CAN總線的電子設備運行采集軟件設計范文

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摘要：本文為解決電子設備運行數據采集能力差的問題，基于 can 總線，設計電子設備運行數據采集軟件。先進行數據采集節點的設置，再對數據傳輸結構進行構建，然后，利用 CAN 總線 SJA1000 初始化實現數據采集的軟件設計。最后，在相同的測試環境下，對傳統信號測試軟件和本文設計的軟件進行對比分析。最終的測試結果表明：本文設計的軟件在進行數據采集的時候 SJA 比率值相對更高，表明其運行速度很快，數據采集的效果也更好。

關鍵詞：CAN 總線；電子設備；軟件設計

目前階段，我國社會發展的主要支柱仍然還是制造行業，在這之中主要是因為制造行業的運行設備在不斷進行更新，一定程度上對經濟的發展會產生影響。所以，在這樣的社會發展背景以及突飛猛進的現代化技術發展輔助下，以電子設備和數據采集為中心的制造業進一步得到了發展。近幾年來，我國的電子設備對于數據采集的處理漸漸發生了變化。變化體現在很多方面，最主要的是結構、處理順序以及采集精度等方面。首先，在結構上，電子設備更多地會使用分離式的分析手段以及采集技術對數據進行處理匯總，并在保證數據不受到損害的情況下。另外，分離式數據采集結構還可以進一步提升電子設備的實際處理速度，在一定程度上增加了工作的效率和質量。在處理順序上，傳統的電子設備對數據的采集處理通常是先采集，對數據作出一定的基礎處理，再利用相關的平臺軟件或者系統對數據進行二次處理。但是這種方式其實會拖慢數據處理的進度，同時還降低了工作的效率，不能保證數據處理完之后的可使用性。而現如今的電子設備卻消除了以上的所有缺陷，同時還提升了運行速率，增加數據信息的可使用性。最后，是設備的采集精度上，隨著互聯網技術以及大數據平臺的輔助，使得電子設備在數據采集的精度逐漸得到提升，這對于整個設備性能的提升也是有所幫助的[1]。我國還提出了可持續的發展理念，逐漸將工業性的電子生產結構轉化為生態型的電子生產結構，增加社會的發展范圍以及發展路徑。CAN 總線是一種具有較高控制性能的新興串行實操技術，被廣泛應用于社會中的各個領域，取得了相對較好的應用效果[2]。

1 電子設備運行數據采集軟件設計

1.1 進行數據采集節點的設置

首先，軟件的數據采集部分可以分為連接設置、監聽區域、通信命令幀、數據定義結構等，首先，在原本的平臺號或者系統之中，對數據信息運行的模式作出調整更改。原本的數據信息處理模式一般情況下是 II 號的，但是由于此次的數據采集軟件是基于 CAN 總線的電子設備，所以需要更改調整為 I 號，在數據信息的采集處理過程中會更加靈活、便捷[3]。對系統中存儲區域進行簡單設置，主要包括執行指標的名稱、圖標與設定樣式。對與數據相對應的通信傳輸裝置進行連接。利用軟件定位功能獲取連接的地址，并將其添加在服務器和客戶端口之中。采集處理程序會被分為不同的控制區域，由兩個終端所控制。兩區域的數據采集協議和指令也是不同的，但是需要注意的是，雖然是兩個獨立的數據處理區域，但是仍然存在一定的執行關系[4]。在以上的運行環境之下，建立通用的數據采集節點，將對應的通信傳輸命令幀設置在軟件之中，并對各個字段的內容進行處理，節點附近安裝監聽設備。先進行監聽標識的終端設置，再將設備與軟件進行關聯[5]。利用軟件中的交互功能設置獨立的節點站，對附近的分散節點進行連接，以達到通過節點來進行基于 CAN 總線的電子設備運行數據采集軟件設計楊志民（泉州師范學院軟件學院  福建省泉州市  362000）數據采集的目的。

1.2 數據傳輸結構的構建

在進行數據采集軟件設計之前，需要對相應的數據傳輸架構進行構建。這個結構的作用主要是最大程度地保證數據可以順利完成傳輸，且不會在傳輸過程中受到損壞。另外，結構的建立還可以保證數據的真實完整性，便于接下來對數據的采集和處理[6]。軟件的數據傳輸結構主要分為兩部分，其一是數據采集與控制程序設計。這部分主要是對數據的采集工作進行劃分。目前階段對于數據的傳輸都是依靠 CAN 總線來處理的，但是要想更加快速地完成數據的傳輸，需要使數據的初始極值與 CAN 總線的傳輸極值保持一致。所以，需要先計算對應的 CAN 總線傳輸極值。具體如下公式（1）所示：（1）公式（1）中：N 表示 CAN 總線傳輸極值，f 表示軟件的執行速率，β 表示傳輸范圍之內的誤差值。通過以上計算，最終可以得出具體的 CAN 總線傳輸極值。之后，利用 CAN 總線傳輸極值建立接下來的傳輸結構。這部分的結構為高層級的結構，主要是對軟件采集獲取的數據進行更加高精度地處理，以保證數據信息的可使用性。先將軟件的數據庫與計算機之中的大數據庫相關聯，建立對應的執行關系和程序。將數據導入大數據庫之中，在大數據庫中進行數據結構的處理。這樣的處理模式雖然繁瑣，但是卻可以提升數據采集和處理的精度以及準度。而且通過軟件的分析模式也可以進一步提升摘要：本文為解決電子設備運行數據采集能力差的問題，基于 CAN 總線，設計電子設備運行數據采集軟件。先進行數據采集節點的數據采集的速度。因此，以上兩種分離式結構以互聯網大數據庫為基礎，并以 CAN 總線技術為輔助條件，完成雙層數據傳輸結構的建立。

