CN114217563A

CN114217563A - 基于拣选系统的工业can总线的终端电阻调节方法及装置

Info

Publication number: CN114217563A
Application number: CN202210040543.0A
Authority: CN
Inventors: 李相赞; 李磊
Original assignee: Techbloom Beijing Information Technology Co ltd
Current assignee: Techbloom Beijing Information Technology Co ltd
Priority date: 2022-01-14
Filing date: 2022-01-14
Publication date: 2022-03-22

Abstract

本发明提供了一种基于拣选系统的工业CAN总线的终端电阻调节方法及装置，属于工业控制领域。所述方法在拣选系统上电后，初始化终端电阻，初始化CAN总线阻值作为当前总线阻值；在当前总线阻值下，接收由智能拣选主控制器发出、且包序号连续递增的数据包，计算出总线丢帧率及终端阻值，在工作表中记录当前总线阻值、丢帧率及终端阻值；判断当前总线阻值是否大于阈值；若不大于阈值，则当前总线阻值增加步进值，再计算丢帧率及终端阻值；若大于阈值，则查询工作表并以最小丢帧率所对应的终端电阻阻值作为终端电阻。本发明根据通信成功率自动调节CANH和CANL之间阻值，使得终端电阻与当前工作环境进行自动匹配，提高了通信质量。

Description

基于拣选系统的工业CAN总线的终端电阻调节方法及装置

技术领域

本发明属于工业控制领域，具体涉及一种基于拣选系统的工业CAN总线的终端电阻调节方法及装置。

背景技术

控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)总线是是ISO国际标准化的串行通信协议，作为一种现场总线被广泛应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面，为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。其中，应用于智能拣选系统的CAN总线控制系统，其硬件部分主要包括智能拣选主控制器、智能拣选终端和CAN总线三个部分，为方便智能拣选终端的拆装，CAN总线部分不使用双绞线，而使用扁平线缆，这样智能拣选终端就可以在CAN总线的任意地方安装。

现有技术中，如图1所示，在CAN总线的首段，智能拣选主控制器接入到总线上，主控制器内置120欧姆终端电阻；且在CAN总线的CANH和CANL两个尾端之间加入120欧姆终端电阻。但是，相较于传统标准CAN总线系统，厂内物流领域的CAN总线系统有环境复杂、干扰多、不限环境不统一、每条总线都有自己的独特性，由于每条总线的布线方式、施工环境和扁平线缆长度不同，CAN总线的电阻也出现不可控的变化，导致CAN总线通信出现不稳定情况，造成通讯异常频繁发生。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本发明旨在提供一种基于拣选系统的工业CAN总线的终端电阻调节方法及终端电阻调节装置，以在任意情况下获得稳定阻值，提高控制系统的通信质量。

为了实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种基于拣选系统的工业CAN总线的终端电阻调节方法，所述拣选系统包括智能拣选主控制器、若干智能拣选终端、CAN总线，所述终端电阻调节方法包括如下步骤：

步骤S1，拣选系统上电后，智能拣选主控制器持续向CAN总线发送包序号递增的数据包；

步骤S2，自动调节终端电阻阻值，使CAN总线阻值为预设初始值，并将预设初始值作为当前总线阻值；CAN总线阻值指CANH和CANL两根线之间的阻值；

步骤S3，在当前总线阻值下，接收由智能拣选主控制器发出、且包序号连续递增的数据包，计算出CAN总线的丢帧率及对应的终端阻值，在工作表中对应记录当前总线阻值、丢帧率及终端阻值；

步骤S4，判断当前总线阻值是否大于阈值；若不大于阈值，则当前总线阻值增加预设步进值，并转入步骤S3；若大于阈值，则执行步骤S5；

步骤S5，查询工作表中最小丢帧率，并以最小丢帧率所对应的终端电阻阻值作为终端电阻，完成阻值调节，系统开始作业。

上述方案中，CAN总线阻值的预设初始值为40Ω、阈值为70Ω，预设步进值为1Ω。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于拣选系统的工业CAN总线的终端电阻调节装置，所述终端电阻调节装置包括：初始化模块、数据包接收模块、运算模块、轮询模块及选择模块；其中，

所述初始化模块与所述运算模块相连，用于拣选系统上电后、作业前，对终端电阻及CAN总线阻值进行初始化，并将CAN总线的预设初始值作为当前总线阻值发送给所述运算模块；

所述数据包接收模块，与所述运算模块相连，用于接收智能拣选主控制器发出、且包序号连续递增的数据包；

所述运算模块，用于根据当前总线阻值下的数据包计算丢帧率及对应的终端阻值，并在工作表中对应记录当前总线阻值、丢帧率及终端阻值，生成数据表，并将当前总线阻值发送给所述轮询模块；

所述轮询模块，用于判断当前总线阻值是否大于阈值；若不大于阈值，则当前总线阻值增加预设步进值，并发送给运算模块；若大于阈值，则启动选择模块；

所述选择模块，用于读取工作表，查询工作表中最小丢帧率，并以最小丢帧率所对应的终端电阻阻值作为终端电阻，完成阻值调节，通知系统开始作业。

上述方案中，所述终端电阻调节装置设置于CAN总线的CANH和CANL尾部之间。

本发明具有如下有益效果：

本发明实施例所提供的基于拣选系统的工业CAN总线的终端电阻调节方法及终端电阻调节装置，根据通信成功率自动调节CANH和CANL之间阻值，使得终端电阻与当前工作环境，如搭载的智能拣选终端数量等进行自动匹配，进而调节完整CAN总线系统的电阻，提升CAN总线的通信成功率，提高通信质量，实现CAN总线系统对不同环境的自适应。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1是现有技术中典型CAN总线的结构及阻值分布图；

