CN105071957B - Can总线故障诊断方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种CAN总线故障诊断方法及系统。该CAN总线故障诊断方法包括：步骤A：发出控制命令，终止当前CAN总线数据通信；步骤B：输出预定电流至CAN总线电路；步骤C：采集所述CAN总线电路中终端电阻两端的电压值；步骤D：在所述电压值大于第一预设阈值或第二预设阈值时确定所述终端电阻的连接电路发生了异常。本发明能实现对终端电阻故障的自动诊断。

Description

CAN总线故障诊断方法及系统
技术领域
本发明涉及CAN总线领域，特别涉及一种CAN总线故障诊断方法及系统。
背景技术
在控制器系统的运行中，常常会遇到因为通信故障造成系统运行出错。在 CAN总线通信中，通常因为终端电阻的问题或者总线负载率高等问题造成通信异常。如图1所示，在正常的CAN总线连接中，在CAN总线的终端分别连接一个120欧姆左右的电阻，用于消除在总线电缆中的信号反射。CAN总线中接入的电阻过多(多于2个)，或者过少(少于2个)，或者不接都将造成CAN总线无法正常通信。
然而在通常的CAN通信设备中，没有针对通信故障的诊断功能，因而造成一旦出现故障，分析和处理的难度大，必须由专业的技术人员到场解决。
因此，如何在CAN总线电路结构中实现通信故障的诊断功能，是亟待解决的技术难题。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提供一种CAN总线故障诊断方法及系统，实现对终端电阻故障的自动诊断。
具体地，该CAN总线故障诊断方法包括：步骤A：发出控制命令，终止当前CAN总线数据通信；步骤B：输出预定电流至CAN总线电路；步骤C：采集所述CAN总线电路中终端电阻两端的电压值；步骤D：在所述电压值大于第一预设阈值或小于第二预设阈值时确定所述终端电阻的连接电路发生了异常；所述步骤D包括：在所述电压值大于第一预设阈值时，确定所述终端电阻的连接电路发生了断路或者所述终端电阻的接入数量少于2个；在所述电压值小于第二预设阈值时，确定所述终端电阻的连接电路发生了短路或者所终端电阻的接入数量大于2个。
进一步地，在所述步骤D之后还包括：步骤E：进行报警操作。
进一步地，所述预定电流的电流值为20mA；所述第一预设述终端阈值为 1.2V加上预设偏移量，所述第二预设阈值为1.2V减去预设偏移量。
具体地，该CAN总线故障诊断系统包括：CAN主节点及CAN从节点；所述CAN主节点及CAN从节点通过CAN总线连接；所述CAN主节点包括：用于发送启动数据通信命令的控制单元，所述启动数据通信命令用于指示所述 CAN从节点发送数据；用于对所述CAN总线中终端电阻的大小进行检测的检测电路；用于在所述检测电路检测得到的电压值大于第一预设阈值或小于第二预设阈值时进行报警的报警电路，所述报警电路与所述检测电路信号连接。
进一步地，所述检测电路包括：用于为所述终端电阻提供预设电流的电流源；以及用于检测所述终端电阻两端之间电压差值的电压测量单元；所述电流源与所述电压测量单元连接。
进一步地，所述的CAN总线故障诊断系统还包括：第一开关单元及第二开关单元，所述电流源与所述终端电阻并联，所述第一开关单元及第二开关单元分别设置在所述电流源与所述终端电阻的两端的并联支路上。
进一步地，所述电压测量单元为AI模拟量采集端口。
进一步地，所述第一开关单元及第二开关单元为电控开关。
本发明在进行终端电阻检测时，终止当前CAN总线数据通信，通过对CAN 总线终端电阻两端电压的大小检测实现对终端电阻的异常诊断，从而实现对终端电阻故障的自动诊断。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为现有CAN总线结构中终端电阻的正确连接示意图；
图2为本发明实施例提供的一种CAN总线故障诊断方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的CAN总线故障诊断系统的连接示意图；
图4为图3所示CAN主节点中检测电路的结构图，为方便理解，图中还示出了检测电路连接的终端电阻。
具体实施方式
应当指出，本部分中对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对本发明的保护范围有任何限制作用。此外，在不冲突的情形下，本部分中的实施例以及实施例中的特征可以相互组合。
请参考图2，下面将附图对本发明实施例的CAN总线故障诊断方法作详细说明。
如图2所示，该实施例的CAN总线故障诊断方法可以包括如下步骤：
S11：CAN主节点发出控制命令，终止当前CAN总线数据通信；
S12：CAN主节点中电流源输出预定电流至CAN总线电路；
S13：CAN主节点中的电压测量单元采集所述CAN总线电路中的终端电阻两端的电压值；
S14：诊断终端电阻的连接电路是否发生了异常，具体的诊断手段为：比较所述电压值与第一预设阈值或/和第二预设阈值的大小关系，并在所述电压值大于第一预设阈值或小于第二预设阈值时确定所述终端电阻的连接电路发生了异常；
具体地，所述S14可以包括：
在所述电压值大于第一预设阈值时，确定所述终端电阻的连接电路发生了断路或者所述终端电阻的接入数量少于2个；
在所述电压值小于第二预设阈值时，确定所述终端电阻的连接电路发生了短路或者所终端电阻的接入数量大于2个。
所述预定电流的电流值可以根据需要设置，如为20mA；所述第一预设述终端阈值为1.2V加上预设偏移量(一个较小的用于消除误差的量)，所述第二预设阈值为1.2V减去预设偏移量。
