RU2656731C2 - Способ контроля работоспособности систем массового обслуживания с шинной организацией обмена данных стандарта can по точно известной передаваемой последовательности кодов с использованием однонаправленного устройства сопряжения - Google Patents
Способ контроля работоспособности систем массового обслуживания с шинной организацией обмена данных стандарта can по точно известной передаваемой последовательности кодов с использованием однонаправленного устройства сопряжения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656731C2 RU2656731C2 RU2016122771A RU2016122771A RU2656731C2 RU 2656731 C2 RU2656731 C2 RU 2656731C2 RU 2016122771 A RU2016122771 A RU 2016122771A RU 2016122771 A RU2016122771 A RU 2016122771A RU 2656731 C2 RU2656731 C2 RU 2656731C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stations
- data exchange
- code sequence
- precisely known
- monitoring
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 230000008520 organization Effects 0.000 title abstract 3
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 claims description 6
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 5
- 238000013024 troubleshooting Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
- G06F17/18—Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
- H04L45/74—Address processing for routing
- H04L45/741—Routing in networks with a plurality of addressing schemes, e.g. with both IPv4 and IPv6
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Probability & Statistics with Applications (AREA)
- Evolutionary Biology (AREA)
- Algebra (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Software Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в различных областях информационного контроля систем массового обслуживания. Технический результат заключается в снижении времени поиска неисправности в системе массового обслуживания с шинной организацией обмена данных. Технический результат достигается за счет способа контроля работоспособности систем массового обслуживания с шинной организацией обмена данных стандарта CAN-интерфейса по точно известной передаваемой последовательности кодов с использованием однонаправленного устройства сопряжения, при этом контроль исправности множества станций, представляющих собой множество схем на шине данных, выполняется по передаваемой, точно известной уникальной кодовой последовательности процесса обмена данными станций с сервером, а границы «исправности» и «неисправности» определяются по регистрируемой статистике количества принятых точно известных уникальных кодовых последовательностей от станции. 8 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике, а именно к обмену данных по шине стандарта CAN, а также может использоваться в различных областях информационного контроля систем массового обслуживания [Л6].
Известны устройства обмена данными по CAN-шине, содержащие схемы объектов обслуживания (станции) и схему сервера обслуживания (сервер). Они обмениваются по протоколу CAN-шины.
Однако подобные системы обладают следующими недостатками. Интерфейс нижнего уровня - CAN-шина не имеет достаточных диагностических средств. В общем случае предусматривается запас по нагрузочной способности линии, быстродействию и защите от помех.
Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявляемому методу (прототипом) является устройство для оценки эффективности систем массового обслуживания [Л1].
Недостатки прототипа и известных устройств приводят к тому, что:
- время поиска неисправности значительно увеличивается;
- диагностика элементов проводится перебором или случайной выборкой;
- проверка исправности станции предусматривается силами программного обеспечения верхнего уровня. В процессе эксплуатации тестирование не может проводиться, т.к. это вызовет прекращение работы самой системы массового обслуживания;
- при возникновении неисправности на станции тестирование программой верхнего уровня становится невозможным, поскольку CAN-шина перестает работать из-за какой-либо станции.
Целью заявленного способа является снижение времени поиска неисправности, увеличение надежности и работоспособности СМО. Наличие приема информации сервером и правильный ответ сервера в данном методе необязателен, что позволяет разделить характер неисправностей в системе массового обслуживания на «аппаратные нижнего уровня» и «программные верхнего уровня» и уменьшить время на восстановление СМО.
Поставленная цель достигается тем, что контролируется количество точно известных (уникальных) последовательностей блоков передаваемых данных от станции к серверу обработки данных за рабочий интервал (обычно сутки) в отдельном вычислительном устройстве.
Таким образом, предлагаемый способ и схема позволяют:
- при эксплуатации системы СМО контролировать вероятность исправности станций и собирать статистику о возникновении неисправностей;
- при возникновении неисправности определять и уточнять место: «программное» верхнего уровня или «аппаратное» на шине CAN. Статистика исправной работы позволяет ускорить поиск на шине при возникновении неисправности.
