CN102546340B

CN102546340B - 一种小型can总线网络组网的方法

Info

Publication number: CN102546340B
Application number: CN201210034238.7A
Authority: CN
Inventors: 王公堂; 于国栋; 许福运; 方圆
Original assignee: Shandong Normal University
Current assignee: Shandong Normal University
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2012-02-16
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2032-02-16
Also published as: CN102546340A

Abstract

本发明公开了一种能自行分配ID，实现CAN网络通讯的小型CAN总线网络组网的方法，主要针对网络节点数目较少的场合。它的步骤为：第一步，CAN网络中各个节点的ID均为初始值ID0，选定其中一个为起始的目标节点，然后在CAN网络上广播发送生成ID的命令；第二步，其他节点在接收到生成ID的命令后，开始随机生成一个整数作为自己的ID，各个节点生成自己的ID后，把ID0作为目标地址，将自己新ID发送出去；第三步，ID0节点将接收到的ID号码加上ID0组成一个ID表；第四步，ID0节点将生成的ID表发送给各个其他节点，至此，CAN网络ID分配完成。

Description

一种小型CAN总线网络组网的方法

技术领域

本发明涉及CAN总线技术领域，尤其涉及一种小型CAN总线网络组网的方法。

背景技术

CAN 即控制器局域网络，属于工业现场总线的范畴。与一般的通信总线相比,CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。由于其良好的性能及独特的设计，CAN总线越来越受到人们的重视。其应用范围目前已不再局限于汽车行业，而向自动控制、航空航天、航海、过程工业、机械工业、纺织机械、农用机械、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展。

一般在组成CAN网络时，需要先定义好CAN网络中每个节点的ID，这样使得CAN网络的建立需要大量的准备时间，需要有专业人员设置好每个节点的ID。对于一般的CAN网络，用户无法使自行完成CAN网络中ID的分配。

虽然现有的CAN组网的方法中，也可由网络分配ID，但多采用一个主机来管理和分配地址，各个节点需要依次连接到网络，在节点接入过程中容易在网络中引入干扰，组网复杂度较高，操作较不方便。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题而设计了一种能自行分配ID，实现CAN网络通讯的小型CAN总线网络组网的方法，主要针对网络节点数目较少的场合，本方法无需主机分配地址，各个节点在组网时都已经接入CAN总线网络，不需要依次连接到网络，算法简单，操作简单，在现有硬件条件下只需加入简单代码就可以实现本方法。

为实现上述目的，本发明采用如下方法：

一种小型CAN总线网络组网的方法，它的步骤为：

第一步，CAN网络中各个节点的ID均为初始值ID0，选定其中一个为起始的目标节点，然后在CAN网络上广播发送生成ID的命令；由于节点初始值均为ID0，所以CAN通讯模块可以批量生产，装配简单，无需像传统组网那样，需要提前设定好每个节点的ID。由于各个节点的CAN通讯模块并无差异，所以起始的目标节点可以按用户的需要选定，无任何限制，而现有的能自行分配ID的网络中，都采用一个专门用来管理和分配ID的节点，这个节点是唯一确定的，在实际安装网络中很不方便。

第二步，其他节点在接收到生成ID的命令后，开始随机生成一个整数作为自己的ID，各个节点生成自己的ID后，把ID0作为目标地址，将自己新ID发送出去；由于节点初始ID都为ID0，所以目标节点发送的生成ID的命令，各个节点在同一时间均可接收到，然后利用随机数函数生成自己的ID。较之用固定的管理节点来对依次接入网络的节点进行ID的分配，可以节约大量的时间，且通讯稳定性好，不会因节点的依次接入而引入干扰；算法简单可靠，直接调用现有的随机数函数即可。

第三步，ID0节点将接收到的ID号码加上ID0组成一个ID表；起始的目标节点暂时对网络中的ID进行管理，可以快速的判断出组网是否成功。固定的管理节点需要时时刻刻的对总线进行监听，这样不仅浪费资源，而且还大量占用总线时间，降低有效通讯。与采用固定的管理节点不同，起始的目标节点只是被动的接收各个节点发送来的数据，全部为有益通讯，总线利用率高，而且只是暂时管理ID表。

