本發(fā)明涉及數(shù)字信息的傳輸，電數(shù)字數(shù)據(jù)處理等，尤其涉及一種基于can總線的虛擬串行通信方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)串行通信接口，如uart、rs232、rs485、rs422等，工作在osi參考模型的物理層，僅支持單點通信。在串行通信技術(shù)中，還存在can（controller?area?network，控制器局域網(wǎng)）總線通信技術(shù)。can總線是一種用于實時應(yīng)用的通信協(xié)議總線，工作在osi參考模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，它使用雙絞線來傳輸信號，是世界上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。相比于傳統(tǒng)串行通信接口，can總線擁有更高的傳輸速率，更遠的傳輸距離和更好的抗干擾能力，還可以支持多節(jié)點組網(wǎng)。然而，can總線協(xié)議工作在osi七層模型的物理層(phy)和數(shù)據(jù)鏈路層(mac)，受限于標準can總線協(xié)議（例如，can1.0?a/b和can2.0?a/b）數(shù)據(jù)段最大8個字節(jié)的要求，很多產(chǎn)品直接基于can總線協(xié)議制定一套應(yīng)用層通信協(xié)議，開發(fā)和維護很不方便。需要注意的是，標準can協(xié)議有多個版本。can?1.0a和can?2.0b是第一代can協(xié)議，數(shù)據(jù)傳輸速率最高只有1?mbps，每個數(shù)據(jù)幀的最大數(shù)據(jù)長度是8個字節(jié)，數(shù)據(jù)幀被分為11位標識符和四個附加的控制位。can?2.0a和can?2.0b是第二代can協(xié)議，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可以達到1mbps，每個數(shù)據(jù)幀最大數(shù)據(jù)長度為8個字節(jié)。它們的主要區(qū)別在于數(shù)據(jù)幀的標識符的長度和結(jié)構(gòu)，其中，can?2.0a使用了11位標識符，而can?2.0b使用了29位標識符。can?fd（flexible?data-rate，靈活數(shù)據(jù)速率）協(xié)議是2012年提出的一種高速can協(xié)議，支持數(shù)據(jù)傳輸速率高達5?mbps和64字節(jié)的數(shù)據(jù)長度。它使用類似can?2.0b?的標識符結(jié)構(gòu)，并引入了一些新的功能，如位時間調(diào)制、抗干擾性能提高等。can?fd協(xié)議硬件實現(xiàn)成本相對較高，應(yīng)用場景沒有can1.0和can?2.0廣泛。另外，在支持串行通信接口的情況下，由于產(chǎn)品需求（如需要更好的速率、通信距離、抗干擾能力），將串行通信接口改為can總線接口或者直接增加can總線接口，需要基于can總線協(xié)議單獨制定一套應(yīng)用層通信協(xié)議，新增的應(yīng)用層通信協(xié)議與原有串行總線協(xié)議完全沒有關(guān)系，在兩套協(xié)議支持的功能一樣的情況下，需要開發(fā)和維護兩套協(xié)議，增加了工作量，降低了開發(fā)效率。

2、綜上所述，現(xiàn)有的串行通信技術(shù)存在can總線與傳統(tǒng)的串行通信接口不兼容，需要單獨制定一套應(yīng)用層通信協(xié)議，應(yīng)用層受到can基礎(chǔ)協(xié)議單包數(shù)據(jù)長度的限制，通信開發(fā)難度大，開發(fā)效率低等技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種基于can總線的虛擬串行通信方法與系統(tǒng)，以避免單獨制定一套應(yīng)用層通信協(xié)議，使得應(yīng)用層可以擺脫can基礎(chǔ)協(xié)議單包數(shù)據(jù)長度的限制，自由傳輸應(yīng)用層數(shù)據(jù)，實現(xiàn)與傳統(tǒng)串口通信應(yīng)用層協(xié)議的無縫對接，降低開發(fā)難度，提升開發(fā)效率。

2、第一方面，本發(fā)明提供的基于can總線的虛擬串行通信方法，包括以下步驟：

3、在數(shù)據(jù)的發(fā)送方配置虛擬的發(fā)送方can適配層，并在數(shù)據(jù)的接收方配置虛擬的接收方can適配層；

4、當(dāng)所述數(shù)據(jù)的發(fā)送方通過發(fā)送方應(yīng)用層向所述數(shù)據(jù)的接收方發(fā)送數(shù)據(jù)時，所述發(fā)送方can適配層對所述發(fā)送方應(yīng)用層下發(fā)的應(yīng)用層數(shù)據(jù)包進行拆分處理，以得到若干個子數(shù)據(jù)包下發(fā)到can協(xié)議層，所述can協(xié)議層將所述若干個子數(shù)據(jù)包傳輸給所述接收方can適配層；