Изобретение поясняется прилагаемыми чертежами:
- на фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства;
- на фиг. 2 приведена блочная схема предлагаемого устройства;
- на фиг. 3 приведена блок схема системы массового обслуживания;
- на фиг. 4 приведена последовательность обмена данными станции с сервером;
- на фиг. 5 приведена гистограмма данных за сутки с равномерным распределением;
- на фиг. 6 приведена гистограмма увеличения данных за сутки с равномерным распределением;
- на фиг. 6 приведена гистограмма увеличения данных за сутки с равномерным распределением;
- на фиг. 7 приведена гистограмма данных с нормальным распределением и расположенными разными максимумами;
- на фиг. 8 приведена гистограмма данных с явно выраженными ошибками стаций;
Схема приемного однонаправленного устройства с оптической развязкой для приема информации до 500 кбит в секунду по CAN-шине и передачи этой информации в адаптер USB-RS-485 представлена на фигуре 1.
Назначение элементов схемы:
- Сопротивления 1, 2, 3 ограничительные. Образуют делитель напряжения. Напряжение с сопротивления 3 поступает на операционный усилитель 4. Входное сопротивление операционного усилителя на порядок больше. Таким образом, общее нагрузочное сопротивление на CAN-шину не нагружает и не влияет на ее работоспособность.
- Сопротивления 5, 6 определяют рабочий ток операционного усилителя 4 и ток включения оптрона 8. Диод 7 защищает оптрон при отрицательном напряжении на выходе операционного усилителя.
- Если напряжение на входе положительное D+=U+ и D-=U-, на выходе операционного усилителя 4 устанавливается отрицательное напряжение. Операционный усилитель включен с инвертированием полярности входного напряжения. Оптрон 8 выключен. Фаза сигнала поменялась на 180 градусов. Повторный поворот фазы выполняет оптрон 8.
- Если напряжение на входе отрицательное D+=U- и D-=U+, то на выходе операционного усилителя 4 положительное напряжение оптрон 8 включен.
- Выход оптрона 8 подключается к приему информации D+. Инвертирующий каскад на транзисторе 12 преобразует фазу сигнала и передает его на D-. Резисторы 10, 11 определяют режим работы транзистора 12. Светодиод 9 - индикатор передачи данных и контроля питающего напряжения.
Предлагаемая схема устройства для CAN-интерфейса имеет отличия от используемых промышленностью адаптеров.
По условиям способа контроля требуется только принимать сигналы шины данных и не влиять на взаимодействие станции с сервером. Требуется иметь гальваническую развязку. Блочная схема устройства с подключением к одному компьютеру и к локальной сети представлена на фигуре 2.
Назначение блоков:
- Схема сопряжения 13 для приема информации выполняет только роль приемника и не влияет на передаваемые сигналы по CAN-шине. Усиление сигнала до требуемого уровня выполняет быстродействующий операционный усилитель типа к140уд1208.
- Схема гальванической развязки 14 - это быстродействующая оптрон типа 6N135.
- Схема сопряжения развязки с адаптером 15 формирует два противофазных сигнала из однофазного выходного сигнала оптрона.
- Все блоки собраны на одной печатной плате 16 и представляют законченный элемент сопряжения.
- Адаптер USB-RS-485 17 - это стандартный преобразователь [Л5]. Выпускаются в широком ассортименте, достаточном количестве и доступные в цене. Один компьютер 18 подключается для измерения по шине USB.
- Адаптер LAN-RS-485 19 - это стандартный преобразователь [Л8]. Выпускается в широком ассортименте. В локальной сети 20 может назначаться любой компьютер для измерения.
Рассмотрим сущность способа контроля работоспособности на примере обмена передаваемых данных. На фигуре 3 представлена блок-схема системы массового обслуживания [Л4], состоящая из 10 станций, обозначенных соответственно позициями 21 до 30. Локальная сеть с компьютером приема и передачи данных обозначена позицией 31.
Например, первая станция позиция 21 формирует запрос на передачу данных. В этой последовательности обязательно присутствует идентификационная информация. Она зависит от вида протокола, типа канала данных и т.д. Это блок данных - относительно большая последовательность байтов. В запросе обязательно должна быть уникальная последовательность при первом обращении, и, таким образом, сервер в локальной сети 31 определяет, с какой станцией ему дальше работать. На фигуре 4 представлена последовательность обмена первой станции, позиция 21, с сервером в локальной сети, позиция 31. Исходной информацией для анализа работы СМО выбираем точно известную последовательность кодов передаваемых данных. Для данной системы массового обслуживания и данного события это уникальная последовательность. Последующие передаваемые блоки не содержат такой последовательности.
