CN202798774U - 一种can网络 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种CAN网络，包括：CAN总线和连接到所述CAN总线上的节点，所述节点包括节点1、节点2、……，节点n，n为大于1的自然数，其中，所述节点还包括节点0，所述节点0分别连接CAN总线的两端。该CAN网络为智能控制系统，提高了系统连接的安全性与可靠性，使CAN网络更加简单，降低了硬件的成本和布线的难度。

Description

一种CAN网络

技术领域

本实用新型属于汽车电子通讯控制领域，尤其涉及一种CAN网络。

背景技术

CAN网络是一种串行数据通讯总线，具有很高的网络安全性、通讯可靠性和实时性，而且简单实用，网络成本低，在汽车工业方面得到广泛的应用。随着CAN网络应用越来越广泛，CAN节点数目增加，相互连接的节点多，在CAN网络中出现的故障节点会使整个通讯网络中断，为了增强CAN网络连接的可靠性，目前使用双总线备份连接控制系统，即使用两条CAN总线进行信息传输，虽然提高了系统的可靠性但增加了硬件的成本和布线的难度。

实用新型内容

为解决CAN网络的可靠性不高，而使用两条CAN总线却提高了系统的硬件成本和布线的难度等问题，本实用新型提供了一种CAN网络，提高了系统连接的可靠性以及降低了硬件的成本和布线的难度。

本实用新型的技术方案是：

     本实用新型的一种CAN网络，包括：CAN总线和连接到所述CAN总线上的节点，所述节点包括节点1、节点2、……，节点n，n为大于1的自然数，其中，所述节点还包括节点0，所述节点0分别连接CAN总线的两端。

所述节点n包括直接连接到CAN总线的CAN收发器、与所述CAN收发器相连的CAN控制器以及连接到CAN控制器的微处理器。

作为本实用新型的进一步优选的方案，所述节点0包括CAN第一收发器和CAN第二收发器，CAN总线的一端连接所述CAN第一收发器，另一端连接所述CAN第二收发器。  

作为本实用新型进一步优选的方案，连接在CAN总线两端上的终端电阻分别设置在所述节点0中的所述CAN第一收发器和所述CAN第二收发器内部。

连接在CAN总线上的所述终端电阻的阻值为120Ω。

作为本实用新型进一步优选的方案，所述CAN第一收发器发送检测信息，当所述CAN第二收发器接收到所述CAN第一收发器发出的检测数据，则CAN网络正常。

当所述CAN第二收发器未接收到所述CAN第一收发器发出的检测数据，则CAN总线异常，所述CAN第一收发器和所述CAN第二收发器均发送呼吸帧确认完好端口；当CAN总线异常时，所述节点０对其他正常连接的节点的信息分别通过所述CAN第一收发器和CAN第二收发器端口发送；当CAN总线异常时，正常连接的节点通过所述节点0进行信息通讯。

本实用新型具有以下优点：增强了CAN网络的可靠性，降低了硬件的成本和布线的难度。

附图说明

图1是本实用新型CAN网络一种实施方式的拓扑结构示意图。

图2是本实用新型CAN网络异常时一种实施方式的拓扑结构示意图。

图3是本实用新型CAN网络的节点的一种实施方式的结构示意图。

图4是本实用新型CAN网络的工作主流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合附图对本实用新型做进一步详细的描述：前面写到各个部分的时候可以说明某个部分带来的优点。

如图1所示，一种CAN网络，包括：CAN总线1和连接到所述CAN总线1上的节点，所述节点包括节点1、节点2、……，节点n，n为大于1的自然数，其中，所述节点还包括节点0，所述节点0分别连接CAN总线1的两端。

如图3所示，所述节点n包括直接连接到CAN总线1的CAN收发器、与所述CAN收发器相连的CAN控制器以及连接到CAN控制器的微处理器（MCU）。

节点n为CAN总线1连接控制系统的任意节点。

在此需要说明的是：所述CAN控制器用于实现数据的装配和拆分、接收信息的过滤和校验等；所述CAN收发器是所述CAN控制器与CAN总线1之间的接口，用于实现所述CAN控制器和CAN总线1的物理连接；所述微处理器（MCU）对数据进行分析、判断、运输并发出控制指令；所述CAN控制器一端与所述微处理器（MCU）相连，另一端与所述CAN收发器相连，所述CAN控制器通过所述CAN收发器连接到CAN总线1，各部分通过CAN总线1进行通信以完成数据交换。

具体实施中，如图1、2所示所述节点0包括CAN第一收发器和CAN第二收发器，CAN总线的一端连接所述CAN第一收发器，另一端连接所述CAN第二收发器。 

具体实施中，连接在CAN总线1两端上的终端电阻分别设置在所述节点0中的所述CAN第一收发器和所述CAN第二收发器内部。

连接在CAN总线1上的所述终端电阻的阻值为120Ω。

当所述CAN第二收发器接收到所述CAN第一收发器发出的检测数据时，则判断CAN网络正常。

当所述CAN第二收发器未接收到所述CAN第一收发器发出的检测数据，则判断CAN总线1异常，所述CAN第一收发器和所述CAN第二收发器均发送呼吸帧确认完好端口。

当CAN总线1异常时，所述节点０对其他正常连接的节点的通讯信息分别通过所述CAN第一收发器和CAN第二收发器端口发送。在CAN网络正常的情况下，所述节点0 可以作为普通节点通过CAN网络传输信息，在CAN网络故障的情况下，可以将节点0中的信息分别通过所述CAN第一收发器发送给其中一个断开的子网，通过所述CAN第二收发器发送给另外一个断开的子网。