1.3 CAN總線SJA1000初始化實現數據采集

（1）通過結構中的功能控制模塊特點，進行拓撲采集區域的劃分。一共可以分為三部分，其一是采集區域，主要負責對數據信息等資源進行采集搜索。這部分的數據搜索僅僅是粗略的，按照對應的條件以及關鍵字完成數據信息資料的查詢和下載。（2）數據處理的篩選區域。這部分主要是負責對采集的數據進行二次篩選。這主要是因為初次搜索是簡略的，雖然可以滿足資料的數量條件，但是不能完全保證質量條件，使數據存在一定的錯誤性和不可使用性。所以，二次篩選就是進一步提升采集數據的質量，便于用戶的使用。（3）是數據的處理。通過數據采集、數據篩選，此時，軟件中的數據相對優質，利用綜合處理功能，對數據進行最后的優化處理，完成采集工作。之后，將 CAN 總線控制平臺中的 SJA1000 運行區域進行初始化，同時把處理好的數據導入平臺之中，由 CAN 總線控制平臺對數據進行一定的加密處理，再將其傳輸回原本的控制區域。在數據采集程序之中關聯上位機，當數據傳輸回來之后，上位機會對其進行感應，同時發出警報，提示接收并解壓數據。這主要是因為控制平臺傳輸的數據如果不及時進行更改或者解壓，會造成數據信息的丟失和損壞，影響工作進程。當系統顯示傳輸回來的數據時，利用CAN 總線的反處理功能，將數據信息全部導入軟件之中，并利用SJA1000 將采集到的數據作分類處理，在這個過程中，軟件還會自動將數據編號，寫入模塊協議之中，最終形成 KILLS 函數，添加保存在軟件的數據庫之中。這樣的模式不僅可以避免數據的重復采集，還可以通過模塊化的更改調用，進一步提升軟件的運行兼容性，最終完成電子設備運行數據采集軟件的設計。

2 軟件測試

2.1 測試準備

本次主要對基于 CAN 總線的電子設備運行數據采集軟件進行設計。共對兩組軟件進行測試，一組為傳統的信號數據采集軟件，可以將其設定為傳統信號測試組，另一組為本文設計軟件，設為測試組。構建軟件測試的網絡環境。首先，需要設定對應的運行參數，具體如表 1 所示。依據表 1 中的相關數據，進行測試的網絡環境的設置。選取兩臺計算機作為本次軟件測試的對象。在軟件之中建立監測區域，對三相數據處理情況，數據采集頻率以及外部運行情況重點監測。另外，將數據信息傳輸時的隔離信息添加在串口服務器之中，完成測試環境的準備，開始測試。

2.2 測試過程

對兩組軟件同時進行測試。將兩臺計算機同時進行初始化設置，消除系統中原本的數據信息。將對數據進行處理。將兩組相同的數據添加在電腦的數據庫之中，并對其作出保存操作。利用設計好的軟件先對相應的數據識別，完成之后，提取數據，將其下載至文件夾之中。更改數據文件的屬性，這部分需要注意的是，屬性的更改需要按照數據的實際預測量來設定的。通常情況下，是設置為+0.547。設置好之后，將數據導入軟件之中，先進行整合匯總。在這個過程之中，需要計算數據采集的 SJA 比率值。具體如公式（2）所示：（2）公式（2）中：K 表示 SJA 比率值， 表示軟件采集的極限值，表示監測數率。通過以上的計算，可以最終得出實際的SJA比率值。在這個數值的基礎上，對電子設備的數據采集情況進行分析，但是需要注意的是，SJA 比率值是實際情況呈現值，但卻不是均衡值，所以，需要將其計算為平均值，才更好進行分析。測試最終得出兩組結果，對其進行比較分析。

2.3 測試結果

通過以上的測試結果，最終可以得出對應的分析情況，具體如圖 1 所示。通過圖 1 中數據的對比分析可以了解到。基于 CAN 總線的數據采集軟件對比于傳統的信號數據處理軟件，具有更強的實用性，它的 SJA 比率值相對較高，這表明在對數據進行處理采集的過程中。軟件的處理速度是相當快的，不僅如此，還可以在采集完成之后，對數據進行整合匯總，極大地提高了生產生活的質量和效率，且一定程度上提升了技術水平，因此，可以得出最終的結論：本文設計的數據采集軟件的性能與效果較好，SJA 比率值相對較高，具有一定的實際應用意義。

3 結束語

綜上所述，便是對基于 CAN 總線的電子設備運行數據采集軟件設計的具體過程。其實，新時代科技飛速發展的背景下，電子設備運行與 CAN 總線相結合產生的數據處理模式是十分完美的，在數據的傳輸和采集方面都得到很大的提升，不僅拉動了社會各個行業的均衡發展，也將原本無關聯的行業建立關系，實現共同發展的目的。不僅如此，電子設備的數據采集與物聯網技術的完美契合，也在一定程度上實現了對電子設備的遠程維護與操控，增強了整個行業一體化的進程，并有效地將成本控制在了適當的范圍之內，提供新的發展路徑，也為我國的電子制造業作出了一定的貢獻。

作者：楊志民 單位：泉州師范學院軟件學院