基于Python的汽車CAN總線報文換擋次數(shù)統(tǒng)計

李波，張建，穆勇勇

西安雙特智能傳動有限公司 陜西西安 710119

近年來，汽車電子系統(tǒng)的功能越來越強大，其電子控制單元也越來越多。各個控制器之間的信息交換主要依靠車載網(wǎng)絡技術(shù)，而CAN總線作為車載網(wǎng)絡系統(tǒng)的重要組成部分，在汽車電子系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信與控制中得到廣泛應用[1,2]。

為了了解安裝自動變速器車輛的運行情況，可以通過采集車輛實際運行的報文并解析報文，分析車輛運行的實際換擋次數(shù)。如果依靠人工來統(tǒng)計龐大的采集數(shù)據(jù)，會消耗大量的時間并且效率較慢。本文旨在開發(fā)一種CAN總線數(shù)據(jù)統(tǒng)計系統(tǒng)，實現(xiàn)自動統(tǒng)計換擋次數(shù)，進而解決統(tǒng)計大量數(shù)據(jù)帶來的諸多困難，提高效率。

系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)主要由三個功能模塊組成，分別為：人機交互、數(shù)據(jù)處理以及目標結(jié)果生成。系統(tǒng)整體流程如圖1所示，人機交互主要包括待處理數(shù)據(jù)路徑和系統(tǒng)工作狀態(tài)的提示；數(shù)據(jù)處理包括數(shù)據(jù)提取和Message轉(zhuǎn)換；目標結(jié)果生成包括數(shù)據(jù)重組、數(shù)據(jù)寫入和目標格式文件生成。

圖1 系統(tǒng)整體流程

系統(tǒng)功能

Python是一種面向?qū)ο蟮摹⒔换ナ降摹⒔忉屝偷挠嬎銠C編程語言，具有實用性強、功能全面、性能高的特點，擁有豐富的標準庫和第三方庫。本系統(tǒng)基于Python平臺，通過面向?qū)ο箝_發(fā)方式進行軟件開發(fā)[3]。

1.人機交互功能

用戶將處理數(shù)據(jù)及軟件放到同一個文件夾里面，雙擊軟件系統(tǒng)開始統(tǒng)計換擋次數(shù)并且彈出轉(zhuǎn)換進度條界面，提示用戶轉(zhuǎn)換進度，如圖2所示，當顯示100%時，提示用戶統(tǒng)計完成。

圖2 轉(zhuǎn)換進度

2.數(shù)據(jù)處理功能

（1）原始報文格式分析 如果需要提取信息功能，首先需要了解原始報文的記錄規(guī)則。現(xiàn)在以周立功CAN線記錄儀采集的“*.asc”格式報文為例進行分析，采集的一段車輛運行報文，如圖3所示。

圖3 車輛運行報文

每條報文中包含的數(shù)據(jù)可以分為七組，分組示例見表1。第1組表示幀時間間隔；第2組表示此條報文通道；第3組用于記錄幀的報文ID；第4組表示報文傳輸方向；第5組表示符號d ；第6組表示信息長度；第7組記錄幀的數(shù)據(jù)。

表1 報文數(shù)據(jù)分組示例

（2）數(shù)據(jù)處理功能 如圖4所示，該模塊分為兩部分，第一部分將ETC2報文按照一定的規(guī)則進行拆分，其拆分信息按照設計的邏輯進行計數(shù)。第二部分將其統(tǒng)計次數(shù)按照設定格式儲存為文本格式。數(shù)據(jù)處理功能是核心功能。

圖4 數(shù)據(jù)處理模塊

3.目標文件生成功能

該模塊主要包括數(shù)據(jù)重組、數(shù)據(jù)寫入及文件生成。系統(tǒng)將數(shù)據(jù)處理模塊生成的通用化信息以參數(shù)形式傳遞給目標格式數(shù)據(jù)類，目標格式數(shù)據(jù)類創(chuàng)建目標對象接收通用化報文對象中的數(shù)據(jù)，并按照規(guī)定格式進行組合，組合完成后，將其重組的數(shù)據(jù)寫入文件中。

實驗測試

1.實驗準備

如圖5所示，本文中報文采集的硬件工具為周立功車載CAN-BUS 數(shù)據(jù)記錄儀。車輛為公司通勤班車，如圖6所示。

圖5 周立功車載CAN-BUS 數(shù)據(jù)記錄儀

圖6 實驗車輛

2.實驗結(jié)果分析

通過運行該腳本會生成目標文件.txt，將其內(nèi)容拷貝到Excel里面得出該工況下車輛整體換擋次數(shù)，如圖7所示。

圖7 該工況下車輛整體換擋次數(shù)

結(jié)語

本文利用Python語言實現(xiàn)了車輛換擋次數(shù)統(tǒng)計的目的，大大減少了人工進行統(tǒng)計的工作量，并且比較靈活，可以進行二次開發(fā)（提取其他報文的信息）。經(jīng)試驗測試，本系統(tǒng)能夠有效、準確地對其換擋次數(shù)進行統(tǒng)計，給數(shù)據(jù)分析人員提供便利。