S15：报警单元进行报警操作。
本实施例通过为诊断CAN总线终端电阻的正常连接，在CAN总线网络中设置一个为主节点，总线其他的从节点受主节点命令控制，进行数据收发：在 CAN主节点内部集成的检测电路进行终端电阻检测时，CAN主节点通过命令，终止当前CAN总线数据通信。CAN主节点中的电压测量单元，可以对CAN总线终端电阻大小进行检测，并在异常时进行报警操作。
请同时参考图3及图4，下面将附图对本发明实施例的CAN总线故障诊断系统详细说明。
如图3所示，该实施例的CAN总线故障诊断系统可以包括：CAN主节点及多个CAN从节点；所述CAN主节点及CAN从节点通过CAN总线连接；所述CAN主节点包括：用于发送启动数据通信命令的控制单元(图中未示出)，所述启动数据通信命令用于指示所述CAN从节点发送数据；用于对所述CAN总线中终端电阻的大小进行检测的检测电路。
具体地，如图4所示，所述检测电路可以包括：用于为所述终端电阻提供预设电流的电流源；以及用于检测所述终端电阻两端之间电压差值的电压测量单元；所述电流源与所述电压测量单元连接。所述电压测量单元可以为AI模拟量采集端口。
优选地，所述的CAN总线故障诊断系统还包括：第一开关单元及第二开关单元，所述电流源与所述终端电阻并联，所述第一开关单元及第二开关单元分别设置在所述电流源与所述终端电阻的两端的并联支路上。具体地，所述第一开关单元及第二开关单元为电控开关。通过设置第一开关单元与第二开关单元可以实现CAN总线数据通信与CAN总线故障诊断系统互不影响。
优选地，所述的CAN总线故障诊断系统还包括：用于在所述检测电路检测得到的电压值大于第一预设阈值或小于第二预设阈值时进行报警的报警电路 (图中未示出)，所述报警电路与所述检测电路信号连接。
上述CAN总线故障诊断系统的工作原理简述如下：在CAN主节点内部集成的检测电路进行终端电阻检测时，CAN主节点通过命令，终止当前CAN总线数据通信，此时，通过控制将开关K1、K2闭合，电流源输出20mA电流，通过AI模拟量采集端口可以采集到电流通过终端电阻后的电压值；在正常CAN 总线通信过程中，K1、K2处于断开状态。一般而言，在正常连接中，CAN总线2个终端电阻并联电阻值为60欧姆左右。因此，通过AI端口采集到的电压值U在1.2V左右。为了正确的判断终端电阻正常连接，可以设置一个偏移量△U。当1.2V-△U≤U≤1.2V+△U：表示终端电阻连接正常；当U＜1.2V-△U：表示终端电阻发生短路或者接入大于2个的终端电阻。当U＞1.2V+△U：表示终端电阻发生了断路或者终端电阻接入少于2个。其中，后面2种情况为终端电阻异常的情况，将及时进行报警。
本实施例的CAN总线故障诊断系统为诊断CAN总线终端电阻的正常连接，在CAN总线网络中设置一个为主节点，总线其他的从节点受主节点命令控制，进行数据收发，在系统上电阶段，CAN主节点不发送启动数据通信命令，其他从节点不发送数据。此时，CAN总线上没有CAN总线数据。在CAN主节点中集成了检测电路，可以对CAN总线终端电阻大小进行检测，并在异常时进行报警操作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种CAN总线故障诊断方法，其特征在于，包括：
步骤A：发出控制命令，终止当前CAN总线数据通信；
步骤B：输出预定电流至CAN总线电路；
步骤C：采集所述CAN总线电路中终端电阻两端的电压值；
步骤D：在所述电压值大于第一预设阈值或小于第二预设阈值时确定所述终端电阻的连接电路发生了异常；
所述步骤D包括：
在所述电压值大于第一预设阈值时，确定所述终端电阻的连接电路发生了断路或者所述终端电阻的接入数量少于2个；
在所述电压值小于第二预设阈值时，确定所述终端电阻的连接电路发生了短路或者所终端电阻的接入数量大于2个。
2.如权利要求1所述的CAN总线故障诊断方法，其特征在于，在所述步骤D之后还包括：
步骤E：进行报警操作。
3.如权利要求2所述的CAN总线故障诊断方法，其特征在于，所述预定电流的电流值为20mA；所述第一预设述终端阈值为1.2V加上预设偏移量，所述第二预设阈值为1.2V减去预设偏移量。
4.一种CAN总线故障诊断系统，其特征在于，包括：CAN主节点及CAN从节点；所述CAN主节点及CAN从节点通过CAN总线连接；所述CAN主节点包括：
用于发送启动数据通信命令的控制单元，所述启动数据通信命令用于指示所述CAN从节点发送数据；
用于对所述CAN总线中终端电阻的大小进行检测的检测电路；
用于在所述检测电路检测得到的电压值大于第一预设阈值或小于第二预设阈值时进行报警的报警电路，所述报警电路与所述检测电路信号连接；
所述检测电路包括：用于为所述终端电阻提供预设电流的电流源；以及用于检测所述终端电阻两端之间电压差值的电压测量单元；所述电流源与所述电压测量单元连接。
5.如权利要求4所述的CAN总线故障诊断系统，其特征在于，还包括：第一开关单元及第二开关单元，所述电流源与所述终端电阻并联，所述第一开关单元及第二开关单元分别设置在所述电流源与所述终端电阻的两端的并联支路上。
6.如权利要求5所述的CAN总线故障诊断系统，其特征在于，所述电压测量单元为AI模拟量采集端口。
7.如权利要求6所述的CAN总线故障诊断系统，其特征在于，所述第一开关单元及第二开关单元为电控开关。
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