CN111711550A - 一种车载can网络消息的共享id序列方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车载CAN网络消息的共享ID序列方法，在车载CAN网络通信中，CAN协议根据消息的优先级竞争总线的机制，使得多个消息在同一时刻发送时，会造成消息接收的不确定和低优先级消息排队等待时间过长。本发明提供一种共享ID序列方法，使得CAN网络节点消息能按照预设好的ID序列发送，并且当节点消息在传输过程出错，不能按时发送给接收节点时，会按照设置的阈值来删除它，以提高通信网络的实时性和稳定性。

Description

一种车载CAN网络消息的共享ID序列方法
技术领域
本发明涉及汽车制造领域，具体是一种车载CAN网络消息的共享ID序列方法。
背景技术
CAN总线是由博世公司开发出的一种串行总线，由于该总线有较高的可靠性和较低的价格优势，使其成为目前汽车上应用最多的总线。然而在车载CAN总线的通信中，由于协议自身仲裁机制的原因，会使得消息接收是不确定的及低优先级消息的等待时延过长，严重影响了通信的稳定性和实时性。针对此问题，国外研究人员提出了TTCAN协议，此协议采用时分复用的原理来离线分配好各种消息的时间窗，达到有序发送消息的目的，增强了消息的实时性。但此方法的缺陷是无法和CAN节点设备很好的兼容，并且如果要新增消息的话，不得不重新离线设计时间窗，灵活性太差。国外研究人员还提出了共享时钟方法，该方法是通过在软件层面上实现时间触发的CAN通信，但主节点需频繁的发送时标消息来对从节点时钟同步，对时标消息的抗干扰性要求很高并且额外增加了通信成本。
国内研究人员提出的动态ID序列的方法虽然能增强消息的确定性，但是此方法需要每个节点接收总线上的全部消息，这对节点中CPU的负担是很大的。因此，需要一种更优的CAN消息发送方法来增强在CAN通信网络的稳定性和实时性。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供一种车载CAN网络消息的共享ID序列方法，以增强CAN网络的稳定性，本发明所用的技术方案为：
一种车载CAN网络消息的共享ID序列方法，具体包括以下步骤：
S1.主节点控制器ID序列的预设与出错阈值的设置；
S2.主节点控制器把ID序列发给各从节点控制器，各从节点控制器根据得到的ID序列发送消息；
S3.从节点控制器消息发送条件的判断；
S4.从节点控制器发送消息的出错次数达到阈值，主节点控制器检索并删除出错的ID，随后重新排列ID序列。
步骤S1中所述主节点控制器ID序列的预设，其排列方法具体为：所有消息的ID序列按照优先级大小从左至右升序排列。
步骤S3中所述从节点控制器消息发送条件的判断，其内容具体为：
从节点控制器判断接收的消息是否为本节点下一个需要发送的消息，如果是，则继续判断是否到了本节点消息的发送周期，如果这两个条件都满足，则本节点发送该消息，否则不发送该消息。
步骤S4中所述从节点控制器发送消息的出错次数达到阈值，主节点控制器检索并删除出错的ID，随后重新排列ID序列；其具体过程为：
从节点控制器发送消息给接收节点控制器的同时，也把该消息发送给主节点控制器，如果主节点控制器在下一个发送周期前没收到该消息，则主节点控制器判断该消息数据包丢失，相应接收节点控制器的消息数据包同样丢失，主节点控制器报错计数，并记录该出错消息的ID；
根据消息的重要程度，在主节点控制器中设置不同消息出错的阈值，当有消息的出错次数达到其对应的阈值时，主节点控制器检索出相应出错的消息ID进行删除，并重新排列ID序列。
本发明的有益效果在于：
本发明提供了一种车载CAN网络消息的共享ID序列方法，该方法能使CAN网络节点消息能按照预设好的ID序列发送，并且当节点消息在传输过程出错，不能按时发送给接收节点时，会按照设置的阈值来删除它，提高通信网络的实时性和稳定性。
附图说明
图1为本发明一种车载CAN网络消息的共享ID序列方法的流程图；
图2为本发明一种车载CAN网络消息的共享ID序列方法的从节点消息通信示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
一种车载CAN网络消息的共享ID序列方法，具体包括以下步骤：
S1.主节点控制器ID序列的预设与出错阈值的设置；
S2.主节点控制器把ID序列发给各从节点控制器，各从节点控制器根据得到的ID序列发送消息；
S3.从节点控制器消息发送条件的判断；
S4.从节点控制器发送消息的出错次数达到阈值，主节点控制器检索并删除出错的ID，随后重新排列ID序列。
步骤S1中所述主节点控制器ID序列的预设，其排列方法具体为：所有消息的ID序列按照优先级大小从左至右升序排列。
步骤S3中所述从节点控制器消息发送条件的判断，其内容具体为：
从节点控制器判断接收的消息是否为本节点下一个需要发送的消息，如果是，则继续判断是否到了本节点消息的发送周期，如果这两个条件都满足，则本节点发送该消息，否则不发送该消息。
步骤S4中所述从节点控制器发送消息的出错次数达到阈值，主节点控制器检索并删除出错的ID，随后重新排列ID序列；其具体过程为：
