CN113556270B - Can网络 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种CAN网络，包括：主单元、N个从单元和CAN总线，主单元和N个从单元均与CAN总线通信连接，从单元中设置有处理器，主单元中存储有ID预设位数值；其中，N为自然数，ID预设位数值为自然数；主单元用于：向N个从单元广播ID初始化帧，初始化帧中包含有ID预设位数值；从单元用于：在接收到ID初始化帧，基于从单元的处理器的信息、生成长度为预设位数值的特征值，并将从单元的ID号设置为特征值，并将生成的ID答复帧发送给主单元，ID答复帧包含有从单元的ID号。在该CAN网络中，从单元能够自动设置ID值。

Description

CAN网络

技术领域

本发明涉及CAN网络通信技术领域，尤其涉及CAN网络。

背景技术

CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)网络是一种在国际上应用最广泛的现场总线，有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，它的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。

CAN总线组网时，通常只有1个主单元，其余全部为从单元，主单元和从单元之间进行信息交换，而从单元之间不进行信息交换，这就要求主单元必须知道全部从单元的ID号，因设备ID号在出厂时就写好的，因此组网前，必须要求各从单元厂商按要求写入指定的ID号。若系统中存在2个或2个以上相同的从单元，则组网前必须要求该厂商按要求分别写入不同的ID号，从而使得从单元的通用性和维护性大大降低。

因此，在CAN网络中的，如何自动生成从单元的ID号，就成为一个亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种CAN网络。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种CAN网络，包括：主单元、N个从单元和CAN总线，所述主单元和N个从单元均与所述CAN总线通信连接，所述从单元中设置有处理器，所述主单元中存储有ID预设位数值；其中，N为自然数，所述ID预设位数值为自然数；所述主单元用于：向N个从单元广播ID初始化帧，所述初始化帧中包含有ID预设位数值；所述从单元用于：在接收到所述ID初始化帧，基于所述从单元的处理器的信息、生成长度为预设位数值的特征值，并将所述从单元的ID号设置为所述特征值，并将生成的ID答复帧发送给主单元，所述ID答复帧包含有所述从单元的ID号。

作为本发明实施例的一种改进，所述主单元还用于：在预设时间内，持续接收ID答复帧、并统计不同ID的数量值；在预设时间之后，当所述数量值不等于N时，将所存储的ID预设位数值增加，向N个从单元广播ID初始化帧，所述初始化帧中包含有ID预设位数值。

作为本发明实施例的一种改进，所述“将所存储的ID预设位数值增加”具体包括：将所存储的ID预设位数值增加1。

作为本发明实施例的一种改进，所述主单元还用于：在预设时间内，当所述数量值等于 N时，则展示成功信息。

作为本发明实施例的一种改进，所述主单元还用于：当ID预设位数值大于预设阈值时，则展示错误信息。

作为本发明实施例的一种改进，所述主单元还用于：所述预设阈值为11或29。

作为本发明实施例的一种改进，在所述ID初始化帧中，仲裁段中的所有位均为零，数据段中存储有所述ID预设位数值和所述主单元的ID号。

作为本发明实施例的一种改进，在所述ID答复帧中，仲裁段中存储有所述从单元的ID 号，数据段中存储有所述从单元的设备功能代码。

作为本发明实施例的一种改进，所述处理器的信息至少包括：处理器的名称和序列号。

作为本发明实施例的一种改进，所述处理器具体为：CPU或MCU。

本发明实施例所提供的控制系统具有以下优点：本发明公开了一种CAN网络，包括：主单元、N个从单元和CAN总线，主单元和N个从单元均与CAN总线通信连接，从单元中设置有处理器，主单元中存储有ID预设位数值；其中，N为自然数，ID预设位数值为自然数；主单元用于：向N个从单元广播ID初始化帧，初始化帧中包含有ID预设位数值；从单元用于：在接收到ID初始化帧，基于从单元的处理器的信息、生成长度为预设位数值的特征值，并将从单元的ID号设置为特征值，并将生成的ID答复帧发送给主单元，ID答复帧包含有从单元的ID号。在该CAN网络中，从单元能够自动设置ID值。