За контролируемый период работы СМО будет передано количество в KN(S1). Число передаваемых уникальных последовательностей KN(S1) зависит от работоспособности, состояния станций, алгоритма работы и от множества других факторов, влияющих на СМО. Это случайная величина, которую отобразим в виде гистограммы, представленной на фигуре 5. Данные гистограммы для станций с 21 по 30, обозначенные как 21(1)KN(S1), 22(2)KN(S2) до 30(10)KN(S10), характеризуют работу станций СМО за контролируемый промежуток времени. В скобках после позиций указаны номера станций для системы массового обслуживания.
Проведем анализ гистограммы уникальных последовательностей кодов СМО. Вариант равномерного распределения показан на фигуре 6.
Число измерений увеличивается и соответственно увеличиваются значения в гистограмме. При равномерной загрузке СМО и работе всех станций общий график огибающей гистограммы представляет собой случайным образом расположенную кривую линию. Варианты неравномерной, с «горбом на разных участках», работы станций показаны на фигуре 7. Очевидно, что увеличение определенных отсчетов гистограммы отображает и увеличение количества обслуживания этих станций.
Если определить пороги гистограммы, за которые СМО не может выходить в нормальной работе, то таким образом можно определять ее работоспособность. Например, если обязательно должно быть, хотя одно значение за период наблюдения. Или разница между рядом расположенными участками не должна превышать определенного значения. На фигуре 8 показан вариант таких событий на гистограмме.
Разработанное устройство дало экономический эффект и сократило поиск неисправности на конвейере с часов до нескольких минут.
Приведенная схема и способ контроля системы массового обслуживания реализован на промышленном объекте в г. Новосибирске в 2015 г. [Л7].
Источники информации
1. Патент http://www.findpatent.ru/patent/217/2178201.html
2. Патент http://www.findpatent.ru/patent/167/1674134.html
3. Патент http://www.findpatent.ru/patent/218/2182359.html
4. Системы СМО: http://ermak.cs.nstu.ru/mmsa/glava5/glava5.htm
5. Интерфейс rs-485: http://www.bookasutp.ru/Chapter2_3.aspx
6. Стандарт CAN http://www.bookasutp.ru/Chapter2_6.aspx
7. Описание программы для объекта, на котором используется контроль СМО и устройство сопряжения: http://www.shabronov.narod.ru/doc_shabronov/kmk_tester_imitator_v5/
8. Преобразователи RS485 в Ethernet http://www.insat.ru/products/?category=950
Claims (1)
- Способ контроля работоспособности систем массового обслуживания с шинной организацией обмена данных стандарта CAN-интерфейса по точно известной передаваемой последовательности кодов с использованием однонаправленного устройства сопряжения, представляющего собой печатную плату, на которой размещены соединенные между собой схема сопряжения, предназначенная для приема информации, схема гальванической развязки, представляющая собой быстродействующий оптрон, и схема сопряжения развязки с адаптером, которая формирует два противофазных сигнала из однофазного выходного сигнала оптрона и связана с контролирующей системой на основе универсального компьютера, посредством цифрового канала связи, отличающийся тем, что контроль исправности множества станций, представляющих собой множество схем на шине данных, выполняется по передаваемой, точно известной уникальной кодовой последовательности процесса обмена данными станций с сервером, а границы «исправности» и «неисправности» определяются по регистрируемой статистике количества принятых точно известных уникальных кодовых последовательностей от станции.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016122771A RU2656731C2 (ru) | 2016-06-08 | 2016-06-08 | Способ контроля работоспособности систем массового обслуживания с шинной организацией обмена данных стандарта can по точно известной передаваемой последовательности кодов с использованием однонаправленного устройства сопряжения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016122771A RU2656731C2 (ru) | 2016-06-08 | 2016-06-08 | Способ контроля работоспособности систем массового обслуживания с шинной организацией обмена данных стандарта can по точно известной передаваемой последовательности кодов с использованием однонаправленного устройства сопряжения |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016122771A RU2016122771A (ru) | 2017-12-14 |
