CAN 之 DBC 文件解析（简单版）

什么是 DBC 文件

DBC 是Database Can的缩写，其代表的是CAN的数据库文件。简单地说，通过 CAN 总线通信的数据类型可以用 DBC 文件来读取和理解。一般通过 Vector CANdb++ 进行编辑和查看。

DBC 文件内容

当我们打开一份 DBC 文件时，左侧树形目录对应

• Networks：从网络的视角来观察总线上存在的节点、报文和信号
• ECUs：每个 ECU 的 Network Node 和 Environment Variables
  • Environment Variables：在使用 CANoe 仿真节点时会用到
  • Network nodes：从单个节点的视角来观察与节点相关的总线报文及信号
    • Tx Messages：节点发送报文
    • Rx Messages：节点接收报文
    • Mapped Tx Signals：节点发送信号
    • Mapped Rx Signals：节点接收信号
• Messages：CAN 总线上传输信息的最小单位
• Signals：Message 里最小的元素单位

值得一提的是，Messages 与 Signals 下包含的报文信号比 Network nodes 下的收发报文信号要多，并且有可能会包含实际没用到的报文信号，因为所有创建的报文信号都会在 Messages 与 Signals 下显示，但只有映射到节点的报文信号才会在 Network nodes 下显示。

因此我们主要看 Network nodes 下里的网络节点，网络节点分为多个类，如下图，分为 SDE、sensor2、sensor3 三个类节点。

当点开节点时，会看到类节点下的 TX 与 RX 下的多个 messages。

• ID：CAN message id，一般以16进制显示
• Name： CAN message name
• ID-Format：CAN 报文的类型（CAN Standard/CAN FD Standard）
• DLC：数据长度代码，CAN 报文中数据的长度

每个 message 又包含了多个 signals。

• Name：信号的名称
• Multiplexing：多路复用
• Startbit：信号的起始位
• Byte Order：信号的位计数，分为 Motorols（大端字节序）和 Intel（小端字节序）
• Value Type：数据类型
• Factor：信号的转换系数
• Offset：信号的转换偏移
• Minimum & Maximum：最小和最大的信号值
• Unit：信号中存在的物理数据的单位
• Comment：信号说明

其中 factor 因数 与 offse 偏移量 定义了 physical 物理值（如vehicle speed，engine speed,water temperature）与 raw 原始值（总线上传输的值）的线性转换规则。

physical_value = raw_value * factor + offset
raw_value = ( pysical_value - offset ) / factor

DBC 文件解析

这里使用 Python。首先安装 cantools 这个库文件，可以直接解析 dbc 文件。

pip3 install cantools

使用时，直接 import cantools 即可。

import cantools
dbc_file = "******"
dbc_info = cantools.db.load_file(dbc_file)    #创建一个dbc数据库对象

直接使用时，下述附代码，可直接复制使用。

import cantools

class DbcInfo:
    """
    用于读取dbc文件，返回dbc信息
    """
    def __init__(self, input_file):
        """
        init
        """
        self.dbc_file = input_file
        self.dbc_info = cantools.db.load_file(self.dbc_file)

    def get_message(self, frame_id):
        """
        return message，特别强调，frame_id输入10进制即可，同时必须是int型数据，不能是字符串
        """
        return self.dbc_info.get_message_by_frame_id(frame_id)   #直接返回message的所有信息

    def get_message_name(self, frame_id):
        """
        return message name
        """
        return self.dbc_info.get_message_by_frame_id(frame_id).name

    def get_message_name_by_message_id(self, frame_name):
        """
        return message id by message name
        """
        return self.dbc_info.get_message_by_name(frame_name).frame_id

    def get_signals_list(self, frame_id):
        """
        return signals list
        """
        return self.dbc_info.get_message_by_frame_id(frame_id).signal_tree    #这里返回的是message中signal的list，包含一个message中所有的signal

    def get_signal(self, frame_id, signal_name):
        """
        return signal, 输入message id和signal name
        """
        return self.dbc_info.get_message_by_frame_id(frame_id).get_signal_by_name(signal_name)

    def get_signal_config_maximum(self, frame_id, signal_name):
        """
        return signal maximum
        """
        return self.dbc_info.get_message_by_frame_id(frame_id).get_signal_by_name(signal_name).maximum

    def get_signal_config_minimum(self, frame_id, signal_name):
        """
        return signal minimum
        """
        return self.dbc_info.get_message_by_frame_id(frame_id).get_signal_by_name(signal_name).minimum

    def get_signal_config_scale(self, frame_id, signal_name):
        """
        return signal scale，这里指的是signal定义中其取值范围的间隔，
        比如从1到10，每个2取一个值，scale就是2
        """
        return self.dbc_info.get_message_by_frame_id(frame_id).get_signal_by_name(signal_name).scale

    def get_signal_config_comment(self, frame_id, signal_name):
        """
        return signal comment，signal说明
        """
        return self.dbc_info.get_message_by_frame_id(frame_id).get_signal_by_name(signal_name).comment

    def signal_config_value_description_to_num(self, frame_id, signal_name, value_str):
        """
        return signal value description
        这里需要特别说明下，有些signal取值不是正常的数值，而是文字描述，
        这个在定义中是个表，比如1：open, 2:close, 4:ignore，
        本函数的意思是当你取到这个字符串，比如close时，能够返回这个字符串在对应中的数字2，
        这在解析和保存以及后续发送中是很有用的。
        """
        return self.dbc_info.get_message_by_frame_id(frame_id).get_signal_by_name(signal_name).\
            choice_string_to_number(value_str)


if __name__ == '__main__':
    dbc_info = DbcInfo('D:test.dbc')
    #test，根据自己需求使用上述函数即可
    #frame_id输入10进制即可，同时必须是int型数据，不能是字符串
    print(dbc_info.get_message_name(520))

如果想进行 can 报文修改，需要注意的是，直接给的数据不一定符合要求，需要保证修改数值在 signal 的最大最小范围内，同时保证该值符合定义中的取值间隔，可采用下述函数进行 check，保证输入数值符合要求。

def check_value_meet_norms(self, frame_id, signal_name, value):
    """
    check value meet norms and return closest value based on scale factor
    检查输入是否符合规范，同时输出符合规范的最接近输入value值的value
    如果你要用脚本修改can报文，但是修改的值如果不符合要求，给入会报错，
    该函数保证修改值符合规范且接近用户期望值
    """
    max_value = self.get_signal_config_maximum(frame_id, signal_name)
    min_value = self.get_signal_config_minimum(frame_id, signal_name)
    scale_value = self.get_signal_config_scale(frame_id, signal_name)
    if value > max_value:
        if isinstance(scale_value, int):
            return int(max_value)
        return max_value
    elif value < min_value:
        if isinstance(scale_value, int):
            return int(max_value)
        return min_value
    else:
        num = round(value / scale_value)
        if isinstance(scale_value, int):
            return int(num * scale_value)
        return num * scale_value

参考

• cantools 官方包