一种方程式赛车CAN总线行车数据线传式采集分析系统的制作方法

本发明涉及一种数据采集方法及其分析系统，特别是涉及一种CAN总线方程式赛车行车数据线式的采集传输方法及其分析系统，属于汽车电气技术领域。

背景技术：

随着汽车工业与电子工业的发展，在现代汽车上，电子技术的应用越来越广泛，汽车电子化的程度也越来越高。汽车电子技术是汽车技术与电子技术相结合的产物。可以说，今天的汽车已经进入电子控制的时代。

中国大学生电动方程式大赛（以下简称FSEC），是中国汽车工程学会举办的一项面向在校大学生的赛车比赛。赛事要求参赛院校学生在近一年的时间内制造出一辆在加速、刹车、操稳性和安全性方面均有突出和稳定表现的赛车，其中所有的设计、制造和测试环节均由学生独立完成，吸引了众多院校参加。在整车调试的过程中，整车的数据采集及其分析系统对整车性能的调整和故障的排查尤为重要。目前，大多数FSEC赛车采用的数据采集系统是以自主设计的CAN总线式电子控制系统为基础的无线数据采集系统，不过大都存在数据采集及其分析系统功能不完善、大量的行车数据在通过无线传输时失真率高等问题,从而导致了数据采集系统难以发展成一套可推广应用的系统。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服目前FSEC赛车数据采集及其分析系统功能不完善、大量的行车数据通过无线传输时失真率高的问题，提供一种CAN总线方程式赛车行车数据线式的采集传输方法及其分析系统，该系统可以实现对赛车大量的行车数据的低失真率的采集、储存和方便地对数据进行波形分析。

为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：

一种方程式赛车CAN总线行车数据线传式采集分析系统，主要包括数据采集存储中转处理模块、数据分析上位机、USB转CAN适配器，所述数据采集储存中转处理模块通过CAN总线实现与整车的通讯，并将获取到的数据分类处理后储存在数据采集储存中转处理模块中；所述数据分析上位机通过USB转CAN适配器连接到整车CAN总线，当数据分析上位机通过CAN总线发送下载数据指令时，数据采集储存中转处理模块读取已经储存在数据采集储存中转处理模块中的数据，并通过CAN总线向数据分析上位机发送数据，数据分析上位机将获取到的数据分类整理后储存在电脑硬盘中，需要时可以通过数据分析上位机调用查看和进行波形分析。

进一步地，所述数据采集存储中转处理模块包括微控制器、MicroSD卡单元、电源单元、隔离CAN收发器和外部连接器，集成于一块PCB电路板上；所述的MicroSD卡单元包括MicroSD卡及其卡座，通过电压转换芯片与微控制器连接；所述的电源单元包括ZY7805S-1500电源芯片和LP5907QMFX-3.3Q1电源芯片，分别提供5V和3.3V电源；所述的隔离CAN收发器连接到微控制器和通过共模滤波器连接到CAN总线；所述外部连接器将数据采集存储中转处理模块的供电电源和CAN总线连接到整车的电子控制系统相应线路。

进一步地，所述数据分析上位机是基于Labview软件编写的一种虚拟仪器上位机，包括打开CAN通道、关闭CAN通道、下载数据、保存文件、读取文件五大功能模块；

所述的打开CAN通道功能模块先通过配置二次开发库文件ControlCAN中的子VI VCI_OpenDevice，成功后再通过配置子VI VCI_InitCAN、VCI_ReadErrInfo、VCI_GetReceiveNum相关参数，确认完成后就执行子VI VCI_StartCAN完成CAN通道的打开；

所述的关闭CAN通道功能模块用于通过配置子VI VCI_CloseDevice完成CAN通道的关闭；

所述的下载数据功能模块用于通过子VI VCI_Transmit发送特定的下载指令给数据采集存储中转处理模块，启动数据的下载；

所述的保存文件功能模块包括控件打开/创建/替换文件、设置文件位置、写入二进制文件、关闭文件模块，用于将从数据采集存储中转处理模块传输进来的数据用簇数组保存为二进制BIN文件；

所述的读取文件功能模块包括控件打开/创建/替换文件、设置文件位置、读取二进制文件、关闭文件模块，用于将保存的二进制文件用簇数组读取，并通过For循环将数据显示在XY图上。