| RU2656731C2 true RU2656731C2 (ru) | 2018-06-06 |
Family
ID=60718287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016122771A RU2656731C2 (ru) | 2016-06-08 | 2016-06-08 | Способ контроля работоспособности систем массового обслуживания с шинной организацией обмена данных стандарта can по точно известной передаваемой последовательности кодов с использованием однонаправленного устройства сопряжения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2656731C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2819156C1 (ru) * | 2024-01-09 | 2024-05-14 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Способ разработки устройств интерфейса controller area network |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2178201C1 (ru) * | 2001-04-16 | 2002-01-10 | Военный авиационный технический университет | Устройство для оценки эффективности |
| US6820049B1 (en) * | 1999-09-20 | 2004-11-16 | Intel Corporation | Data collection system |
| US7262690B2 (en) * | 2001-01-30 | 2007-08-28 | Mygard Plc | Method and system for monitoring events |
| US8438184B1 (en) * | 2012-07-30 | 2013-05-07 | Adelphic, Inc. | Uniquely identifying a network-connected entity |
| US20140286337A1 (en) * | 2013-03-25 | 2014-09-25 | Sandvine Incorporated Ulc | System and method for subscriber aware network monitoring |
-
2016
- 2016-06-08 RU RU2016122771A patent/RU2656731C2/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6820049B1 (en) * | 1999-09-20 | 2004-11-16 | Intel Corporation | Data collection system |
| US7262690B2 (en) * | 2001-01-30 | 2007-08-28 | Mygard Plc | Method and system for monitoring events |
| RU2178201C1 (ru) * | 2001-04-16 | 2002-01-10 | Военный авиационный технический университет | Устройство для оценки эффективности |
| US8438184B1 (en) * | 2012-07-30 | 2013-05-07 | Adelphic, Inc. | Uniquely identifying a network-connected entity |
| US20140286337A1 (en) * | 2013-03-25 | 2014-09-25 | Sandvine Incorporated Ulc | System and method for subscriber aware network monitoring |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2819156C1 (ru) * | 2024-01-09 | 2024-05-14 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Способ разработки устройств интерфейса controller area network |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016122771A (ru) | 2017-12-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2359534B1 (en) | Detecting an unreliable link in a computer system | |
| US20150346260A1 (en) | Method and apparatus for short fault isolation in a controller area network | |
| CN103810063A (zh) | 电脑测试系统及方法 | |
| CN101237356A (zh) | 用于监控的系统和方法 | |
| CN108363477A (zh) | 服务器上电状态监测系统及方法、计算机存储器及设备 | |
| CN202035054U (zh) | 基于流媒体实时总线的故障自检系统 | |
| KR101526874B1 (ko) | 양방향 와치독 장치 및 그 제어 방법 | |
| US7047155B2 (en) | Bus interface | |
| CN104750057B (zh) | 样本处理流水线控制系统 | |
| US20240103055A1 (en) | Modular sensor platform apparatus | |
| CN111123009A (zh) | 一种基于scd文件的智能变电站雪崩测试方法、系统及终端设备 | |
| RU2656731C2 (ru) | Способ контроля работоспособности систем массового обслуживания с шинной организацией обмена данных стандарта can по точно известной передаваемой последовательности кодов с использованием однонаправленного устройства сопряжения | |
| CN108304290A (zh) | 服务器上电状态监测系统及方法、计算机存储器及设备 | |
| CN108399116A (zh) | 一种服务器上电状态监测系统及方法 | |
| CN117033050A (zh) | 状态信息的发送方法、系统、存储介质及电子设备 | |
| CN101145863A (zh) | 检测系统帧头偏移的装置和方法 | |
| US11500789B2 (en) | Automatic threshold adjustment for USB power delivery to work with cables out of specification | |
| CN103026308A (zh) | 通信装置 | |
| US8214557B2 (en) | Measuring direct memory access throughput | |
| CN114327993A (zh) | 设备故障诊断系统及故障诊断方法 | |
| CN113009246B (zh) | Pse设备检测装置及pse设备检测方法 | |
| CN112666489A (zh) | 用于Mbus主站电路的预警系统 | |
| CN115766415B (zh) | 一种智能网卡vr状态监控装置、方法、终端及存储介质 | |
| RU2725795C1 (ru) | Устройство проверки состояния объекта контроля в процессе информационного обмена между объектом контроля и контрольно-проверочной аппаратурой | |
| CN211043625U (zh) | Led显示屏多备份电源的故障监测装置、系统和led显示屏 |