CN116647424A - 一种单环网can总线系统故障自动恢复的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单环网CAN总线系统故障自动恢复的方法，包括以下步骤：A、在主装置的两个CAN总线接口之间将子装置的各个CAN口按设备地址顺序依次连接构成CAN总线单环网；B、主装置交替从两路CAN总线接口中发送报文并自检测通讯是否正常；当主装置通讯异常，主装置切换成两路单CAN总线进行通讯；子装置检测到主装置通讯异常，按地址顺序轮询启动120欧姆匹配电路并检查主装置通讯是否恢复；通讯恢复，子装置停止电路切换，主装置通过在线设备地址比对，上报故障位置信息至监控平台。本发明不仅可以提高单环网CAN总线环路通讯的稳定性，还能实现在环路故障时的自动恢复功能，并且能够自动上报故障位置。
Description
技术领域
本发明涉及CAN总线通讯领域，特别是一种单环网CAN总线系统故障自动恢复的方法。
背景技术
CAN总线：全称Controller Area Network，由德国博世公司在20世纪80年代专门为汽车行业开发的一种串行通信总线，是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，它可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。
目前使用CAN总线环网居多的是双环网设计，也就是总线上所有设备都自带两路CAN口，其中一路断路或者故障，另外一路也能继续正常工作，不影响现场设备的正常运行，但是这种设计成本很高，需要消耗的资源也比较多，不利于推广和使用。如果设计成CAN总线单环网又会存在匹配电阻的问题，一旦环网总线出现断路的场景，CAN通讯就会出现异常，导致所有设备都不能正常通讯和控制，会造成比较大的影响，只能进行人工干预，耗时耗力，维护成本较大。
因此，亟需研发一种能够解决上述问题的单环网CAN总线系统故障自动恢复的方法。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种单环网CAN总线系统故障自动恢复的方法。本发明不仅可以提高单环网CAN总线环路通讯的稳定性，还能实现在环路故障时的自动恢复功能，并且能够自动上报故障位置。
本发明的技术方案：一种单环网CAN总线系统故障自动恢复的方法，包括以下步骤：
A、在主装置的两个CAN总线接口之间将子装置的各个CAN口按设备地址顺序依次连接构成CAN总线单环网；
所述主装置的各个CAN总线接口以及子装置的各个CAN口均带120欧姆匹配电阻切换电路；
B、主装置交替从两路CAN总线接口中发送报文并自检测通讯是否正常；
C1、当主装置通讯正常，则结束；
C2、当主装置通讯异常，主装置切换成两路单CAN总线进行通讯；
子装置检测到主装置通讯异常，按地址顺序轮询启动120欧姆匹配电路并检查主装置通讯是否恢复；
通讯恢复，子装置停止电路切换，主装置通过在线设备地址比对，上报故障位置信息至监控平台。
前述的一种单环网CAN总线系统故障自动恢复的方法中，120欧姆匹配电阻切换电路默认状态处于关闭状态，通过控制器进行切换选择状态。
前述的一种单环网CAN总线系统故障自动恢复的方法中，步骤A的具体连接方法为：
采用CAN双绞线从主装置的其中一个CAN总线接口开始把所有子装置按照地址从低到高依次连接在一起，最末端接到主装置的另外一个CAN总线接口上，构成CAN总线单环网。
前述的一种单环网CAN总线系统故障自动恢复的方法中，步骤C2的具体过程为：当主装置首尾两端收不到各自之间的通讯报文，则主装置立即转变成两条单CAN总线运行模式，准备接收处理各自单总线上子设备的报文信息；
子装置检测到CAN通讯出现错误，则此时各个子装置根据自身设备地址按顺序延时启动120欧姆匹配电阻匹配电路，启动120欧姆匹配电阻匹配电路后，子装置再等待8秒钟时间去检查总线信号是否恢复，如果未恢复，则切换到下一地址的子装置进行120欧姆匹配电路启动，以此类推直到总线信号恢复正常。