从节点控制器发送消息给接收节点控制器的同时，也把该消息发送给主节点控制器，如果主节点控制器在下一个发送周期前没收到该消息，则主节点控制器判断该消息数据包丢失，相应接收节点控制器的消息数据包同样丢失，主节点控制器报错计数，并记录该出错消息的ID；
根据消息的重要程度，在主节点控制器中设置不同消息出错的阈值，当有消息的出错次数达到其对应的阈值时，主节点控制器检索出相应出错的消息ID进行删除，并重新排列ID序列。
实施例：参见图1-2。
假设有A、B、C、D、E、F节点，接收节点和主节点。A~F节点分别有消息m1~m6，主节点中有预设好的ID序列，m1的优先级最高， m1~m6的优先级依次降低，A、B节点消息的发送周期为10ms，C、D节点消息的发送周期为20ms，E、F节点消息的发送周期为30ms。消息m4的错误阈值设为2，消息m6的错误阈值设为1。各节点消息通信如图2所示。
根据图1 所示的共享ID序列方法流程图，主节点在0时刻把预设好的ID序列发送给A、B、C、D、E、F节点，经过一段时间后，由于A节点消息m1的优先级最高，因此在t1时刻发送消息m1给接收节点和主节点，等总线空闲后，B节点消息m2优先级是剩下消息中最高的，获得总线访问权，发送消息m2，以此类推，C节点发送消息m3，D节点发送消息m4，E节点发送消息m5，F节点发送消息m6。
在10ms时刻，是消息m1、m2的发送周期，A、B节点分别发送消息m1、m2给接收节点和主节点，在t2时刻发送完毕。
到了20ms时刻，是消息m3、m4的发送周期，A、B、C、D节点分别发送消息m1、m2、m3、m4给接收节点和主节点，然而在t3时刻，消息m4被电磁干扰或者其他原因造成数据丢失，主节点没有收到D节点发送的消息m4，主节点报错计数，并记录此时消息的ID，由于消息m4的错误阈值为2，所以要看下个周期主节点是否接到该消息，来判断是否要删除此消息的ID。
到了30ms时刻，是消息m1、m2、m5、m6的发送周期，A、B、E、F节点分别发送消息m1、m2、m5、m6给接收节点和主节点。然而在t4时刻，主节点没收到消息m6，主节点报错计数并记录消息m6的ID，由于消息m6的阈值为1，主节点此时在ID序列中检索出消息m6的ID并删除它，重新排列ID序列后，发送个各个从节点A、B、C、D、E、F。
到了40ms时刻，是消息m1、m2、m3、m4的发送周期，A、B、C、D节点分别发送消息m1、m2、m3、m4给接收节点和主节点。在t5时刻，主节点收到了D节点发的消息m4，因此不删除此消息的ID。
到了50ms时刻，是消息m1、m2的发送周期，A、B节点分别发送消息m1、m2给接收节点和主节点。
到了60ms时刻，是消息m1、m2、m3、m4、m5、m6的发送周期，A、B、C、D、E、F节点分别发送消息m1、m2、m3、m4、m5、m6给接收节点和主节点。由于消息m6已被删除，F节点也没其他消息发送，故F节点不发送消息。
显然，后面通信过程只周期性的发送消息m1、m2、m3、m4、m5。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种车载CAN网络消息的共享ID序列方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1.主节点控制器ID序列的预设与出错阈值的设置；
S2.主节点控制器把ID序列发给各从节点控制器，各从节点控制器根据得到的ID序列发送消息；
S3.从节点控制器消息发送条件的判断；
S4.从节点控制器发送消息的出错次数达到阈值，主节点控制器检索并删除出错的ID，随后重新排列ID序列。
2.根据权利要求1中所述的一种车载CAN网络消息的共享ID序列方法，其特征在于，步骤S1中所述主节点控制器ID序列的预设，其排列方法具体为：所有消息的ID序列按照优先级大小从左至右升序排列。
3.根据权利要求1中所述的一种车载CAN网络消息的共享ID序列方法，其特征在于，步骤S3中所述从节点控制器消息发送条件的判断，其内容具体为：
从节点控制器判断接收的消息是否为本节点下一个需要发送的消息，如果是，则继续判断是否到了本节点消息的发送周期，如果这两个条件都满足，则本节点发送该消息，否则不发送该消息。
4.根据权利要求1中所述的一种车载CAN网络消息的共享ID序列方法，其特征在于，步骤S4中所述从节点控制器发送消息的出错次数达到阈值，主节点控制器检索并删除出错的ID，随后重新排列ID序列；其具体过程为：
从节点控制器发送消息给接收节点控制器的同时，也把该消息发送给主节点控制器，如果主节点控制器在下一个发送周期前没收到该消息，则主节点控制器判断该消息数据包丢失，相应接收节点控制器的消息数据包同样丢失，主节点控制器报错计数，并记录该出错消息的ID；
根据消息的重要程度，在主节点控制器中设置不同消息出错的阈值，当有消息的出错次数达到其对应的阈值时，主节点控制器检索出相应出错的消息ID进行删除，并重新排列ID序列。
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