一种CAN总线双冗余热备份方法技术

本发明专利技术公开了一种CAN总线双冗余热备份方法，该方法的步骤包括用户自定义CAN协议中标准帧的仲裁域、数据域；将所述仲裁域定义为五种信息类型，所述五种信息类型包括信息类型标识、发送方节点标识、接收方节点标识、总线标识和帧标识；定义每种信息类型对应的交互信息内容，确定主节点和从节点；定义信息交互故障类型，并基于该故障类型对每种信息类型进行检测，若出现该故障类型则切换总线，完成CAN总线的双冗余热备份。本发明专利技术所述技术方案可以实现小于100ms的总线快速热切换，提升整个系统的任务可靠性。同时，在硬件电路上只增加了备份的CAN总线控制器、总线驱动器和光耦，电路简单且额外成本较低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及数字通讯领域，特别是设及一种用于军用车载信息控制系统CAN总线 多个节点之间通讯的双冗余热备份实现方法及CAN总线接口。
技术介绍
某军用车辆是某武器系统的重要组成部分，建立了一个具有综合化、智能化、模块 化、网络化的信息控制系统。在运个高度集成化的系统中，各车载分系统通过运个集成化平 台进行信息的交互。信息化高度发展对通信网络提出了更高的要求，不但系统需要具有高 传输速度，而且也要具备很高的通讯可靠性。 CAN总线是为了解决汽车中众多的控制与测量设备之间的数据交换而开发的一种 串行数据通信总线，属于现场总线的范畴，能够有效支持分布式控制系统或实时控制。它可 W通过简单的协议，实现在电磁干扰环境下的远距离实时数据的可靠传输。由于CAN总线 具有传输速度快、传输距离远、可靠性高、抗干扰能力强的特点，因此更多的应用于车辆通 讯网络中。但是CAN总线属于单一总线，本身不能够提供数据冗余支持。它只规范了数据 链路层和物理层，只能通过开发CAN的高层协议来解决运些问题。 信息控制系统运行的稳定性关系到整个车辆乃至武器系统工作正常与否，而其通 讯网络运行的可靠性正是关键因素之一。为了提高可靠性，通常采取设备完全冗余的方式。 运种方法虽然可靠性很高，但是运行与维护的成本也相对较高。 因此，需要设计一种更加合理的高可靠性CAN总线通讯网络，W满足现在通讯网 络对通讯高质量的需求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种军用车载信息控制系统应用背景下的多节 点CAN总线通讯的双冗余热备份实现方法，弥补CAN总线无数据冗余支持的局限性，提升整 个信息控制系统的可靠性和稳定性。 为解决上述技术问题，本专利技术采用下述技术方案： -种双冗余热备份方法，该方法的步骤包括 将CAN协议中标准帖的仲裁域定义为五种信息类型，所述五种信息类型包括信息 类型标识、发送方节点标识、接收方节点标识、总线标识和帖标识； 定义每种信息类型对应的交互信息内容，确定主节点和从节点； 定义信息交互故障类型，并基于该故障类型，对每种信息类型进行检测，若出现该 故障类型则切换总线，完成CAN总线的双冗余热备份。 优选的，所述故障类型包括主节点发送错误、主节点在预设时间内未接收到从节 点的数据和主节点接收到的数据无效。 优选的，该方法进一步包括检测当前CAN总线传输的每帖数据包的长度，根据每 帖数据包的长度选用单帖格式或多帖格式发送/接收。 优选的，所述数据包长度不足8字节时，采用单帖模式；所述数据包长度大于8字 节时，擦用多帖格式。 本专利技术的有益效果如下： 本专利技术所述技术方案可W实现小于looms的总线快速热切换，提升整个系统的任 务可靠性。同时，在硬件电路上只增加了备份的CAN总线控制器、总线驱动器和光禪，电路 简单且额外成本较低。【附图说明】 下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】作进一步详细的说明； 图1示出本专利技术所述一种双冗余热备份方法的示意图； 图2示出本专利技术所述CAN总线接口的示意图； 图3示出本专利技术实施例中所述第一类型的总线切换的发送方流程图； 图4示出本专利技术实施例中所述第一类型的总线切换的接收方流程图； 图5示出本专利技术实施例中所述第二类型的总线切换的发送方流程图； 图6示出本专利技术实施例中所述第二类型的总线切换的接收方流程图； 图7示出本专利技术实施例中所述第S类型和第四类型的总线切换的发送方流程图； 图8示出本专利技术实施例中所述第=类型的总线切换的接收方流程图；图9示出本专利技术实施例中所述第四类型的总线切换的接收方流程图； 图10示出本专利技术实施例中所述第五类型的总线切换的发送方流程图；图11示出本专利技术实施例中所述第五类型的总线切换的接收方流程图。