收時刻+通道號+報文ID+數(shù)據。

所述上位機以統(tǒng)計模式顯示總線報文，每個報文ID對應一個顯示條目，上位機根據報文的接收時刻計算出報文周期，定期刷新顯示，顯示條目格式為：報文周期+通道號+報文ID+數(shù)據。

所述上位機設定ID過濾區(qū)間，以AT指令的方式命令下位機只接收ID值位于過濾區(qū)間內的報文，下位機向上位機發(fā)送ID值位于過濾區(qū)間內的報文，上位機只顯示ID值位于過濾區(qū)間內的報文。

一種基于藍牙和OBD的CAN網絡智能監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法，上位機通過藍牙連接下位機，下位機通過OBD線纜連接汽車的CAN網絡，下位機以中斷方式接收總線報文，接收CAN網絡的總線報文，記錄當前時間戳信息、報文ID、通道號和數(shù)據，組合成結構體，存入緩沖區(qū)，并定時將緩沖區(qū)中的結構體數(shù)據傳輸給上位機，進行汽車信息的監(jiān)測。

時間戳包括毫秒計時數(shù)據和微秒計時數(shù)據，上位機根據毫秒計數(shù)值和微秒計數(shù)值計算出當前報文的接收時刻，具體方法為：設毫秒值為M，微秒值為U，以微秒為單位的報文接收時刻為T，T的計算為：設在時刻T，計時器走過了N個完整的計時周期，N為整型數(shù)據，N＝(M*1000)/65536，則T＝(N*65536)+U。

本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明在移動設備上顯示汽車總線網絡數(shù)據，便攜性強。

(2)設定ID過濾區(qū)間，只顯示用戶關心的信息，避免了由于顯示界面頻繁刷新而很難捕捉到有用數(shù)據的缺點。

(3)通過設計毫秒級和微秒級的時間戳，可以計算出精度達到微秒級的報文接收時刻和周期，用戶能夠得到關鍵的時序信息。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的監(jiān)測系統(tǒng)結構圖；

圖2為本發(fā)明的報文接收時刻計算方法圖。

具體實施方式：

下面結合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1所示，一種基于藍牙和OBD的CAN網絡智能監(jiān)測系統(tǒng)，包括上位機和下位機兩部分，下位機為實時嵌入式系統(tǒng)，集成兩路CAN接口，通過OBD線纜接入汽車車身CAN和動力CAN網絡，實時接收總線數(shù)據。同時，下位機是一個藍牙設備，與上位機通過藍牙協(xié)議進行數(shù)據交換。

上位機為支持藍牙通信的平板電腦或藍牙手機，它以移動APP的形式與下位機建立藍牙連接、啟動監(jiān)測、接收總線報文、顯示報文信息、設置顯示模式、設定接收指定報文、存儲總線數(shù)據。

車身CAN為通道1，動力CAN為通道2。

如圖2所示，下位機以中斷方式接收總線報文，接收到總線報文時，記錄當前時間戳信息，和報文ID、通道號、數(shù)據組合成結構體，存入緩沖區(qū)。下位機定期將緩沖區(qū)中的結構體數(shù)據發(fā)送到上位機。

時間戳由兩部分組成，一個是分辨率為1毫秒的毫秒滴答，一個是分辨率為1微秒的微秒滴答。

毫秒滴答是32位無符號整型數(shù)據，在一個周期為1毫秒的定時器的中斷服務程序中進行維護，定時器啟動時，設置毫秒滴答值為0，每隔一毫秒觸發(fā)一次中斷，在中斷服務程序中，將毫秒滴答值加一。

微秒滴答是16位無符號整型數(shù)據，其數(shù)值等于一個模塊時鐘為1MHz的16位計時器的計時值，計時器啟動時，計時值為0，每隔1微秒，計時值自動加一，計時周期為65536微秒，每隔一個計時周期，計時值自動從0開始重新計時。

上位機根據毫秒滴答值和微秒滴答值計算出當前報文的接收時刻。

假設毫秒滴答值為M，微秒滴答值為U，以微秒為單位的報文接收時刻為T，T的計算分為兩步：

第一步，假設在時刻T，計時器走過了N個完整的計時周期，N為整型數(shù)據。

N＝(M*1000)/65536 (1-1)

第二步，

T＝(N*65536)+U (1-2)

上位機APP打開后，自動建立與下位機的藍牙連接，也可以手動斷開與下位機的藍牙連接和手動連接下位機。

在上位機APP上啟動在線監(jiān)測，上位機以AT指令的方式命令下位機啟動報文監(jiān)測，下位機啟動定時器和計時器，并實時接收CAN報文。

在上位機APP上停止在線監(jiān)測，上位機以AT指令的方式命令下位機停止報文監(jiān)測，下位機停止定時器和計時器，并停止接收CAN報文。

上位機和下位機斷開藍牙連接后，下位機停止定時器和計時器，并停止接收CAN報文。

上位機可以進行設置，以兩種模式顯示總線報文，一種是動態(tài)模式，按照接收報文的時間先后順序在界面上依次顯示，顯示條目格式為：

報文接收時刻+通道號+報文ID+數(shù)據。

一種是統(tǒng)計模式，每個報文ID對應一個顯示條目，上位機根據報文的接收時刻計算出報文周期，定期刷新顯示，顯示條目格式為：

報文周期+通道號+報文ID+數(shù)據。

上位機可以設定ID過濾區(qū)間，以AT指令的方式命令下位機只接收ID值位于過濾區(qū)間內的報文，下位機向上位機發(fā)送ID值位于過濾區(qū)間內的報文，上位機只顯示ID值位于過濾區(qū)間內的報文。

上位機可以把在在線監(jiān)測期間接收到的所有報文以文本文件格式存儲起來，存儲在固定的文件夾下，在事后進行查看或深入分析。

上述雖然結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發(fā)明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內。