附图说明

图1为实施例提供的CAN网络的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的实施方式对本发明进行详细描述。但该实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

以下描述和附图充分地示出本文的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本文的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。本文中，术语“第一”、“第二”等仅被用来将一个元素与另一个元素区分开来，而不要求或者暗示这些元素之间存在任何实际的关系或者顺序。实际上第一元素也能够被称为第二元素，反之亦然。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的结构、装置或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种结构、装置或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的结构、装置或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中的术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本文和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本文的描述中，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本发明实施例提供了一种CAN网络，如图1所示，包括：

主单元1、N个从单元2和CAN总线3，所述主单元1和N个从单元2均与所述CAN 总线3通信连接，所述从单元2中设置有处理器，所述主单元1中存储有ID预设位数值；其中，N为自然数，所述ID预设位数值为自然数；

这里，在主单元1中设置有存储器，在该存储器中存储有该ID预设位数值，可以理解的是，该ID预设位数值>0。可选的，该存储器可以为易失性存储器，或非易失性存储器等。此外，该处理器可以为CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)等，该主单元1和从单元2中均存储有能够实现CAN网络协议的软件，且主单元1和从单元2均能够运行该软件。

所述主单元1用于：向N个从单元2广播ID初始化帧，所述初始化帧中包含有ID预设位数值；

所述从单元2用于：在接收到所述ID初始化帧，基于所述从单元2的处理器的信息、生成长度为所述ID预设位数值的特征值，并将所述从单元2的ID号设置为所述特征值，并将生成的ID答复帧发送给主单元1，所述ID答复帧包含有所述从单元2的ID号。这里，该处理器的信息可以包括：处理器的型号、频率、出厂编号或生产序号等等，此外，还可以再使用一个随机函数生成一个随机数，然后使用MD5(Message-Digest Algorithm 5，第五版本信息摘要算法)，或者其他的哈希算法、特征值算法等、对处理器信息和随机数组成的字符串进行处理，生成特征值。在实际中，该从单元2为嵌入式设备，其处理器的种类非常的繁多，因此，不同的从单元2生成不同的ID的概率很高。

这里，在该CAN网络初始化时，从单元2会自动生成其ID号，且将其ID号发送给主单元1，从而能够自动为从单元生成ID号。

这里，CAN总线有两根物理连接线，其中一根为CAN_H、另一根为CAN_L，通常采用双绞线形式，内部集成了错误探测和管理模块。通常，在CAN总线中所传输的帧包括：数据帧、遥控帧、错误帧、过载帧和间隔帧等。数据帧和遥控帧有标准格式和扩展格式两种格式，标准格式有11位的标识符ID，扩展格式有29位的标识符ID。因此，该ID初始化帧和ID答复帧都可以采用标准格式或扩展格式。

本实施例中，所述主单元1还用于：在预设时间内，持续接收ID答复帧、并统计不同ID的数量值；在预设时间之后，当所述数量值不等于N时，将所存储的ID预设位数值增加，向N个从单元2广播ID初始化帧，所述初始化帧中包含有ID预设位数值。这里，在发送完ID初始化帧之后，该主单元1可以设置有一个定时器，该定时器在一个预设时间段之后，就会超时，然后该主单元1就会持续接收ID答复帧，并统计不同ID的数量值，如果在定时器超时之前，该数量值等于N，则表示，该N个从单元2均已经成功设置好ID号；反之，如果在定时器超时的时候，该数量值<N，则表示出现了故障，则需要重新发送ID初始化帧。这里，如果有两个从单元2所发的ID答复帧中的ID号相同，或者有些从单元2发生故障时，都会导致该数量值小于N，即该CAN网络出现故障了。