当CAN总线1异常时，正常连接的节点通过所述节点0进行信息通讯，所述节点0作为网桥，所述CAN第一收发器和所述CAN第二收发器连接断开的两个子网，中转两个子网间的数据信息，起到连接通讯的作用。

CAN网络可增强系统连接的可靠性，可降低硬件成本和布线难度，如图4所示，可见包括如下步骤：1、所述节点0的所述CAN第一收发器发送检测数据信息；2、 判断CAN总线1连接系统是否故障；3、所述节点0连接断开的两个子网。

具体实施中：所述步骤1的具体过程包括：所述节点0的CAN第一收发器发送检测数据，当所述CAN第二收发器能读取所述CAN第一收发器的检测数据，则判断系统正常，所述CAN第一收发器继续发送检测数据；当所述CAN第二收发器不能读取所述CAN第一收发器检测数据时，则判断系统网络故障。 

在此需要说明的是：在所述CAN控制器与CAN收发器之间可串连隔离电路，隔离电路能有效地抑制系统噪声，消除回路干扰。隔离电路可采用光隔离、磁隔离以及电容隔离电路。

具体实施中，所述步骤2的具体过程包括：判断系统故障后，所述CAN第一收发器和所述CAN第二收发器分别发送呼吸帧，确认故障端口。 

在此需说明的是：呼吸帧（即是广播信息）指的是CAN总线1连接控制系统用一个CAN数据包以一定周期发送各个CAN节点系统网络诊断的结果，此结果也是采用广播式报文，往CAN总线1上发送，总线上的任何节点都可读取到该报文信息。使得其他节点可以知道整个汽车CAN总线1和其他节点的CAN通讯状况，能正确诊断其状态并通过故障报文形式发送至CAN总线1。

如图4所示的整个CAN总线1的数据传输控制主流程图，节点0为CAN总线1连接控制系统的其中一个节点，所述节点0设置有所述CAN第一收发器和所述CAN第二收发器，所述的CAN第一收发器发送检测信息通过CAN总线1传递到CAN第二收发器，当所述CAN第二收发器接收到检测信息时，判断系统正常运行，所述节点0的CAN第一收发器继续发送检测信息；当所述CAN第二收发器没有接收到所述CAN第一收发器发送的检测信息时，则判断为CAN总线1连接控制系统故障，以CAN总线1中的故障点为中心将CAN总线1分段成两个断开的子网，两个断开的子网相互间不能实现通讯，造成系统功能失效，这时所述CAN第一收发器和所述CAN第二收发器分别发送呼吸帧（即广播信息）检测整个CAN总线1网络的状态，以及确认故障端口范围，当诊断出故障后，所述节点0可通过CAN第一收发器和CAN第二收发器发送其正常连接节点信息，所述节点0作为网桥对其他节点上的信息通过所述CAN第一收发器和所述CAN第二收发器发送给分隔开的子网，所述节点0中转两个子网间的信息通讯。

本实用新型的CAN总线1连接控制系统提高了系统运行的可靠性，同时降低了设置硬件的成本和布线的难度，使整个CAN总线1连接控制系统更加简单，成本低，同时提高了电路的可靠性以及信息传输的安全性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种CAN网络，包括：CAN总线和连接到所述CAN总线上的节点，所述节点包括节点1、节点2、……，节点n，n为大于1的自然数，其特征在于，所述节点还包括节点0，所述节点0分别连接CAN总线的两端。

2.如权利要求1所述的CAN网络，其特征在于，所述节点n包括直接连接到CAN总线的CAN收发器、与所述CAN收发器相连的CAN控制器以及连接到所述CAN控制器的微处理器。

3.如权利要求1所述的CAN网络，其特征在于，所述节点0包括CAN第一收发器和CAN第二收发器，CAN总线的一端连接所述CAN第一收发器，另一端连接所述CAN第二收发器。

4.如权利要求3所述的CAN网络，其特征在于，连接在CAN总线两端的终端电阻分别设置在所述节点0中的所述CAN第一收发器和所述CAN第二收发器内部。

5.如权利要求4所述的CAN网络，其特征在于，连接在CAN总线上的所述终端电阻的阻值为120Ω。

6.如权利要求3所述的CAN网络，其特征在于，所述CAN第二收发器接收到所述CAN第一收发器发出的检测数据，CAN网络正常。

7.如权利要求3所述的CAN网络，其特征在于，所述CAN第二收发器未接收到所述CAN第一收发器发出的检测数据，CAN总线异常，所述CAN第一收发器和所述CAN第二收发器均发送呼吸帧确认完好端口。

8.如权利要求7所述的CAN网络，其特征在于，CAN总线异常，所述节点０对其他正常连接的节点的信息分别通过所述CAN第一收发器和所述CAN第二收发器端口发送。

9.如权利要求7所述的CAN网络，其特征在于，CAN总线异常，正常连接的节点通过所述节点0进行信息通讯。

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