[發明專利]基于離線CAN總線數據的系統狀態分析方法及分析裝置

有效

• 申請號: 201410347091.6
• 申請日: 2014-07-21
• 公開（公告）號: CN104156565B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 張帆;張向文;郝欣偉;李向陽;劉顯勤
• 申請（專利權）人: 北京航天發射技術研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 李云鵬

1.一種基于離線CAN總線數據的系統狀態分析方法，其特征在于包括以下步驟：

S1、CAN總線數據特征歸類，首先通過特征值及特征信息對大量CAN總線數據進行篩選；然后將篩選后的數據按照信號類型的不同進行分類；

S2、CAN總線數據幀解析，即按照數據解析規則，完成原始數據幀到具體實際意義的實驗數據的解析過程；

S3、系統分析，首先將解析完成的實驗數據按照數據流繪制成曲線；然后剔除流程無關信息，保留相關信息，并采用流程隔片對信息流進行分割；其次完成流程相關信息參數的分析比較；最后以輸出實驗報告、特征參數的形式反饋給專家系統進行進一步分析；

步驟S1中的CAN總線數據篩選包括以下步驟：

a1、讀取CAN總線數據文件指針并置于文件開始；

a2、讀取一行文件數據；

a3、判斷是否到達文件尾部；如果已經到達文件尾部則保存篩選后的文件并結束篩選，如果沒有到達文件尾部，則進入步驟a4；

a4、遍歷上述讀取行，去除連續重復空格；

a5、按照空格字符對行字符串進行截斷，并將截斷字符串加入數組變量fileData；

a6、判斷數組fileData的長度是否大于7，如果不大于則將文件指針下移并且返回步驟a2，如果大于則繼續步驟a7；

a7、判斷第三位數組是否為十六進制特征字符， 如果是則將文件指針下移并且返回步驟a2，如果不是則繼續步驟a8；

a8、判斷總線CAN幀數據標準長度與總線CAN幀數據長度是否相等，如果不相等則將文件指針下移并且返回步驟a2，如果相等則繼續步驟a9；

a9、將步驟a8中得到的總線CAN幀數據的數據時間、CAN通道ID、CAN幀數據ID、CAN傳輸方向、CAN長度、CAN幀數據分別存入相應的數組中；

步驟S1中按照信號類型的不同進行分類包括以下步驟：

b1、讀取過濾后數據文件，并將文件指針置于數據文件開始；

b2、讀取規則配置文件；

b3、判斷文件指針是否達到數據文件結尾，如達到文件結尾則保存解析后數據并退出程序，如果沒有則繼續流程b4；

b4、讀取一幀CAN幀數據并提取該CAN幀ID信息，從規則配置文件中提取一條規則；

b5、判斷CAN幀ID是否與規則信息ID匹配，若不匹配則更換下一條規則信息，若匹配則執行b6；

b6、將從匹配的規則信息中提取CAN幀ID對應的變量名稱賦值給所述CAN幀數據，完成CAN幀數據到對應系統變量的轉換以及歸類；

步驟S2中的CAN總線數據幀解析包括以下步驟：

c1、讀取CAN幀數據；

c2、讀取CAN幀ID并按照規則轉化為系統變量；

c3、提取數據時間CANtime，并將其以秒為單位格式化；

c4、按照規則提取CAN幀Data數據中有效位；并將十六進制或二進制轉換為十進制數值；

c5、按照規則縮放系數對十進制數值進行縮放處理，并保存在變量CANdata中；

c6、將CANtime、CANdata以結構體進行打包，成為一個結構數據組；

步驟S3中的系統分析包括如下步驟：

d1、以時間為橫坐標，系統參數為縱坐標繪制系統參數變化曲線，并沿時間軸向按照系統流程將曲線截斷成若干片段；

d2、取步驟d1中某一片段區間，提取相同流程區間內相同系統參數的多次測量值，并根據測量數值以時間為橫軸重疊繪制出相應的多條曲線，形成包絡進行分析；

d3、整理步驟d2得到的系統特征值及其分析結果，以Word報告的形式上傳給專家系統進行進一步的分析。

2.一種基于離線CAN總線數據的系統狀態分析裝置，其特征在于，包括：

CAN總線數據歸類器，用于根據CAN總線數據的特征值以及特征信息對大量CAN總線數據進行篩選，并且將篩選后的數據按照信號類型的不同進行分類；

CAN總線數據幀解析器，用于按照預設的數據解析規則，完成原始數據幀到具有實際意義的實驗數據的解析；

系統分析器，用于將解析完成的實驗數據按照數據流繪制成曲線，剔除系統無關信息，保留相關信息，并采用流程隔片對信息流進行分割，完成流程相關信息參數的分析比較，最后根據分析比較結果，作出實驗報告以及特征參數報告；

所述CAN總線數據歸類器包括：

CAN總線數據讀取器，用于逐行讀取CAN總線數據，并且每讀一行都判斷是否已經讀到文件的結尾；

CAN總線數據處理器，用于遍歷CAN總線數據讀取器讀取的文件數據，去除數據中的連續空格，按照空格字符對行字符串進行截斷，并將截斷字符串寫入數組變量fileData；

數據判斷決策器，用于判斷：1)數組fileData的長度是否大于7；2)數組fileData的第三位數組是否為十六進制特征字符；3)總線CAN幀數據標準長度與總線CAN幀數據長度是否相等；以此三個條件準確的篩選出總線CAN幀數據；

總線CAN幀數據分存器，用于將總線CAN幀數據的數據時間、CAN通道ID、CAN幀數據ID、CAN傳輸方向、CAN長度、CAN幀數據分別存入相應的數組中；

所述CAN總線數據歸類器，還包括：

文件讀取器，用于讀取經數據判斷決策器篩選的數據文件和規則配置文件；

文件判讀器，用于判斷是否讀到數據文件的結尾，并作出相應的動作；

ID匹配歸類器，用于得到與CAN幀數據的ID相匹配的規則配置文件中的ID信息，將配置文件中的ID信息對應的系統變量名賦值給所述CAN幀數據，同時將所述CAN幀數據歸類；

所述CAN總線數據幀解析器，包括：

CAN幀數據讀取器，用于讀取CAN幀數據；

ID匹配歸類處理器，用于將CAN幀數據讀取器讀取的CAN幀數據轉化成相應的系統變量；

時間格式化器，用于將數據時間CANtime以秒進行格式化；

轉化增益器，用于將CAN幀Data數據中的有效位轉化成十進制，并且將轉化后的十進制數值按照預設縮放規則進行縮放后賦值給變量CANdata；

數據整合器，用于將上述CANtime、CANdata以結構體進行打包，形成一個結構數據組；

所述系統分析器，包括：

曲線生成器，用于以時間為橫坐標，系統參數為縱坐標生成曲線，并且沿時間軸向按照系統流程將所述曲線截斷成若干片段；

包絡分析儀，用于對由所述曲線生成器生成的曲線的某一流程區間內相同系統參數的多次測量繪制出的多條曲線形成的包絡進行分析，并以Word報告的形式輸出結果。