可以理解的是，当ID预设位数值增加之后，不同从单元2生成相同特征值的概率会极大的降低。

这里，在主单元1发送完ID初始化帧之后，如果接收到的不同ID的数量值<N，则主单元1会将ID预设位数值增加，然后在发送ID初始化帧，直至接收到的不同ID的数量值＝N。当存储器为非易失性存储器时，可以理解的是，在下次启动该CAN网络时(此时，非易失性存储器中存储的ID预设位数值是增加后的值)，主单元1会从非易失性存储器中读取ID预设位数值，然后再将ID预设位数值发送给从单元2，则不同从单元2生成相同的ID 号的概率会很低的。

本实施例中，所述“将所存储的ID预设位数值增加”具体包括：将所存储的ID预设位数值增加1。

本实施例中，所述主单元1还用于：在预设时间内，当所述数量值等于N时，则展示成功信息

本实施例中，所述主单元1还用于：当ID预设位数值大于预设阈值时，则展示错误信息。这里，当发生错误时，该主单元1会循环发送ID初始化帧，因此，需要为该ID预设位数值设置有一个上限(即预设阈值)，当大于预设阈值时，就需要停止该循环过程。

本实施例中，所述主单元1还用于：所述预设阈值为11或29。这里，若该CAN系统采用标准格式，最长位数为11位；若该CAN系统采用扩展格式，最长位数为29位。

本实施例中，在所述ID初始化帧中，仲裁段中的所有位均为零，数据段中存储有所述 ID预设位数值和所述主单元1的ID号。这里，当从单元2接收到该ID初始化帧时，就能够获取到主设备的ID号。

本实施例中，在所述ID答复帧中，仲裁段中存储有所述从单元2的ID号，数据段中存储有所述从单元2的设备功能代码。

本实施例中，所述处理器的信息至少包括：处理器的名称和序列号。

本实施例中，所述处理器具体为：CPU或MCU。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种CAN网络，其特征在于，包括：

主单元(1)、N个从单元(2)和CAN总线(3)，所述主单元(1)和N个从单元(2)均与所述CAN总线(3)通信连接，所述从单元(2)中设置有处理器，在所述主单元(1)中设置有存储器，在该存储器中存储有ID预设位数值，存储器为非易失性存储器；其中，N为自然数，所述ID预设位数值为自然数；

所述主单元(1)用于：向N个从单元(2)广播ID初始化帧，所述初始化帧中包含有ID预设位数值；

所述从单元(2)用于：在接收到所述ID初始化帧，基于所述从单元(2)的处理器的信息、生成长度为所述ID预设位数值的特征值，并将所述从单元(2)的ID号设置为所述特征值，并将生成的ID答复帧发送给主单元(1)，所述ID答复帧包含有所述从单元(2)的ID号；

所述主单元(1)还用于：在预设时间内，持续接收ID答复帧、并统计不同ID的数量值；在预设时间之后，当所述数量值不等于N时，将所存储的ID预设位数值增加，向N个从单元(2)广播ID初始化帧，所述初始化帧中包含有ID预设位数值。

2.根据权利要求1所述的CAN网络，其特征在于，所述将所存储的ID预设位数值增加具体包括：

将所存储的ID预设位数值增加1。

3.根据权利要求1所述的CAN网络，其特征在于，所述主单元(1)还用于：

在预设时间内，当所述数量值等于N时，则展示成功信息。

4.根据权利要求1所述的CAN网络，其特征在于，所述主单元(1)还用于：

当ID预设位数值大于预设阈值时，则展示错误信息。

5.根据权利要求4所述的CAN网络，其特征在于，所述主单元(1)还用于：

所述预设阈值为11或29。

6.根据权利要求1或2所述的CAN网络，其特征在于：

在所述ID初始化帧中，仲裁段中的所有位均为零，数据段中存储有所述ID预设位数值和所述主单元(1)的ID号。

7.根据权利要求1或2所述的CAN网络，其特征在于：

在所述ID答复帧中，仲裁段中存储有所述从单元(2)的ID号，数据段中存储有所述从单元(2)的设备功能代码。

8.根据权利要求1所述的CAN网络，其特征在于，所述处理器的信息至少包括：

处理器的名称和序列号。

9.根据权利要求8所述的CAN网络，其特征在于，所述处理器具体为：

CPU或MCU。

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