一种CAN总线ID的自动配置系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种CAN总线ID自动配置系统，在CAN总线设备中包括总线控制器和节点1～N，总线控制器和所有节点均挂在CAN总线上，分别与CAN总线通信信号CAN_H和CAN_L相连接，在CAN总线上的总线控制器和每个节点上各增加一对RS422串行收发信号，通过RS422串行收发信号将总线上所有节点串接起来，连接成菊花链式的拓扑结构。本发明专利技术还提供一种使用上述CAN总线ID自动配置系统进行CAN总线ID自动配置的方法。本发明专利技术相比现有技术具有以下优点：1、该CAN总线ID自动配置方法简单便捷，所有节点ID号的配置均由系统自动完成，无需进行设置和人工干预。2、系统电缆走线简单，ID配置信号无需单独电缆走线。

【技术实现步骤摘要】
一种CAN总线ID的自动配置系统和方法
本专利技术涉及工业现场领域，特别涉及一种现场总线—CAN(ControllerAreaNetwork)总线的ID(Identification)自动配置系统和方法。
技术介绍
随着微电子、自动控制技术、计算机技术和通信技术的快速发展，数字化已普遍应用到工业现场设备，并作为一种趋势渗透到自动控制领域。现场总线技术也应运而生，将具有控制功能和信息处理能力的各种现场设备、装置连接成网络系统。作为现场总线之一的CAN总线，是由德国Bosch公司于1981年制定的，具有高可靠、低成本、使用灵活等特点。不仅被汽车电子普遍采用，也逐渐被广泛应用于自动控制、智能测控、国防军工等领域。CAN总线的信号传输介质为双绞线，通信速率最高可达1Mbps，通信距离最远可达10km，同一总线上的节点最多为110个。CAN总线的信号传输具有较强的抗干扰能力，支持多主方式工作，支持点对点、一点对多点和广播方式收发数据，具有突出的可靠性、实时性和灵活性。由于CAN总线节点均挂在同一总线上，每一个节点均有唯一的ID号，系统通过ID号对总线节点进行识别。传统的CAN总线ID配置方式主要有两种，一种是采用拨码开关的方式对ID号进行设置。这种方式虽然可以保证系统软件程序的一致性，但是需要操作者对系统进行人工干预。另外一种方法是将ID号固化到程序中，或者将ID号固化入存储器件内。这种方法会导致程序版本多样化，造成后期维护过程中需要使用专门设备对ID号进行管理维护。以上这两种方法在使用中均存在一定的不足。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供了一种简单便捷的CAN总线ID自动配置系统和方法，所有节点ID号的配置均由系统自动完成，无需进行设置和人工干预。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种CAN总线ID自动配置系统，在CAN总线设备中包括总线控制器和节点1～N，总线控制器和所有节点均挂在CAN总线上，分别与CAN总线通信信号CAN_H和CAN_L相连接，在CAN总线上的总线控制器和每个节点上各增加一对RS422串行收发信号，通过RS422串行收发信号将总线上所有节点串接起来，连接成菊花链式的拓扑结构。作为优化的结构，ID设置信号与CAN总线通信信号在同一根电缆走线，即只需要增加2根芯线，而不需要单独另走电缆。作为具体的方案，总线控制器的“RS422_发”信号端连接节点1的“RS422_收”信号端，节点1的“RS422_发”信号端连接节点2的“RS422_收”信号端，依此类推，当前节点的“RS422_收”信号端连接上一个节点的“RS422_发”信号端；而当前节点的“RS422_发”信号端连接下一个节点的“RS422_收”信号端，最终，总线上最后一个节点—节点N的“RS422_发”信号端连接到总线控制器的“RS422_收”信号端。本专利技术还提供一种使用上述CAN总线ID自动配置系统进行CAN总线ID自动配置的方法，当CAN总线设备上电后，总线控制器开始发送ID配置指令和初始ID号(初始ID号可置为“ID+0”)，那么节点1收到ID配置指令和初始ID号后，将初始ID号加1，则节点1的ID号设置为“ID+1”，然后将ID配置指令和节点1的ID号发送给节点2，依此类推，当总线上的某节点接收到上一节点发送的ID配置指令和ID号后，把接收到的ID号加1作为当前节点的ID号进行设置，然后将ID配置指令和当前节点的ID号发送给下一节点，直到总线上的最后一个节点ID配置完成后，将ID配置指令和该节点的ID号发送给总线控制器，总线控制器如果在限定时间内收到ID配置指令和节点的ID号，则ID自动配置成功。