[发明专利]具有过滤功能的CAN转以太网网关及基于该网关的数据传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络数据交换领域，具体涉及一种具有过滤功能的CAN转以太网网关及基于该网关的数据传输方法。

背景技术

近年来，计算机控制和通讯技术的飞速发展引起自动化领域的深刻变革，并逐步形成了网络化、全开放、全分布的自动控制体系系统。在当今电子通讯与自动化领域，工业设备联网己成为一种趋势。伴随通信技术的发展，设备资源的有效利用、设备间的协同工作以及远程距离传输与远程监控等技术得到越来越多的重视。

现场总线是指以工厂内的测量和控制机器间的数字通讯为主的网络，也称现场网络，将传感器、各种操作终端和控制器间的通讯及控制器之间的通讯进行特化的网络。现场总线是把网络化、信息化的概念彻底引用到控制领域和工厂的控制中，构建完整的控制网络和信息网络。它和传统集散控制相比，具有全开放、全分散、和互操作等优点。CAN(controllerAreaNetwork)现场总线是一种支持分布式控制系统或实时性控制的串行通信网络，具有成本低、可靠性高、抗干扰能力和实时性强等特性，是最普及的工业现场总线之一。CAN是串行通信协议，其应用范围覆盖从高速网络到低成本的多路互联。在汽车电子行业受到广泛应用。

车辆数据离线分析是一种通过离线分析来检测车辆状况的方法。离线分析首先需要采集汽车内部数据，将这些数据离线存储，即存储到车外的存储介质上。而采集车辆数据的做法是将采集设备作为一个节点连接入汽车内部的CAN网络（控制器局域网，Controller Area Network），就可以采集到CAN网络上的报文，进而得到汽车内部数据。随着汽车电子的快速发展，为及时的跟进车况信息，CAN产品在机动车上的应用越来越广泛。

对于数据的存储传统采用闪存的方式，这种方式需要定期将设备从车中取出连接电脑导出数据，比较不方便。而随着蜂窝网络技术和云存储技术的不断发展，成本的不断降低，使得人们可以考虑采用云端存储的方式。云端存储就需通过无线网络将数据发送到服务器上，而承担该任务的往往是带有3G网络连接的智能设备。而智能设备往往不带有CAN接口，因此这中间需要使用CAN转以太网网关将CAN报文转换成以太网报文，智能设备接收到包装在以太网报文里的CAN报文再将其转发到云服务器上。

市场上已经有很多CAN转以太网网关，但这些产品都只有网关功能，将所接收到的所有CAN报文均进行转发。车辆内的信号有几百个，并且车辆工程师每次需要收集分析的信号可能只有几个，而前面提及的应用背景是通过3G网络来转发CAN报文，如果对于所有的报文都进行转发，会浪费很大一部分流量。因此需要对转发的报文进行过滤。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种具有过滤功能的CAN转以太网网关及基于该网关的数据传输方法。

一种具有过滤功能的CAN转以太网网关，包括：

过滤模块，用于根据上位机的配置生成红黑树模型，并利用所述的红黑树筛选接收到的CAN报文；

传送网关模块，用于将筛选后的CAN报文转发至以太网。

CAN转以太网网关可简单的认为是报文格式转换器，将接收到的CAN报文进行封装，得到适合以太网传输的报文，并转发至以太网，再通过与以太网连接的3G网络设备上传至服务器，供用户使用。本发明的网关设置有过滤模块，利用过滤模块对接收到的CAN报文进行筛选，传送网关模块仅转发经过筛选后的CAN报文，从而减少的流量消耗。且以红黑树模型的方式组织查找的数据结构，能够通过搜索红黑树，快速判断出接收到的CAN报文是否有匹配的配置，完成筛选。本发明中红黑树模型中的节点个数与需要转发的报文ID的个数相同。且上位机的配置不同，生成的红黑树模型也不同。

所述的上位机的配置包括需要转发的CAN报文的报文ID。

在不同的应用条件下，并不是所有的CAN报文都是有用的，且不同的应用情况下，感兴趣的CAN报文种类也可能不一样。因此，可以根据应用需要，从大量CAN报文中选择若干个感兴趣的CAN报文。需要转发的CAN报文的报文ID的个数为根据应用需要设定。

所述的红黑树模型中各个节点以CAN报文的报文ID作为Key。

报文ID与CAN报文为一一对应关系，以CAN报文的报文ID作为Key，通过报文ID查找根据CAN报文能够减少数据量，提高查询效率，生成红黑树模型，能够快速的查找到各个CAN报文的信息。

作为优选，所述的上位机的配置还包括需要转发的CAN报文的转发次数阈值。

所述的红黑树模型中的各个节点包括报文ID、对应的CAN报文的转发次数阈值以及初始值为0的出现次数变量，