CN112346329A - 一种rs422双总线系统冗余管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种RS422双总线系统冗余管理方法，所采用的RS422双总线系统，包括两个控制器和两条RS422总线线缆，方法包括形成通讯报文；发送通讯报文；接收通讯报文；数据校验；判断是否进行完整性检查和冗余管理；微处理器对两路通讯通道接收到的数据均进行数据完整性检查；数据冗余管理按照“先有效先赢”的方式，选择采用最新收到的一路通讯通道的数据的步骤。通过本发明RS422双总线系统冗余管理方法，可提高系统的容错能力、可靠性、实时性。
Description
技术领域
本发明涉及一种RS422双总线系统冗余管理方法，属于RS422双总线技术领域。具体涉及一种RS422双总线系统及冗余管理方法。
背景技术
基于总线网络的控制系统中，总线网络的容错能力及可靠性是控制系统可靠的关键因素。国内外因此开展了许多的研究，其中余度设计为提高总线网络可靠性的重要方法。在最初网络搭建时，通常采用1553B总线、AFDX总线等物理层具有双余度的总线，但是此类总线要求的处理器复杂度高，成本高。
传统RS422为单余度总线，为了实现总线可靠性，多采用双余度的总线，但是并无完善的冗余管理方法，仅依靠冗余设计提升总线可靠性提升的程度有限。
发明内容
本发明的目的是，为了克服现有技术的不足，提供一种兼顾可靠性、实时性的RS422双总线系统冗余管理方法。
本发明技术方案：
一种RS422双总线系统冗余管理方法，所采用的RS422双总线系统，包括两个控制器和两条RS422总线线缆，每个控制器包括一个微处理器和两路RS422通讯电路；控制器1、控制器2均周期性发送信息；
其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1)控制器1和控制器2准备好待发送的数据，并计算要填充的序列号SN值，将组织好的数据形成通讯报文；
2)微处理器定时控制两路通讯通道的发送端同时发送通讯报文；
3)两路通讯通道的接收端接收通讯报文；
4)两个微处理器对两路数据分别进行数据校验，若数据校验合格，则进行步骤5)-7)，否则直接丢弃本次接收的通讯报文，返回步骤1)重新执行；
5)两个微处理器根据接收到的SN值判断是否进行完整性检查和冗余管理：
6)微处理器对两路通讯通道接收到的数据均进行数据完整性检查，若接收到的数据SN在[PSN+1,PSN+2]之间，则数据完整性检查成功，其中PSN为上一次接收到的数据的SN；
7)数据冗余管理按照“先有效先赢”的方式，选择采用最新收到的一路通讯通道的数据，另外一路通讯通道的通讯报文直接丢弃。
其特征在于，发送的通讯报文内容依次包含：报头、SN、故障信息、数据信息、报尾。
其特征在于，控制器1的微处理器控制控制器1的RS422通讯电路1和RS422通讯电路2，控制器1的RS422通讯电路1通过A总线与控制器2的RS422通讯电路1相连，构成第一路通讯通道，控制器1的RS422通讯电路2通过B总线与控制器2的RS422通讯电路2相连，构成第二路通讯通道；控制器2的微处理器控制控制器2的RS422通讯电路1和RS422通讯电路2；总线A、总线B均包含发送线路和接收线路。
其特征在于，所述通讯报文中的报头、数据信息、报尾根据具体系统要求制定；报文中的故障信息为数据校验和数据完整性检查故障位，故障时为1，否则为0。
其特征在于，报文中的SN初始值为0，每发送一帧数据，SN+1，当SN计数到255时，重新从1开始计数。
其特征在于，步骤4)中所述数据校验，根据通讯协议中需校验的数据，对通讯报文的报头、报尾进行校验。
其特征在于，所述步骤5)中，若如果本次接收的数据的SN＝0，或者SN与上次接收到的SN相差超过规定范围，则无需进行完整性检查和冗余管理，直接接收数据。
其特征在于，所述步骤5)中，若SN与上次接收到的SN相差在规定范围内，依次进入步骤6)和7)进行完整性检查和冗余管理。
发明的有益效果：
通过本发明RS422双总线系统冗余管理方法，可提高系统的容错能力、可靠性、实时性。
附图说明
图1是本发明的RS422双总线系统的网络设计
图2是本发明的通讯报文
图3是本发明RS422双总线系统冗余管理方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的连接结构进行详细说明。
图1是本发明的网络设计。RS422双总线系统的网络设计包括两条总线线缆，每个节点包括一个微处理器和2路RS422通信电路。控制器1的微处理器控制控制器1的RS422通讯电路1和RS422通讯电路2，控制器1的RS422通讯电路1通过A总线与控制器2的RS422通讯电路1相连，控制器1的RS422通讯电路2通过B总线与控制器2的RS422通讯电路2相连。控制器2的微处理器控制控制器2的RS422通讯电路1和RS422通讯电路2。总线A、总线B均包含2条线路，A总线-1，B总线-1为控制器1发送到控制器2的总线，A总线-2，B总线-2为控制器2发送到控制器1的总线。
控制器1、控制器2均为周期性发送信息，如图2所示发送的通讯报文内容包括：报头、SN、故障信息、数据信息、报尾。报文中的报头、数据信息、报尾根据具体系统要求制定。报文中的SN初始值为0，每发送一帧数据，SN+1，当SN计数到255时，重新从1开始计数。报文中的故障信息为数据校验和数据完整性检查故障位，故障时为1，否则为0。
图3是本发明RS422双总线系统冗余管理方法流程，控制器1和控制器2准备好待发送的数据，并计算要填充的序列号SN值，将组织好的数据形成通讯报文。