进一步地，所述数据分析上位机采用USB转CAN适配器通过CAN总线实现与数据采集存储中转处理模块的通讯和下载行车数据；

所述的USB转CAN适配器是采用USBCAN-2C适配器。

进一步地，所述USB转CAN适配器是通过航空插头连接到整车CAN总线。

进一步地，所述的微控制器为MC9S12SX128J1MAE为控制芯片的微控制器。

进一步地，所述电压转换芯片型号为TXS0104E-Q1。

进一步地，所述的隔离CAN收发器采用隔离CAN收发芯片CTM1051M。

进一步地，所述共模滤波器型号为ACT1210-510-2P-TL00。

进一步地，所述外部连接器采用的是174923-1汽车连接器。

相比现有技术，本发明的有益效果是：

1.本发明能够在对目前的FSEC赛车改造小的情况下实现对整车的行车数据的采集和分析，推广应用方便。

2.本发明能够克服目前FSEC赛车大量的行车数据通过无线传输时失真率高的问题，提供一种低失真率行车数据的数据采集方法。

3.本发明能够克服目前FSEC赛车数据采集及其分析系统功能不完善的问题，提供一种完整的数据采集及其分析系统，进行波形分析十分方便，实用性强。

附图说明

图1为实施例之技术方案图。

图2为实施例数据采集储存中转处理模块电路连接原理图。

图3为实施例数据分析上位机前面板图。

图4为实施例二次开发库文件图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明的具体实施作进一步说明。

如图1所示，一种方程式赛车CAN总线行车数据线传式采集分析系统，主要包括数据采集存储中转处理模块1、数据分析上位机2、USB转CAN适配器3，数据采集储存中转处理模块1通过CAN总线4实现与整车的通讯，并将获取到的数据分类处理后储存在数据采集储存中转处理模块1中，数据分析上位机2通过USB转CAN适配器4连接到整车CAN总线4，当数据分析上位机2通过CAN总线4发送下载数据指令时，数据采集储存中转处理模块1读取已经储存在数据采集储存中转处理模块1中的数据，并通过CAN总线4向数据分析上位机2发送数据，数据分析上位机2将获取到的数据分类整理后储存在电脑硬盘中，需要时可以通过数据分析上位机2调用查看和方便地进行波形分析。

如图2所示，数据采集存储中转处理模块1包括微控制器5、MicroSD卡单元9、电源单元8、隔离CAN收发器6和外部连接器7五部分，这五部分集成于一块PCB电路板上。所述的微控制器5为以NXP公司的MC9S12SX128J1MAE为控制芯片的微控制器；所述的MicroSD卡单元9为MicroSD卡及其卡座，通过电压转换芯片TXS0104E-Q1与微控制器连接；所述的电源单元8为ZLG公司的ZY7805S-1500电源芯片和TI公司的LP5907QMFX-3.3Q1电源芯片，分别提供5V和3.3V电源；所述的隔离CAN收发器6采用周立功公司的隔离CAN收发芯片CTM1051M，连接到微控制器和通过TDK公司的共模滤波器ACT1210-510-2P-TL00连接到CAN总线；外部连接器7采用的是TE CONNECTIVITY公司的174923-1汽车连接器，将数据采集存储中转处理模块的供电电源和CAN总线连接到整车的电子控制系统相应线路。

如图3、图4所示，所述数据分析上位机2是基于Labview软件编写的一种虚拟仪器上位机，包括打开CAN通道10、关闭CAN通道11、下载数据14、保存文件13、读取文件12五大功能模块。所述的打开CAN通道功能模块10是先通过配置二次开发库文件ControlCAN 16中的子VI VCI_OpenDevice 17，成功后再通过配置子VI VCI_InitCAN 18、VCI_ReadErrInfo 19、VCI_GetReceiveNum 20相关参数，确认完成后就执行子VI VCI_StartCAN 21完成CAN通道的打开；所述的关闭CAN通道功能模块11是通过配置子VI VCI_CloseDevice 22完成CAN通道的关闭；所述的下载数据功能模块14是通过子VI VCI_Transmit 23发送特定的下载指令给数据采集存储中转处理模块，启动数据的下载；所述的保存文件功能模块13是由控件打开/创建/替换文件、设置文件位置、写入二进制文件、关闭文件构成，将从数据采集存储中转处理模块传输进来的数据用簇数组保存为二进制BIN文件；所述的读取文件12功能模块是由控件打开/创建/替换文件、设置文件位置、读取二进制文件、关闭文件构成，将保存的二进制文件用簇数组读取，并通过For循环将数据显示在XY图15上。

所述数据分析上位机2是用USB转CAN适配器3通过CAN总线4实现与数据采集存储中转处理模块的通讯和下载行车数据。所述的USB转CAN适配器3是采用创芯科技有限公司的USBCAN-2C适配器。

本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离 本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。