前述的一种单环网CAN总线系统故障自动恢复的方法中，120欧姆匹配电阻匹配电路的延时时间为设备地址乘以8秒。
前述的一种单环网CAN总线系统故障自动恢复的方法中，主装置通过在线设备地址比对的具体方法为：主装置自动比对两路CAN总线接口上各自接收到的子装置地址，然后确认线路出现异常的位置。
与现有技术相比，本发明通过在子装置的CAN口上配置120欧姆匹配电阻切换电路，采用轮询启动和通讯检查机制，可以自动在末端设备匹配上120欧姆电阻，通过相关装置和协议流程来解决CAN总线单环形网络中任一设备断线造成的120欧姆匹配电阻需要手动匹配的难题，同时等到总线恢复通讯后自动上报故障信息给平台软件，进行维修处理，从而可以增强系统稳定性，节省了设备的成本，节省了人工的成本，提高生产生活效率，减少了应用过程中的项目损失。
附图说明
图1是本发明CAN总线单环网的连接结构示意图；
图2是本发明的控制流程图。
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，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例。一种单环网CAN总线系统故障自动恢复的方法，构成如图1和2所示，包括以下步骤：
A、在主装置的两个CAN总线接口之间将子装置的各个CAN口按设备地址顺序依次连接构成CAN总线单环网；
所述主装置的各个CAN总线接口以及子装置的各个CAN口均带120欧姆匹配电阻切换电路；
B、主装置交替从两路CAN总线接口中发送报文并自检测通讯是否正常；
C1、当主装置通讯正常，则结束；
C2、当主装置通讯异常，主装置切换成两路单CAN总线进行通讯；
子装置检测到主装置通讯异常，按地址顺序轮询启动120欧姆匹配电路并检查主装置通讯是否恢复；
通讯恢复，子装置停止电路切换，主装置通过在线设备地址比对，上报故障位置信息至监控平台。
120欧姆匹配电阻切换电路默认状态处于关闭状态，通过控制器进行切换选择状态。
步骤A的具体连接方法为：
采用CAN双绞线从主装置的其中一个CAN总线接口开始把所有子装置按照地址从低到高依次连接在一起，最末端接到主装置的另外一个CAN总线接口上，构成CAN总线单环网。
步骤C2的具体过程为：当主装置首尾两端收不到各自之间的通讯报文，则主装置立即转变成两条单CAN总线运行模式，准备接收处理各自单总线上子设备的报文信息；
子装置检测到CAN通讯出现错误，则此时各个子装置根据自身设备地址按顺序延时启动120欧姆匹配电阻匹配电路，启动120欧姆匹配电阻匹配电路后，子装置再等待8秒钟时间去检查总线信号是否恢复，如果未恢复，则切换到下一地址的子装置进行120欧姆匹配电路启动，以此类推直到总线信号恢复正常。
120欧姆匹配电阻匹配电路的延时时间为设备地址乘以8秒。
具体过程为：系统中主装置带2路CAN总线接口，同时自带120欧姆匹配电阻，子装置带一路CAN口，同时带120欧姆匹配电阻切换电路，默认是不开启的。首先用CAN双绞线从主装置的CAN口一端开始把所有子装置按照地址从低到高依次连接在一起，最末端接到主装置的另外一个CAN口上，这样就构成了系统单环网，构成一个单环网，主装置的两个CAN端口相当于首跟尾，两路CAN端口自带120欧姆匹配电阻，子装置CAN口上都带着120欧姆匹配电阻电路，可以通过软件进行切换选择是否启用，默认是不启用的，也就是子装置上默认是没有120欧姆匹配电阻的，然后主装置的两路CAN口交替输出报文，如果环网总线正常，则首尾两端能正常接收到各自发送的特定报文，并且环网总线上的所有设备都能探测到总线通讯无异常，如果此时在环网里的某一装置断线了，因为此时主装置首尾两端收不到各自之间的通讯报文，则主装置立即转变成两条单总线运行模式，准备接收处理各自单总线上子设备的报文信息，由于此时单总线末端设备未匹配上120欧姆电阻，整条总线处于通讯异常状态，总线上的子设备通过程序发现CAN通讯出现了错误，则此时各个子装置根据自身设备地址延时设备地址乘以8秒时间，按顺序启动120欧姆匹配电阻匹配电路，启动电路后，子设备再等待8秒钟时间去检查总线信号是否恢复，如果未恢复，则切换到地址2的子设备进行120欧姆匹配电路启动，以此类推直到总线信号恢复正常，比如子设备地址是1，则子设备延时8秒钟启动电阻匹配电路，子设备地址是2，则子设备延时16秒钟启动电阻匹配电路，以此类推。