第四步，ID0节点将生成的ID表发送给各个其他节点，至此CAN网络ID分配完成。将完整的ID表发送给其他各个节点，从而取消了起始的目标节点的差异性，使网络中各个节点的地位均相同，使用固定的管理节点的网络，这一管理节点始终处于管理者的地位，其他节点均受到管理。

所述第三步中，如果各个节点随机生成的ID号均不一样，则ID表中含有N个不相同的ID号，则表示ID分配成功，进入第四步。

所述第三步中，如果生成的ID表中出现相同的ID，或者ID表中ID的数目少于N，ID0节点则按照当前的ID表重发生成ID的命令，跳至第二步继续进行。

本发明是针对小型的CAN网络提出的组网方法，具体说是针对节点数50以内的CAN网络的组网方法。它先将CAN网络中各节点的地址一致化，然后从中选择一个节点作为起始的目标节点，随即向CAN网络发布ID生成信息，除目标节点外的其余各节点都会自动生成一个地址，并向目标节点发送自己的地址，为防止冲突出现，只有当所有节点发布的自己地址不同时，组网才算成功，只要有任何两个或多个节点的地址出现相同，则本次组网失败，将重新进行组网操作。

本发明的有益效果是：

1）方法实现简单，从而降低了开发成本，只需加入简单的代码就可以实现本方法，无需任何的硬件改动。 2）本方法中最初各个节点的初始ID相同，各个节点的CAN通讯部分软硬件完全相同，所以适合于产量化的生产节点通讯器件。 3）组网操作简单，可由用户自行完成，用户只要连接好线路，即可完成整个网络的ID分配，使用方便。

附图说明

图1为本发明CAN网络示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作详细说明。

图1中，

第一步，先按附图所示连接好各个节点，各个节点的ID初始值均为ID0，且使用的为10位二进制ID。

第二步，选取一节点，例如节点3，输入CAN网络中节点总数N，开启ID分配功能。

第三步，节点3以ID0作为目标地址，在CAN网络中发送生成ID的命令。

第四步，CAN网络中其他节点接收到生成ID的命令后，开始随机生成一个10位二进制的正整数作为自己的ID，并将此ID发送给节点3。例如，节点1在接收到生成ID的命令后，节点1会随机生成一个10位二进制数，将此二进制数作为自己的ID，并将此ID发送给节点3。

第五步，节点3会在一定时间里接收各个节点发来的ID号，并生成ID表。超过此时间后，节点3开始开始计算ID表中不相同ID的数目n，如果n等于N，则表示网络中各个节点的ID都不相同，ID分配成功，进入第六步。否则，节点3将根据当前的ID表，向其他各个节点重发生成ID的命令，转至第四步继续进行。

第六步，节点3将ID表发送给其他各个节点。

关于此方法在CAN网络中适用范围的计算。

假设采用10位二进制ID，则可用ID为1024个，我们以1000个可用ID计算。

(CAN网络中节点总数N)-1	第一次ID分配成功的概率
		10	94.63%
20	80.94%
		30	62.51%
40	43.55%
		50	27.33%
60	15.44%
		70	7.84%

由表中可知，当采用10位二进制ID时，CAN网络节点总数在40个以内时，ID分配成功率较高，可以在短时间内完成ID分配。当节点总数大于50个时，ID分配成功率较低，要完成ID分配可能会需要较长时间。因此，此方法比较适用于CAN网络规模较小的场合，具体使用可参考上述表格。

Claims

1.一种小型CAN总线网络组网的方法，其特征是，它的步骤为：

第一步，CAN网络中各个节点的ID均为初始值ID0，选定其中一个为起始的目标节点，然后在CAN网络上广播发送生成ID的命令；

第二步，其他节点在接收到生成ID的命令后，开始随机生成一个整数作为自己的ID，各个节点生成自己的ID后，把ID0作为目标地址，将自己新ID发送出去；

第三步，ID0节点将接收到的ID号码加上ID0组成一个ID表；

如果各个节点随机生成的ID号均不一样，则ID表中含有N个不相同的ID号，则表示ID分配成功，进入第四步；

如果生成的ID表中出现相同的ID，或者ID表中ID的数目少于N，ID0节点则按照当前的ID表重发生成ID的命令，跳至第二步继续进行；

第四步，ID0节点将生成的ID表发送给各个其他节点，至此，CAN网络ID分配完成。