一种小卫星can总线监视系统的制作方法
【专利摘要】一种小卫星CAN总线监视系统，包括安装于PXI机箱内部的零槽控制器和CAN总线数据采集卡。CAN总线数据采集卡通过CAN电缆实时采集卫星CAN总线上的数据，并通过PXI总线发送给零槽控制器。零槽控制器包括配置模块、接收模块、解析模块、显示模块、保存模块和查询模块。本发明监视系统实现了CAN总线监视器的模块化和板卡化，可与其他测试设备集成于一个PXI机箱中，组成一体化测试设备，具有较好的集成性和便携性。通过零槽控制器对CAN总线原始数据进行解析，将轮询控制序列、遥测包、间接指令、上行数据块和广播等信息分类显示和存储，便于卫星测试过程中CAN总线数据的查询和问题定位。
【专利说明】—种小卫星CAN总线监视系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于PXI总线的小卫星CAN总线数据处理系统。
【背景技术】
[0002]CAN总线是小卫星星务系统的重要组成部分，即星务系统通过基于CAN总线的现场网络来协调、控制星上设备的相互连接，完成包括信息流、动作流、能量流的动态作业。在卫星测试过程中，可通过监视CAN总线上的数据流信息，来分析并定位系统故障，查找隐患。
[0003]现有的CAN总线监视器，其历史数据是以原始帧为单位存储在一个文本文件中的，并没有对帧数据进行分类解包，在查询和排故过程中，只能从大量的数据中逐帧查找，查询速度慢，定位问题较困难。同时，现有的CAN总线监视器功能较单一，不能与其他设备集成，增加了测试设备的复杂性。
[0004]纵观各个行业的测试技术应用和发展，测试设备的小型化、一体化、智能化是测试发展的趋势。考虑小卫星自身体积小、研制周期短的特点，结合未来小卫星研制周期短、数量多的需求，要求小卫星测试系统具备体积小、集成度高、快速构建等特点，而现有的CAN总线监视器显然已经无法满足上述要求。
【发明内容】
[0005]本发明的技术解决问题是:克服现有技术的不足，提供了一种新型的小卫星CAN总线监视系统，通过采用PXI总线技术和虚拟仪器技术，实现了 CAN总线监视的模块化和板卡化，便于和其他测试设备进行集成，实现便携式的CAN总线测试设备。同时，通过零槽控制器对CAN总线的原始数据进行解析，获取轮询控制序列、遥测包、间接指令、上行数据块和广播信息并分类显示和存储，便于卫星测试过程中CAN总线数据的查询和问题定位。
[0006]本发明的技术解决方案是:一种小卫星CAN总线监视系统，包括安装于PXI机箱内部的零槽控制器和CAN总线数据采集卡，CAN总线数据采集卡通过CAN电缆实时采集卫星CAN总线上的数据，并通过PXI总线发送给零槽控制器，零槽控制器对传来的卫星CAN总线数据进行实时处理和显示；所述的零槽控制器包括配置模块、接收模块、解析模块、显示模块、保存模块和查询模块，其中:
[0007]配置模块:将不同型号卫星的CAN总线通信协议分别以配置文件的形式进行存储；所述的配置文件包括数据优先级、站地址和数据帧类型三类信息，其中数据优先级用于标识不同类型数据帧的优先级别，站地址表示数据帧的来源或目标发送地址，数据帧类型包括轮询控制序列、遥测包、间接指令、上行数据块和广播；
[0008]接收模块:监听CAN总线上发送过来的数据并接收，根据CAN总线通信协议中的标准CAN帧格式，将接收到的数据进行格式化处理后送至解析模块和显示模块；
[0009]解析模块:调用配置模块中的配置文件，从接收模块发来的标准CAN帧中识别出不同类型的数据帧，对于仅从单个数据帧即可获取完整数据信息的单帧数据，直接送至显示模块和保存模块；对于需要多个数据帧进行组合才能获取完整数据信息的多帧数据，首先对需要关联组合的数据帧进行数据组包，并将组包后的数据送至显示模块和保存模块；
[0010]显示模块:实时显示接收模块格式化后的标准CAN帧、解析模块处理得到的轮询控制序列、遥测包、间接指令、上行数据块和广播；
[0011]保存模块:将接收模块接收到的原始CAN总线数据以帧为单位，按接收的时间顺序进行存储；将解析模块处理得到的遥测包、上行数据块和广播均以包为单位，按数据包时间顺序进行存储，所述的数据包时间为该包数据包括的第一帧数据出现的时间；将解析模块处理得到的轮询控制序列和间接指令以帧为单位，按接收的时间顺序进行存储；
[0012]查询模块:对保存模块中存储的数据，分成原始帧、轮询控制序列、遥测包、间接指令、上行数据块和广播六种类别进行查询。
[0013]本发明与现有技术相比的优点在于:
[0014](I)本发明CAN总线监视系统基于PXI总线技术，用零槽控制器和CAN总线数据采集卡代替原来的计算机和CAN总线转接盒，将系统集中于一个PXI机箱中，通过PXI总线进行通信，实现了测试设备的模块化和板卡化，同时还可与其他测试设备集成在一起，节省了测试资源，使卫星测试设备具有了较好的集成性和便携性；
