緣起

在新能源車輛的開發和維護中，經常需要對CAN總線數據進行分析。CANOE等總線軟件雖然方便，但功能有限，難以滿足數據分析的要求。Matlab的Vehicle Network Toolbox可以方便的進行數據解析和分析，它是閉源且收費的。因此，使用Python解析CAN總線并進行分析就十分必要。

Python的CAN總線庫

Python處理CAN總線的庫主要有python-can和cantools。這里我的CAN總線數據保存為asc格式，database保存為dbc格式。

from can import ASCReader
from cantools.database import load_file# 我的數據
asc_path = 'xx.asc'
dbc_path = 'xx.dbc'# 讀取dbc文件
database = load_file(dbc_path) # 變量database的數據類型cantools.db.can.database.Database
'''
cantools.database.load_file(filename: StringPathLike,database_format: Optional[str] = None,encoding: Optional[str] = None,frame_id_mask: Optional[int] = None,prune_choices: bool = False,strict: bool = True,cache_dir: Optional[str] = None,sort_signals: utils.type_sort_signals = utils.sort_signals_by_start_bit,) -> Union[can.Database, diagnostics.Database]:
可以讀取以下5種不同類型的Database文件：+-----------+-----------------+| Extension | Database format |+===========+=================+| .arxml    | ``'arxml'``     |+-----------+-----------------+| .dbc      | ``'dbc'``       |+-----------+-----------------+| .kcd      | ``'kcd'``       |+-----------+-----------------+| .sym      | ``'sym'``       |+-----------+-----------------+| .cdd      | ``'cdd'``       |+-----------+-----------------+| <unknown> | ``None``        |+-----------+-----------------+
要注意它們默認的編碼格式是不同的，當然你也可以指定編碼格式：+-----------------+-------------------+| Database format | Default encoding  |+=================+===================+| ``'arxml'``     | ``'utf-8'``       |+-----------------+-------------------+| ``'dbc'``       | ``'cp1252'``      |+-----------------+-------------------+| ``'kcd'``       | ``'utf-8'``       |+-----------------+-------------------+| ``'sym'``       | ``'cp1252'``      |+-----------------+-------------------+| ``'cdd'``       | ``'utf-8'``       |+-----------------+-------------------+| ``None``        | ``'utf-8'``       |+-----------------+-------------------+與之效果相同的讀取方法：
第一種：cantools.db.can.database.add_dbc_file(filename: StringPathLike,encoding: str = 'cp1252') -> None:>>> db = cantools.database.Database()>>> db.add_dbc_file('foo.dbc')第二種：cantools.db.can.database.add_dbc_string(string: str) -> None:>>> db = cantools.database.Database()>>> with open ('foo.dbc', 'r') as fin:...     db.add_dbc_string(fin.read())值得注意的是，以上兩種方法可以在原有database上增加，如：>>> db = cantools.database.Database()>>> db.add_dbc_file('foo1.dbc')>>> db.add_dbc_file('foo2.dbc')
這里的db就包含了'foo1.dbc'和'foo2.dbc'兩個dbc文件的信息。
如果兩個dbc有ID相同的報文，則后面添加的dbc會覆蓋前面id相同的報文。
'''# 讀取asc文件
asc = ASCReader(asc_path) # 注意asc是一個迭代器
'''
can.ASCReader類
ASC日志文件中CAN消息的迭代器。元數據（comments，總線統計、J1939傳輸協議消息）被忽略。
接收參數：
file: Union[StringPathLike, TextIO]
base: str = "hex"
relative_timestamp: bool = True
'''
# 使用DBC逐行解析報文
for msg in asc:msg_id = msg.arbitration_id # 獲取這幀報文的idmsg_data = msg.data # 獲取這幀報文的原始數據message = dbc.decode_message(msg_id,msg_data) # 將報文的id和原始數據傳入dbc進行解析，獲得真實數據print(message)

cantools.db.can.database.Database包含CAN網絡的所有報文、信號和定義，是我們經常會用到的一個類。

cantools.db.can.database.Database常用的類屬性有messages，nodes和buses，分別返回所有報文的list，所有節點的list和所有總線的list。如果想查看某個報文，則可以使用.get_message_by_frame_id()或.get_message_by_name()

>>> dbc_path = 'xx.dbc'
>>> db = cantools.database.load_file(dbc_path)
>>> db.messages
[message('msg1', 0x18ffffff, True, 8, None), message('smg2', 0x18000000, True, 8, None)]# 通過id檢索
>>> db.get_message_by_frame_id(0x18ffffff)
message('msg1', 0x18ffffff, True, 8, None)# 通過名稱檢索
>>> db.get_message_by_name('msg1')
message('msg1', 0x18ffffff, True, 8, None)

參考：

Python-can 4.3.0 documentation

cantools 39.4.1.dev1+gcb2c7cf documentation