5、當(dāng)所述接收方can適配層接收到所述若干個子數(shù)據(jù)包時，所述接收方can適配層對接收到的所述若干個子數(shù)據(jù)包進行組包，以得到完整的數(shù)據(jù)包后上報給所述數(shù)據(jù)的接收方的接收方應(yīng)用層。

6、進一步，所述接收方can適配層對接收到的所述若干個子數(shù)據(jù)包進行組包，包括：所述接收方can適配層對所述若干個子數(shù)據(jù)包進行完整性判斷，在判定所述若干個子數(shù)據(jù)包完整時，對接收到的所述若干個子數(shù)據(jù)包進行組包，以得到所述完整的數(shù)據(jù)包。

7、進一步，所述接收方can適配層對所述完整的數(shù)據(jù)包進行檢驗，并將通過校驗的所述完整的數(shù)據(jù)包上報給所述數(shù)據(jù)的接收方的接收方應(yīng)用層。

8、進一步，所述發(fā)送方can適配層和所述接收方can適配層對多路數(shù)據(jù)的傳輸進行多路會話并發(fā)管理。

9、進一步，每個所述子數(shù)據(jù)包具備控制信息和數(shù)據(jù)內(nèi)容，所述控制信息和所述數(shù)據(jù)內(nèi)容構(gòu)成控制+數(shù)據(jù)幀。

10、進一步，所述應(yīng)用層數(shù)據(jù)包直接復(fù)用傳統(tǒng)串行接口應(yīng)用層數(shù)據(jù)包，所述傳統(tǒng)串行接口包括uart串行接口、rs232串行接口、rs485串行接口或rs422串行接口。其中，所述傳統(tǒng)串行接口不限于uart串行接口、rs232串行接口、rs485串行接口、rs422串行接口等串行接口。

11、進一步，所述發(fā)送方can適配層和所述接收方can適配層采用相同的can適配層協(xié)議幀結(jié)構(gòu)。

12、進一步，所述can適配層協(xié)議幀結(jié)構(gòu)包括can總線上的消息標識符can?id和can幀中的包數(shù)據(jù)承載體data。

13、進一步，所述can總線上的消息標識符can?id包括發(fā)送方設(shè)備地址srcaddr、接收方設(shè)備地址dstaddr、幀類型標識packettype、設(shè)備間的會話id標識sessionid以及具體包信息承載體packetinfo。

14、第二方面，本發(fā)明提供一種基于can總線的虛擬串行通信系統(tǒng)，包括：連接通信的發(fā)送方應(yīng)用層、發(fā)送方can適配層、接收方can適配層、can協(xié)議層以及接收方應(yīng)用層；所述基于can總線的虛擬串行通信系統(tǒng)運行上述任一項所述的基于can總線的虛擬串行通信方法。

15、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果如下：

16、本發(fā)明提供一種基于can總線的虛擬串行通信方法與系統(tǒng)，通過在數(shù)據(jù)的發(fā)送方配置虛擬的發(fā)送方can適配層，并在數(shù)據(jù)的接收方配置虛擬的接收方can適配層，當(dāng)所述數(shù)據(jù)的發(fā)送方通過發(fā)送方應(yīng)用層向所述數(shù)據(jù)的接收方發(fā)送數(shù)據(jù)時，所述發(fā)送方can適配層對所述發(fā)送方應(yīng)用層下發(fā)的應(yīng)用層數(shù)據(jù)包進行拆分處理，以得到若干個子數(shù)據(jù)包下發(fā)到can協(xié)議層，所述can協(xié)議層將所述若干個子數(shù)據(jù)包傳輸給所述接收方can適配層，當(dāng)所述接收方can適配層接收到所述若干個子數(shù)據(jù)包時，所述接收方can適配層對接收到的所述若干個子數(shù)據(jù)包進行組包，以得到完整的數(shù)據(jù)包后上報給所述數(shù)據(jù)的接收方的接收方應(yīng)用層，從而避免單獨制定一套應(yīng)用層通信協(xié)議，使得應(yīng)用層可以擺脫can基礎(chǔ)協(xié)議單包數(shù)據(jù)長度的限制，自由傳輸應(yīng)用層數(shù)據(jù)，實現(xiàn)與傳統(tǒng)串口通信應(yīng)用層協(xié)議的無縫對接，降低通信開發(fā)難度，提升開發(fā)效率。另外，對比于傳統(tǒng)串行通信單播方案，基于can總線的虛擬串行通信方法可以有效利用can的總線特性，實現(xiàn)組網(wǎng)，組播以及廣播通信，提高網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用靈活性以及通信效率。