另一条总线恢复逻辑也是这样，直到两条单总线各自都正常恢复通讯，整个恢复机制就完成，然后，主装置程序自动比对两路CAN口上各自接收到的子装置地址，然后确认是哪两个设备之间的线路出现异常，比如第一路CAN口接收到的是1,2,3地址共3个子装置，第二路CAN口接收到的是4,5,6,7共4个子装置，则线路出现问题在3和4子装置之间，这时候主装置就通知监控平台出现故障的位置，便于维修人员及时维修。
Claims (6)
1.一种单环网CAN总线系统故障自动恢复的方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、在主装置的两个CAN总线接口之间将子装置的各个CAN口按设备地址顺序依次连接构成CAN总线单环网；
所述主装置的各个CAN总线接口以及子装置的各个CAN口均带120欧姆匹配电阻切换电路；
B、主装置交替从两路CAN总线接口中发送报文并自检测通讯是否正常；
C1、当主装置通讯正常，则结束；
C2、当主装置通讯异常，主装置切换成两路单CAN总线进行通讯；
子装置检测到主装置通讯异常，按地址顺序轮询启动120欧姆匹配电路并检查主装置通讯是否恢复；
通讯恢复，子装置停止电路切换，主装置通过在线设备地址比对，上报故障位置信息至监控平台。
2.根据权利要求1所述的一种单环网CAN总线系统故障自动恢复的方法，其特征在于，120欧姆匹配电阻切换电路默认状态处于关闭状态，通过控制器进行切换选择状态。
3.根据权利要求1所述的一种单环网CAN总线系统故障自动恢复的方法，其特征在于，步骤A的具体连接方法为：
采用CAN双绞线从主装置的其中一个CAN总线接口开始把所有子装置按照地址从低到高依次连接在一起，最末端接到主装置的另外一个CAN总线接口上，构成CAN总线单环网。
4.根据权利要求1所述的一种单环网CAN总线系统故障自动恢复的方法，其特征在于，步骤C2的具体过程为：当主装置首尾两端收不到各自之间的通讯报文，则主装置立即转变成两条单CAN总线运行模式，准备接收处理各自单总线上子设备的报文信息；
子装置检测到CAN通讯出现错误，则此时各个子装置根据自身设备地址按顺序延时启动120欧姆匹配电阻匹配电路，启动120欧姆匹配电阻匹配电路后，子装置再等待8秒钟时间去检查总线信号是否恢复，如果未恢复，则切换到下一地址的子装置进行120欧姆匹配电路启动，以此类推直到总线信号恢复正常。
5.根据权利要求4所述的一种单环网CAN总线系统故障自动恢复的方法，其特征在于：120欧姆匹配电阻匹配电路的延时时间为设备地址乘以8秒。
6.根据权利要求1所述的一种单环网CAN总线系统故障自动恢复的方法，其特征在于：主装置通过在线设备地址比对的具体方法为：主装置自动比对两路CAN总线接口上各自接收到的子装置地址，然后确认线路出现异常的位置。
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|---|---|---|---|---|
| CN117331863A (zh) * | 2023-11-23 | 2024-01-02 | 苏州元脑智能科技有限公司 | 电源信息的通信方法、系统、电子设备及存储介质 |
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2023
- 2023-06-26 CN CN202310754108.9A patent/CN116647424A/zh active Pending
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