【具体实施方式】 为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说 明。附图中相似的部件W相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具 体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应W此限制本专利技术的保护范围。 本专利技术公开了一种双冗余热备份方法，该方法具体步骤如下： 如图1所示，首先，用户将CAN协议中标准帖的仲裁域定义为五种信息类型，所述 五种信息类型包括信息类型标识、发送方节点标识、接收方节点标识、总线标识和帖标识； 其次，定义每种信息类型对应的交互信息内容，确定主节点和从节点，W主节点作为信息交 互的发送方，发起信息交互；最后，定义信息交互故障类型，并基于该故障类型，对每种信息 类型进行检测，若出现该故障类型则切换总线，完成CAN总线的双冗余热备份。其中，所述 故障类型包括主节点发送错误、主节点在预设时间内未接收到从节点的数据和主节点接收 到的数据无效。由于在输出传输过程中，需要根据每帖数据包的长短改变节点的发送和接 收方式，因此，该方法进一步包括检测当前CAN总线传输的每帖数据包的长度，根据每帖数 据包的长度选用单帖格式或多帖格式发送/接收。其中，所述数据包长度不足8字节时，采 用单帖模式；所述数据包长度大于8字节时，擦用多帖格式。 如图2所示，本专利技术应用的CAN总线接口的示意图，该接口包括外部设备接口、第 一总线接口和第二总线接口；所述外部设备接口和第一总线接口之间依次设有第一总线控 审IJ器和第一总线驱动器；所述外部设备接口和第二总线接口之间设有第二总线控制器和第 二总线驱动器。所述第一总线控制器和第一总线驱动器之间与所述第二总线控制器和第二 总线驱动器之间分别通过高速光禪隔离。所述高速光禪两端分别采用隔离直流电源供电。 本专利技术所述技术方案从信息传输层面定义了 5类信息类型，覆盖所有的信息交互 方式，均为"一问一答";从而能够保证CAN总线的通讯是由主节点发起的，从节点是不允许 主动发送数据的。整个CAN总线的故障判定和冗余软切换由主节点来进行控制。 根据CAN总线故障主要分S种情况：a)数据帖发送错误； b)在规定时间内未接收到应答帖； C)接收到的应答帖无效。 针对上述的S种故障，主节点采取不同的检测方式；一旦检测到故障，则进行总线 切换，主节点通过另外一条总线重新发送数据帖，从而实现CAN总线的双冗余热备份。 下面通过一组实施例对本专利技术做进一步说明： 本实例使用CAN2.OB协议中的标准帖，标准帖中各位域的定义如表1所示。将 仲裁域的11位（ID28~18)定义为5部分：信息类型标识（ID28~26)、发送方节点标识 (ID25~23)、接收方节点标识（ID22~20)、总线标识（ID19)、帖标识（ID18)。 表1标准帖格式 其中，5种信息类型的定义如表2所示。对CAN总线上的交互信息内容按照如表2 所示的规定进行分类定义，确定主节点和从节点。主节点作为信息交互的发送方，发起信息 交互。 表2信息类型含义 由于CAN总线每帖数据最多只能发送8个字节，因此： a)当传输的数据包长度不足8字节时，采当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双冗余热备份方法，其特征在于，该方法的步骤包括用户将CAN协议中标准帧的仲裁域定义为五种信息类型，所述五种信息类型包括信息类型标识、发送方节点标识、接收方节点标识、总线标识和帧标识；定义每种信息类型对应的交互信息内容，确定主节点和从节点；定义信息交互故障类型，并基于该故障类型，对每种信息类型进行检测，若出现该故障类型则切换总线，完成CAN总线的双冗余热备份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵明，陈彧欣，雷峰成，
申请(专利权)人：北京电子工程总体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11