用于长周期数据记录的瞬态数据处理方法与流程

本发明涉及一种数据处理方法，具体涉及一种瞬态数据在车载嵌入式设备中长期记录的处理方法，属于数据处理。

背景技术：

1、随着现代武器装备复杂性、综合化、智能化程度的不断提高，为了以更经济有效的方式满足现代战争联合作战和网络中心战等新型作战模式对武器作战效能和敏捷、准确、经济的持续保障能力的需求，亟需从现行的事后维修、定期维修的粗放、规模型维修保障到主动维修、基于状态的预测性维修的集约、精确、敏捷型维修保障转型。利用装填在整车信息系统各处的传感器，采集信息系统关键部件的技术状态数据，由计算机利用人工智能技术对这些数据进行推理分析，实时地对关键部件的故障和剩余寿命进行预测，通过决策支持系统进行调度与管理，生成保障计划。

2、随着陆战模式和使命任务的变化以及信息技术的发展，坦克装甲车辆信息系统的功能越来越复杂，系统结构越来越综合，信号类型越来越多样。以装甲车辆重要的支撑系统——电气系统为例，涉及参数达几百个，如上百路配电的短路及过流、几十路模拟和开关量信息的采集、故障上报信息、诊断信息，以及车身控制异常、支撑系统各类故障导致的电气系统故障等等。在试验和装甲车辆研制中，需要随时便捷获取电气系统相关参数。电气系统作为装甲车辆大型的开环系统，和所有用电负载、信息网络、车身操控及逻辑功能密切相关，故障原因定位比其他分系统复杂的多。新的高电压配电体制涉及各种功率等级的作动器，构成更加复杂的同时对绝缘等安全提出了更高的要求。中医讲“上工治未病，不治已病”，类似地，未来装备保障必然由“治已病”向“治未病”发展，立足于故障早期发现，未病先防和既病防变。

3、can网络是获取坦克装甲车辆数据以及控制车辆的主要通道，通过获取can总线数据，利用数据存储技术在系统内部设计存储设备或器件完成信息的实时存储，在维护阶段通过数据导出技术导出存储的信息，并进行处理和分析。在部件级，嵌入式处理器一般为单片机、dsp、arm等芯片，数据存储通常使用板载的数据存储芯片完成，根据不同的存储格式、存储时间和频率，嵌入式处理器通过地址总线选定存储芯片的存储地址，通过数据总线向选定的存储地址写入数据。

4、在针对装甲车辆电气系统的便捷嵌入式数据存储设计中，面临一对矛盾问题：一方面，装甲车辆应用场景广泛，恶劣的服役环境既是造成装备性能退化甚至功能失效的重要诱因，还会造成装备故障表现出极大的复杂性和不确定性，如瞬态故障、间歇故障等，尤其在故障机理不明，缺乏足够的故障样本的情况下经常需要对实车数据进行长时间采样、存储记录，以便对整个性能退化过程进行分析，因此有长时间数据记录存储需求。以某装甲车辆为例，数据存储时间要求达到30天。另一方面，受系统单片机内部存储空间和控制模式的限制，所选板载flash记录容量最大只有512mpa，因此存在存储容量受限的问题。

5、通过对总线信息进行分类归纳，几百帧的信息包含数字量、模拟量、心跳数据、版本信息、故障诊断信息等，信号发送周期波特率有1s，500ms，200ms，100ms，部分数据如起动电流为20ms。另外，数据格式组织分散，信息数据长度不一，2～8个字节不等。如果按can总线标准8位格式记录，会导致存储空间大量浪费。在不改变存储格式的情况下，经核算，512mpa的存储容量智能存储所有信息数据24h，远远不能达到30天的存储记录指标要求。

技术实现思路

1、为解决有限存储容量下的长时间(数据存储时间要求达到30天)存储记录的问题，本发明提出一种用于长周期数据记录的瞬态数据处理方法，采用该处理方法对装甲车辆电气系统数据进行处理，不仅能够满足长时间记录的使用要求，且能够无影响或影响在允许范围内记录车辆状态的变化信息，用于后期的数据解析。

2、所述的用于长周期数据记录的瞬态数据处理方法，以一个8字节的标准帧数据段为标准存储单元；

3、存储数据时，存储模块包含时间字段和数据字段；

4、所述时间字段占用一个标准存储单元，用于记录数据采集时间；

5、所述数据字段占用一个标准存储单元，用于记录从can标准数据帧中提取的数据段。

6、作为本发明的一种优选方式：所述时间字段的8个字节由低到高分别为：年低、年高、月、日、时、分、秒和空位，所述年低和年高字节共同组成年份。

7、作为本发明的一种优选方式：所述数据字段中，对于不足4个字节的数据帧，采取合并处理的办法，将多个同类的数据帧合并，填满一个8字节的标准存储单元。

8、作为本发明的一种优选方式：用于存储所述数据字段的标准存储单元中，data0～data7为实际存入的数据，其余部分为注释内容，辅助说明对应标准存储单元存储数据所属数据帧名。

9、作为本发明的一种优选方式：当存储的数据为开关类数据时：

10、步骤1：can数据接收处理单元判断当前数据是否是为指定id位置的第一个数据，如果是，则记录指定id位置的第一个开关状态数据，然后进入步骤2；如果否，则直接进入步骤2；

11、步骤2：判断指定id位置的开关数据是否有变化，如果有变化，则进入步骤3；如果没有变化，则进入步骤4；

12、步骤3：将状态变化标志位置为“1”，然后指定id位置状态量取反；

13、步骤4：判断是否到1秒计时，如果没到，返回至步骤1；如果到了，写入1秒的常字串。

14、作为本发明的一种优选方式：当存储的数据为模拟量数据时：

15、所述模拟量数据中，针对不足4字节的数据帧，采取合并处理的办法，将两个数据帧组合成一个8字节的标准存储单元。

16、作为本发明的一种优选方式：当存储的数据为心跳数据时：

17、所述心跳数据为独立数据帧，只占1个字节；将8个心跳数据帧合并成一个8字节数据，占用一个8字节的标准存储单元。

18、作为本发明的一种优选方式：当存储的数据为工作时间时：

19、将4个工作时间数据帧合并成一个8字节数据，占用一个8字节的标准存储单元。

20、作为本发明的一种优选方式：当存储的数据为故障码数据时：

21、所述故障码数据采用独立存储格式，只有在故障发生时进行短期记录；

22、所述故障码数据：包括时间字段、故障代码字段和数据字段。

23、有益效果：

24、(1)本发明的数据处理方法针对can网络数据，采用紧凑型数据格式和优化的存储记录方法，极大的缩小了数据的存储空间，该方法具有通用属性。以某装甲车辆为例，优化后的数据存储占用容量为原总线数据存储容量的1/20，可以极大的延长单片机系统中总线监控数据的存储时间，非常适合于小型单片机系统嵌入式诊断系统的应用。

25、(2)数据字段中，对于不足4个字节的数据帧，采取合并处理的办法，将多个同类的数据帧合并，填满一个8字节的标准存储单元，能够大大的节省存储空间。

26、(3)本发明的数据处理方法中，设置时间字段，便于采集存储的数据实时的回放查找。

27、(4)本发明的数据处理方法中，故障码数据采用独立存储格式，只有在故障发生时进行短期记录，节约存储空间。

28、(5)某装甲车辆采用优化的存储记录方法，依据记录的数据能够准确判断整车电气系统异常状态，追溯定位瞬态故障，异常操作及系统异常状态，并可更新优化电气内部的诊断库，为装备后期维修保障提供基础。