[0015](2)本发明系统将CAN总线数据进行分类解析，解出轮询控制序列、遥测包、间接指令、上行数据块和广播信息，并分类进行显示和存储，便于卫星测试时对CAN总线数据进行监视和查询，在测试排故过程中，便于问题定位。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明监视系统的组成原理图；
[0017]图2为本发明监视系统的数据解析流程图。
【具体实施方式】
[0018]如图1所示，本发明CAN总线监视系统从硬件上主要包括PXI机箱、零槽控制器和CAN 卡。
[0019]1)PXI 机箱
[0020]本发明主要基于PXI总线技术，以PXI机箱作为平台,将各功能模块集成为一台一体化的卫星测试设备。PXI机箱采用NI PX1-1042型号，该机箱有I个零槽和8个卡槽，体积较小，便携性较好。
[0021]2)零槽控制器
[0022]零槽控制器是测试设备的控制核心，完成对各测试功能模块的控制、监视、参数配置、数据采集、数据广播等功能。本发明采用NI PX1-8108零槽控制器。
[0023]3) CAN总线数据采集卡
[0024]CAN卡通过高速CAN电缆与星上连接，采集CAN总线上的数据，通过PXI总线发给零槽控制器进行处理。本发明采用NI PX1-8513CAN总线数据采集卡，具有2端口的高速CAN接口，端口间隔离和CAN-PC间隔离。
[0025]为了实现控制功能，本发明CAN总线监视系统的零槽控制器主要包括六个模块，分别为:配置模块、接收模块、解析模块、显示模块、保存模块和查询模块。[0026]I)配置模块
[0027]CAN总线标准数据帧由7个不同的位场组成，分别是:帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC场、应答场、帧结束。
[0028]仲裁场和控制场主要包括数据帧的优先级、站地址、数据类型等信息，数据场为有效数据。
[0029]为了使总线测试系统具有通用性，可用于不同型号卫星的CAN总线测试，本发明设置了配置模块，将不同型号卫星的CAN总线通信协议以配置文件的形式导入。配置文件主要给出三类信息，分别为数据优先级、站地址和数据帧类型，分别配置如下:
[0030](I)数据优先级PRI
[0031]根据实时性要求，不同数据包有不同的优先级，数值越小表示优先级越高。例如，如表1所不的设定方式。
[0032]表1优先级配置表
[0033]
【权利要求】
1.一种小卫星CAN总线监视系统，其特征在于:包括安装于PXI机箱内部的零槽控制器和CAN总线数据采集卡，CAN总线数据采集卡通过CAN电缆实时采集卫星CAN总线上的数据，并通过PXI总线发送给零槽控制器，零槽控制器对传来的卫星CAN总线数据进行实时处理和显示；所述的零槽控制器包括配置模块、接收模块、解析模块、显示模块、保存模块和查询模块，其中: 配置模块:将不同型号卫星的CAN总线通信协议分别以配置文件的形式进行存储；所述的配置文件包括数据优先级、站地址和数据帧类型三类信息，其中数据优先级用于标识不同类型数据帧的优先级别，站地址表示数据帧的来源或目标发送地址，数据帧类型包括轮询控制序列、遥测包、间接指令、上行数据块和广播； 接收模块:监听CAN总线上发送过来的数据并接收，根据CAN总线通信协议中的标准CAN帧格式，将接收到的数据进行格式化处理后送至解析模块和显示模块； 解析模块:调用配置模块中的配置文件，从接收模块发来的标准CAN帧中识别出不同类型的数据帧，对于仅从单个数据帧即可获取完整数据信息的单帧数据，直接送至显示模块和保存模块；对于需要多个数据帧进行组合才能获取完整数据信息的多帧数据，首先对需要关联组合的数据帧进行数据组包，并将组包后的数据送至显示模块和保存模块； 显示模块:实时显示接收模块格式化后的标准CAN帧、解析模块处理得到的轮询控制序列、遥测包、间接指令、上行数据块和广播； 保存模块:将接收模块接收到的原始CAN总线数据以帧为单位，按接收的时间顺序进行存储；将解析模块处理得到的遥测包、上行数据块和广播均以包为单位，按数据包时间顺序进行存储，所述的数据包时间为该包数据包括的第一帧数据出现的时间；将解析模块处理得到的轮询控制序列和间接指令以帧为单位，按接收的时间顺序进行存储； 查询模块:对保存模块中存储的数据，分成原始帧、轮询控制序列、遥测包、间接指令、上行数据块和广播六种类别进行查询。
【文档编号】H04L12/26GK103957136SQ201410178836
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月29日
【发明者】樊妍睿, 杨海龙, 柳佳, 何铭俊, 李泓杉 申请人:航天东方红卫星有限公司