技術(shù)特征：

1.一種基于can總線的虛擬串行通信方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的基于can總線的虛擬串行通信方法，其特征在于，所述接收方can適配層對接收到的所述若干個子數(shù)據(jù)包進行組包，包括：所述接收方can適配層對所述若干個子數(shù)據(jù)包進行完整性判斷，在判定所述若干個子數(shù)據(jù)包完整時，對接收到的所述若干個子數(shù)據(jù)包進行組包，以得到所述完整的數(shù)據(jù)包。

3.如權(quán)利要求2所述的基于can總線的虛擬串行通信方法，其特征在于，所述接收方can適配層對所述完整的數(shù)據(jù)包進行檢驗，并將通過校驗的所述完整的數(shù)據(jù)包上報給所述數(shù)據(jù)的接收方的接收方應(yīng)用層。

4.如權(quán)利要求1所述的基于can總線的虛擬串行通信方法，其特征在于，所述發(fā)送方can適配層和所述接收方can適配層對多路數(shù)據(jù)的傳輸進行多路會話并發(fā)管理。

5.如權(quán)利要求1所述的基于can總線的虛擬串行通信方法，其特征在于，每個所述子數(shù)據(jù)包具備控制信息和數(shù)據(jù)內(nèi)容，所述控制信息和所述數(shù)據(jù)內(nèi)容構(gòu)成控制+數(shù)據(jù)幀。

6.如權(quán)利要求1所述的基于can總線的虛擬串行通信方法，其特征在于，所述應(yīng)用層數(shù)據(jù)包直接復(fù)用傳統(tǒng)串行接口應(yīng)用層數(shù)據(jù)包，所述傳統(tǒng)串行接口包括uart串行接口、rs232串行接口、rs485串行接口或rs422串行接口。

7.如權(quán)利要求1-6任一項所述的基于can總線的虛擬串行通信方法，其特征在于，所述發(fā)送方can適配層和所述接收方can適配層采用相同的can適配層協(xié)議幀結(jié)構(gòu)。

8.如權(quán)利要求7所述的基于can總線的虛擬串行通信方法，其特征在于，所述can適配層協(xié)議幀結(jié)構(gòu)包括can總線上的消息標識符can?id和can幀中的包數(shù)據(jù)承載體data。

9.如權(quán)利要求8所述的基于can總線的虛擬串行通信方法，其特征在于，所述can總線上的消息標識符can?id包括發(fā)送方設(shè)備地址srcaddr、接收方設(shè)備地址dstaddr、幀類型標識packettype、設(shè)備間的會話id標識sessionid以及具體包信息承載體packetinfo。

10.一種基于can總線的虛擬串行通信系統(tǒng)，其特征在于，包括：連接通信的發(fā)送方應(yīng)用層、發(fā)送方can適配層、接收方can適配層、can協(xié)議層以及接收方應(yīng)用層；所述基于can總線的虛擬串行通信系統(tǒng)運行如權(quán)利要求1-9任一項所述的基于can總線的虛擬串行通信方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及數(shù)字信息的傳輸?shù)燃夹g(shù)領(lǐng)域，提供一種基于CAN總線的虛擬串行通信方法與系統(tǒng)，通過在數(shù)據(jù)的發(fā)送方配置虛擬的發(fā)送方CAN適配層，并在數(shù)據(jù)的接收方配置虛擬的接收方CAN適配層，當(dāng)數(shù)據(jù)的發(fā)送方通過發(fā)送方應(yīng)用層向數(shù)據(jù)的接收方發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送方CAN適配層對發(fā)送方應(yīng)用層下發(fā)的應(yīng)用層數(shù)據(jù)包進行拆分處理，以得到若干個子數(shù)據(jù)包下發(fā)到CAN協(xié)議層，CAN協(xié)議層將若干個子數(shù)據(jù)包傳輸給接收方CAN適配層，當(dāng)接收方CAN適配層接收到若干個子數(shù)據(jù)包時，接收方CAN適配層對接收到的若干個子數(shù)據(jù)包進行組包，以得到完整的數(shù)據(jù)包后上報給數(shù)據(jù)的接收方的接收方應(yīng)用層，從而降低通信開發(fā)難度，提升開發(fā)效率。

技術(shù)研發(fā)人員：馮麗莉,楊奎
受保護的技術(shù)使用者：深圳市華芯控股有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9