[Matlab腳本]如何解析标準CAN封包

matlab版本：2016b

作業系統：win7

CAN卡：國産CAN卡

采集軟體：ECANTOOL

測試過程中需要現場采集CAN封包資料，并對資料進行解析；

資料的組成如下：

标準幀；

發送周期不一緻；

存在多種不同的封包；

不同封包資訊需要不同的解析方法

可對特定的資料進行繪圖處理

CAN封包的格式：

index	time	Name	ID	Type	Format	Len	Data
00003E5D	0.004.922	接收	252	DATA	STANDARD	8	06 00 06 00 00 00 00 00

首先，通過CAN卡軟體采集獲得的資料，儲存為文本，故需要先按照字元串的方式對資料進行讀取。

fileName = 'example.txt';
	fileID = fopen(fileName);
	Data_Input = textscan(fileID,'%s %s %s %s %s %s %s %s %s %s %s %s %s %s %s ');
           

讀取後将ID号，8個位元組的資料進行分組，對每組進行十六進制轉十進制操作，可以獲得轉換後的資料，且此時儲存的資料為十進制數值，将CAN封包資料拼接成完整的資料，并删除臨時資料

%封包的序号，暫時無用途
	CAN_Num = Data_Input{1, 1};
	%封包的時間，其計算方式為接收封包的間隔時間(相鄰的封包)
	CAN_Time = Data_Input{1, 2};
	%封包的ID号數值，用于分組ID号
	CAN_ID = Data_Input{1, 4};
	%CAN_ID可以通過hex2num()函數轉換成數組，索引的方式和元組有差別，需要注意
	%查找封包的ID号的種類，友善後續建立變量使用
	CAN_ID_Unique = unique(CAN_ID);
	%十六進制轉十進制
	CAN_DATA_0 = hex2dec(Data_Input{1,8});
	CAN_DATA_1 = hex2dec(Data_Input{1,9});
	CAN_DATA_2 = hex2dec(Data_Input{1,10});
	CAN_DATA_3 = hex2dec(Data_Input{1,11});
	CAN_DATA_4 = hex2dec(Data_Input{1,12});
	CAN_DATA_5 = hex2dec(Data_Input{1,13});
	CAN_DATA_6 = hex2dec(Data_Input{1,14});
	CAN_DATA_7 = hex2dec(Data_Input{1,15});
	%拼接數組
	CAN_DATA = [CAN_DATA_0 CAN_DATA_1 CAN_DATA_2 CAN_DATA_3 CAN_DATA_4 CAN_DATA_5 CAN_DATA_6 CAN_DATA_7  ];
           

首先根據ID号和ID号數組的成分，确認各ID建立數組的大小，對各個數組的大小進行初始化，此初始化的初始值為1，采用zeros()函數建立後加1獲得全為1的數組，因為數組的索引時從1開始的，需要記住

方法1：建立所有的ID号資料數組，查找CAN_ID,通過switch比對對應的ID号，并在對應的數組的後面添加新的元素

for i = 1:m
	 switch CAN_ID{i} %如果此處CAN_ID為數組，修改為CAN_ID(i)
	     case '150'
		     Data_150(end+1,:)=CAN_DATA(i,:);
		 case ...
		     ...
		 ...
		 otherwise 
	end
           

此方法的問題：在每個循環中都會改變資料數組的大小，操作時間長，并且拓展不友善，如果需要添加解析資料，需要修改多處。在解析樣本(100兆左右)時耗時23s左右

方法2：做法1中循環中動态修改數組的大小，耗時長，如果可以提前知道數組的最終大小，提前配置設定好存儲空間，操作改為索引的方式，可以節省時間，但是需要添加對應的counter用于計數，counter需要初始化為1

result_0=tabulate(CAN_ID);
	result=result_0(:,1);
	count=result_0(:,2);
	for i = 1:size(result)
		case '150'
		  DATA_150=zeros(8, count{i});
		  Counter_150=1;
		case '151'
		  ...
		...
		otherwise
	end 

	for i = 1:m
	 switch CAN_ID{i} %如果此處CAN_ID為數組，修改為CAN_ID(i)
	     case '150'
		     Data_150(Counter_150,:)=CAN_DATA(i,:);
		     Counter_150=Counter_150+1;
		 case ...
		     ...
		 ...
		 otherwise 
	end

           

方法2改進了無需動态配置設定，節省了時間，但仍存在擴充等問題，如需要解析新的封包仍需要多處修改。在解析樣本(100兆左右)時耗時14s左右

方法3：首先将CAN_ID進行了十六進制到十進制的轉換，獲得了CAN_ID的數組，建立ID号的計數器數組，并根據ID号和數量，建立對應ID号的數組；對輸入的ID号在ID數組中進行索引，讀取對應ID号的計數器數值，根據ID号，計數器數值将資料存放到指定的元組中

temp_size=size(CAN_ID_Unique);
	Counter=zeros(1,temp_size(1))+1;%ID号的計數器，初始化為1
	clear temp_size
	% DATA_TEMP=zeros(1);
	for i = 1:size(result)
		%根據不同ID,不同的大小進行初始化
	    DATA_TEMP{i}=zeros(8, count(i));
	end
	
	for i = 1:m
	  temp_ID=CAN_ID(i);
	  %查找輸入的ID号在ID數組中的索引号
	  index = find(temp_ID==CAN_ID_Unique);
	   %讀取對應ID号的計數器數值
	  index_1=Counter(index);
	  %将對應的資料存儲到對應ID号的指定計數器索引位置
	  DATA_TEMP{index}(index_1,:)=CAN_DATA(i,:);
	  %計數器自加1，自動偏移
	  Counter(index)= Counter(index)+1;
	end
           

此方法模糊了固定ID号，而采用的是ID數組和資料元組的方式進行存儲，如需要讀取相應的ID号資料則隻需要

index=find(hex2dec('190')==CAN_ID_Unique);
	DATA_190=DATA_TEMP{index};
           

就可以讀取對應的ID的資料值，後期可以将上述的操作簡化成一個函數，直接通過函數的調用，最終輸出一個ID數組和資料數組，通過ID數組可以進行索引。此方法在樣本解析過程中用時7s左右，确實比較高效

如各位有更好的解析方法，希望可以共同探讨，本文的作用在于分享思路，共同進步。