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HongKeTechnology
2026年6月30日
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HongKe
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【虹科方案】如何將數碼/模擬訊號映射至 CAN/CAN FD 報文？一步到位指南！
在汽車電子、工業自動化控制及智能設備等應用場景中，如何將溫度、壓力、電壓、速度等物理世界的「模擬訊號 (Analog Signals)」精準轉化為 CAN/CAN FD 總線上可傳輸的「數碼報文 (Digital Messages)」？這是眾多工程技術人員面臨的核心挑戰。
本期虹科技術答疑，我們將結合虹科數據採集 (DAQ) 模組方案，從底層原理到實操步驟進行深度拆解，為您提供可立即實踐的訊號映射指南。
01. 數據採集模組的核心作用
要實現物理訊號到 CAN/CAN FD 報文的映射，數據採集模組 (Data Acquisition Module) 是不可或缺的核心組件。
一套完整的數據採集系統通常由感應器 (Sensor)、訊號調理模組、數據採集卡（即數採模組）及上位機 (PC-based Host) 組成：
- 感應器：負責將物理量轉換為電訊號。
- 訊號調理模組：對電訊號進行放大、濾波及傳輸處理。
- 數據採集模組：將處理後的電訊號轉換為數碼形式，實現對電壓、電流、溫度、壓力、濕度及速度等數據的實時採集。
虹科數據採集模組方案
虹科方案不僅支持各類數據的獲取與實時分析，更可導入 DBC 文件進行訊號解析，通過可視化曲線直觀呈現數據動態，實現對物理量的精確監測與控制。該模組具備高精度、高採樣率、高穩定性及易擴展性等優勢，能應對複雜工業場景下的快速採集需求，有效提升生產效率並優化生產質量。
02. 轉換原理深度解析
簡單而言，物理訊號轉報文可通過以下三個標準化步驟建立傳輸規則：
- 量化 (Quantization)：將連續的電壓變化或開關狀態轉化為明確的數值。
- 封裝 (Encapsulation)：按照預定義的位元位置 (Start Bit)、長度 (Length) 及位元順序 (Big-endian / Little-endian)，將數值精準置入 CAN/CAN FD 數據幀（Data Frame）中。
- 標識與傳輸 (ID & Transmission)：為數據幀分配唯一的 CAN ID（決定總線優先級與訊號含義），並遵循 CAN/CAN FD 總線的電氣與時序規則進行發送。
這套流程為物理世界的連續變量建立了標準化的「數碼身份證」與「交通規則」，確保數據在數碼通訊網絡中能高效、準確地進行定址與傳輸。
03. 核心操作步驟指引
1. 配置波特率 (Baud Rate) 等相關屬性
本示例採用 CAN FD 協議進行配置。
2. 配置報文資訊
在 Services 欄目下選擇 Symbols，於新視窗的 Receive Symbols 處點擊右鍵（發送區操作相同）即可配置接收報文：
- 設置報文名稱與 Message ID。
- 選擇報文類型並設定數據長度 (DLC)。
- 超時時間 (Timeout) 通常預設為 0ms，可根據實際專案需求調整。
3. 配置訊號
在左側 Signals 欄目單擊 Add new Signal 建立新訊號，並於下方 Properties 欄目編輯訊號名稱 (Name) 與初始值 (Start-up)。
建立後的訊號將顯示在 Symbols 欄目中，點擊後可進一步配置關鍵參數：
- 數據類型：無符號 (Unsigned) / 有符號 (Signed) / 浮點數 (Float) 等。
- 起始位元 (Start Bit) 與 數據長度 (Length)。
- 數據格式：如 Intel (Little-endian)。
- 因子 (Factor/Multiplier) 與 偏移量 (Offset)。
配置參考示例：訊號名 HK_TEST_1，無符號類型，起始位元 16，長度 16 bits，Intel 格式，因子 0.0625，偏移量 0。
4. 檢查與刷寫
確認報文 ID、訊號位元定義、數據格式等配置無誤後，將配置刷寫 (Flash) 至數模模組。建議同時將配置文件儲存於電腦，以便後續複用或調整。
5. 成果展示
配置完成後，電壓、電流等物理訊號將成功映射至目標 CAN FD 報文（如示例中的 100h 幀）。透過 CAN 報文即可實時讀取物理量的動態數據變化。
本期小結
- 硬件為基：確保感應器與模組接線正確且供電穩定。
- 配置為核：在模組配套軟件中精確完成訊號映射與參數定義。
- DBC 為橋：利用 DBC 文件記錄發送端的「編碼規則」，保障接收端無損「解碼」，這是系統互操作性的關鍵。
- 測試為盾：在實際運行中驗證數據流的正確性與精度。
虹科數據採集模組正是基於上述核心原則開發的落地解決方案。它不僅保持了卓越的處理精度，還支持多種數據類型映射，完美適配不同行業的訊號需求。透過 DBC 文件實現各 ECU 的統一解析，從根源上解決了複雜系統中數據傳輸的可靠性問題，實現低成本、高效率的監測與分析流程。
虹科技術賦能
虹科提供涵蓋 CAN/CAN FD、LIN、汽車乙太網 (Automotive Ethernet) 及 TSN 等主流通訊協議的全方位技術服務與定制化培訓課程。
我們的培訓特色：
- 專業授課：由國內外行業技術專家及具備豐富專案經驗的資深工程師主講。
- 理論與實作結合：採用小班教學，強調實機操作。
- 國際接軌：與國外行業協會深度合作，提供前瞻技術視角。
- 靈活服務：支持在各地開設公開班或提供按需定制的上門服務。
無論您是汽車或工業自動化領域的技術專家，還是有定制化開發需求的企业，虹科均能提供專業的培訓與技術支援
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