图2是本发明实施例中基于拣选系统的工业CAN总线的终端电阻调节方法流程图；

图3是本发明实施例中基于拣选系统的工业CAN总线的终端电阻调节装置一种位置示意图；

图4是本发明实施例中基于拣选系统的工业CAN总线的终端电阻调节装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征也可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。

本发明提供了一种基于拣选系统的工业CAN总线的终端电阻调节方法及终端电阻调节装置，以厂内物流智能拣选系统的CAN总线为例，通过所述终端电阻调节装置使厂内物流拣选系统中CAN总线上的终端电阻阻值进行自动匹配，进而调节完整CAN总线系统的电阻，提升CAN总线的通信成功率，提高通信质量，实现CAN总线系统对不同环境的自适应，减小环境差异对整个系统产生的影响。

如图2所示，本发明实施例所提供的基于拣选系统的工业CAN总线的终端电阻调节方法，应用于智能拣选系统，所述智能拣选系统包括智能拣选主控制器、若干智能拣选终端、CAN总线及安装于CAN总线尾端的终端电阻调节装置，CAN总线为扁平线缆。

其中，所述智能拣选主控制器是具有协议转换功能的硬件顶层设备；智能拣选终端是具有显示、灯光提示等功能的硬件底层提示设备；所述终端电阻调节装置连接到CAN总线上面，根据通信成功率自动调节CANH和CANL之间阻值。CAN总线阻值指CAN_H和CAN_L两根线之间的阻值。

所述终端电阻调节方法包括如下步骤：

步骤S2，自动调节终端电阻阻值，使CAN总线阻值为初始的预设值，作为当前总线阻值。

本步骤中，由于扁平线缆过长或者智能终端数量过多会造成总线电阻的变化，此时需要找到总线丢包率最低所对应的CAN总线阻值，以此算出对应的自动调节阻值终端电阻设备所对应的阻值，因此，需要对阻值进行初始化，找到最佳终端阻值后，再进行作业。优选地，本步骤中所述总线阻值预设值为40Ω。

步骤S3，在当前总线阻值下，接收由智能拣选主控制器发出、且包序号连续递增的数据包，计算出CAN总线的丢帧率及对应的终端阻值，在工作表中对应记录当前总线阻值、丢帧率及终端阻值。

步骤S4，判断当前总线阻值是否大于阈值；若不大于阈值，则当前总线阻值增加预设步进值，并转入步骤S3；若大于阈值，则执行步骤S5。

本步骤中，经过CAN总线阻值以预设步进值阶梯式递增，得到当前总线阻值、丢帧率及终端阻值列表。以初始CAN总线阻值取40Ω、阈值取70Ω、步进值1Ω为例，记录结果如表1所示。

表1

CAN总线阻值(Ω)	40	41	42	43	……	68	69	70
									丢帧率(％)	0.7	0.5	0.3	0.2	……	3.9	4.8	5
终端电阻(Ω)	107	110	113	114	……	125	123	121

本步骤中的所述终端电阻，对应于总线终端，以智能拣选主控制器接入的一端为起始端，总线终端对应CANH和CANL尾部之间的端口。

基于同样的思想，本发明实施例所提供的基于拣选系统的工业CAN总线的终端电阻调节装置，如图3所示，本发明实施例所述的基于拣选系统的工业CAN总线的终端电阻调节装置设置于CAN总线的CANH和CANL尾部之间，可与终端电阻设置在一起，也可以分开设置。所述终端电阻调节装置包括：初始化模块、数据包接收模块、运算模块、轮询模块及选择模块。

其中，所述初始化模块与所述运算模块相连，用于拣选系统上电后、作业前，对终端电阻及CAN总线阻值进行初始化，并将CAN总线的初始预设值发送给所述运算模块；

本实施例中各模块通过处理器实现，当需要存储时适当增加存储器。其中，所述处理器可以是但不限于微处理器MPU、中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、其他可编程逻辑器件、分立门、晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。所述存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。

需要说明的是，本实施例所述终端电阻调节装置与所述终端电阻调节方法是对应的，对所述方法的描述和限定同样适用于所述装置，在此不再赘述。

由以上技术方案可以看出，本发明实施例所提供的基于拣选系统的工业CAN总线的终端电阻调节方法及终端电阻调节装置，根据通信成功率自动调节CANH和CANL之间阻值，使得终端电阻与当前工作环境，如搭载的智能拣选终端数量等进行自动匹配，进而调节完整CAN总线系统的电阻，提升CAN总线的通信成功率，提高通信质量，实现CAN总线系统对不同环境的自适应。

由以上技术方案可以看出，本发明实施例所以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims

1.一种基于拣选系统的工业CAN总线的终端电阻调节方法，所述拣选系统包括智能拣选主控制器、若干智能拣选终端、CAN总线，其特征在于，所述终端电阻调节方法包括如下步骤：

步骤S2，自动调节终端电阻阻值，使CAN总线阻值为预设初始值，并将预设初始值作为当前总线阻值；

2.根据权利要求1所述的工业CAN总线的终端电阻调节方法，其特征在于，CAN总线阻值的预设初始值为40Ω、阈值为70Ω，预设步进值为1Ω。

3.一种基于拣选系统的工业CAN总线的终端电阻调节装置，其特征在于，所述终端电阻调节装置包括：初始化模块、数据包接收模块、运算模块、轮询模块及选择模块；其中，

4.根据权利要求3所述的工业CAN总线的终端电阻调节装置，其特征在于，所述终端电阻调节装置设置于CAN总线的CANH和CANL尾部之间。

5.根据权利要求3所述的工业CAN总线的终端电阻调节装置，其特征在于，CAN总线阻值的预设初始值为40Ω、阈值为70Ω，预设步进值为1Ω。