控制器1、控制器2发送数据的方法如下：控制器准备好发送数据，并计算要填充的序列号值(SN)，将组织好的数据放到相应的发送缓冲区中，定时控制2路RS422通信电路同时发送。
控制器1、控制器2接收数据的方法如下：接收到数据后两个通道分别进行数据校验、数据完整性检查，然后进行冗余管理，根据SN判断选择采用先到的通道数据，另外一个通道的数据直接丢弃。如果本次接收的数据的SN＝0，或者SN与上次接收到的SN相差超过规定时间，则无需进行完整性检查和冗余管理，直接接收数据。
数据完整性检查的方法如下：若接收到的数据SN是否在[PSN+1,PSN+2]之间，则数据完整性检查成功，其中PSN为上一次接收到的数据的SN。
数据冗余管理按照“先有效先赢”的方式，根据SN判断选择采用最新收到的一路通讯通道的数据，另外一个通道的数据直接丢弃。
当网络均正常时，控制器1、控制器2接收的数据均为总线上先有效的数据，可提高系统的实时性。
当总线A故障或控制器1、2的422通讯电路1故障时时，控制器1与控制器2可以通过总线B进行数据交互；当总线B故障或控制器1、2的422通讯电路2故障时，控制器1与控制器2可以通过总线A进行数据交互。
当总线A-1故障、总线B-2故障时，控制器1、2可以通过总线A-2，总线B-1进行通讯；当总线A-2故障、总线B-1故障时，控制器1、2可以通过总线A-1，总线B-2进行通讯。提高了控制器的可靠性及容差能力。
Claims (8)
1.一种RS422双总线系统冗余管理方法，所采用的RS422双总线系统，包括两个控制器和两条RS422总线线缆，每个控制器包括一个微处理器和两路RS422通讯电路；控制器1、控制器2均周期性发送信息；
其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1)控制器1和控制器2准备好待发送的数据，并计算要填充的序列号SN值，将组织好的数据形成通讯报文；
2)微处理器定时控制两路通讯通道的发送端同时发送通讯报文；
3)两路通讯通道的接收端接收通讯报文；
4)两个微处理器对两路数据分别进行数据校验，若数据校验合格，则进行步骤5)-7)，否则直接丢弃本次接收的通讯报文，返回步骤1)重新执行；
5)两个微处理器根据接收到的SN值判断是否进行完整性检查和冗余管理；
6)微处理器对两路通讯通道接收到的数据均进行数据完整性检查，若接收到的数据SN在[PSN+1,PSN+2]之间，则数据完整性检查成功，其中PSN为上一次接收到的数据的SN；
7)数据冗余管理按照“先有效先赢”的方式，选择采用最新收到的一路通讯通道的数据，另外一路通讯通道的通讯报文直接丢弃。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，发送的通讯报文内容依次包含：报头、SN、故障信息、数据信息、报尾。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，控制器1的微处理器控制控制器1的RS422通讯电路1和RS422通讯电路2，控制器1的RS422通讯电路1通过A总线与控制器2的RS422通讯电路1相连，构成第一路通讯通道，控制器1的RS422通讯电路2通过B总线与控制器2的RS422通讯电路2相连，构成第二路通讯通道；控制器2的微处理器控制控制器2的RS422通讯电路1和RS422通讯电路2；总线A、总线B均包含发送线路和接收线路。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通讯报文中的报头、数据信息、报尾根据具体系统要求制定；报文中的故障信息为数据校验和数据完整性检查故障位，故障时为1，否则为0。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，报文中的SN初始值为0，每发送一帧数据，SN+1，当SN计数到255时，重新从1开始计数。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤4)中所述数据校验，根据通讯协议中需校验的数据，对通讯报文的报头、报尾进行校验。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤5)中，若如果本次接收的数据的SN＝0，或者SN与上次接收到的SN相差超过规定范围，则无需进行完整性检查和冗余管理，直接接收数据。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤5)中，若SN与上次接收到的SN相差在规定范围内，依次进入步骤6)和7)进行完整性检查和冗余管理。
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|---|---|---|---|---|
| CN114326371A (zh) * | 2022-03-16 | 2022-04-12 | 天津德科智控股份有限公司 | 一种eps系统mcu片间冗余通信的方法 |
| CN115175173A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-10-11 | 北京国基科技股份有限公司 | 一种冗余通信系统及方法 |
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Non-Patent Citations (2)
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