作为进一步的方案，CAN总线ID自动配置方法还包括下述步骤：总线上的节点连接中，第M个节点和第M+1个节点之间发生信号断路故障，会造成系统ID配置指令失败，若总线控制器在限定时间内没有接收到ID配置指令和节点的ID号，会启动总线信号断路检查流程。作为进一步的方案，所述总线信号断路检查流程包括下述步骤：初始化时，先初始ID号，初始ID号置为“ID+0”，检测时，将节点的ID号加1作为当前检测节点的ID号，然后由总线控制器通过CAN总线链路向当前节点发送询问指令，如果在限定时间内，总线控制器能够通过CAN总线收到正确的询问应答信息，则对下一节点继续进行询问；如果在限定时间内没有收到应答信息，则系统报总线信号断路故障并对断路位置进行定位。本专利技术相比现有技术具有以下优点：1、该CAN总线ID自动配置方法简单便捷，所有节点ID号的配置均由系统自动完成，无需进行设置和人工干预。2、系统电缆走线简单，ID配置信号无需单独电缆走线。ID配置信号与CAN总线通信信号可以在同一根电缆中走线，仅需在电缆中增加2根芯线即可。附图说明图1是本专利技术实施例CAN总线ID自动配置信号连接示意图；图2本专利技术实施例CAN总线ID自动配置流程图；图3是本专利技术实施例CAN总线信号断路故障示意图；图4是本专利技术实施例CAN总线信号断路检测流程图。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。图1为CAN总线ID自动配置信号连接示意图，在CAN总线设备中包括总线控制器和节点1～N，总线控制器和所有节点均挂在CAN总线上，分别与CAN总线通信信号CAN_H和CAN_L相连接。为实现CAN总线ID自动配置功能，在总线控制器和每个节点上各增加一对RS422串行收发信号。总线控制器的“RS422_发”信号端连接节点1的“RS422_收”信号端，节点1的“RS422_发”信号端连接节点2的“RS422_收”信号端。依此类推，当前节点的“RS422_收”信号端连接上一个节点的“RS422_发”信号端；而当前节点的“RS422_发”信号端连接下一个节点的“RS422_收”信号端。最终，总线上最后一个节点—节点N的“RS422_发”信号端连接到总线控制器的“RS422_收”信号端。这样，通过RS422串行收发信号，CAN总线上的总线控制器和所有节点首尾相连，连接成了菊花链式的拓扑结构。图2为CAN总线ID自动配置流程图，当CAN总线设备上电后，总线控制器开始发送ID配置指令和初始ID号(初始ID号可置为“ID+0”)。当节点1收到总线控制器的ID配置指令和初始ID号后，将初始ID号加1，则节点1的ID号设置为“ID+1”，然后将ID配置指令和节点1的ID号发送给节点2。依此类推，当总线上的某节点接收到上一节点发送的ID配置指令和ID号后，把接收到的ID号加1作为当前节点的ID号进行设置，然后将ID配置指令和当前节点的ID号发送给下一节点。直到总线上的最后一个节点ID配置完成后，将ID配置指令和该节点的ID号发送给总线控制器，总线控制器检测在限定时间内是否收到ID配置指令和节点的ID号，若收到ID配置指令和节点的ID号，则ID自动配置成功；若未收到ID配置指令和节点的ID号，则启动总线信号断路检查流程。图3为CAN总线信号断路故障示意图，CAN总线设备在使用过程中，出现较多的是由于节点的总线信号连接器接触不良，造成信号断路故障。图3中总线上的节点连接中，第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CAN总线ID自动配置系统，其特征在于，在CAN总线设备中包括总线控制器和节点1～N，总线控制器和所有节点均挂在CAN总线上，分别与CAN总线通信信号CAN_H和CAN_L相连接，在CAN总线上的总线控制器和每个节点上各增加一对RS422串行收发信号，通过RS422串行收发信号将总线上所有节点串接起来，连接成菊花链式的拓扑结构。

【技术特征摘要】
1.一种CAN总线ID自动配置系统，其特征在于，在CAN总线设备中包括总线控制器和节点1～N，总线控制器和所有节点均挂在CAN总线上，分别与CAN总线通信信号CAN_H和CAN_L相连接，在CAN总线上的总线控制器和每个节点上各增加一对RS422串行收发信号，通过RS422串行收发信号将总线上所有节点串接起来，连接成菊花链式的拓扑结构。2.根据权利要求1所述的CAN总线ID自动配置系统，其特征在于，CAN总线通信信号与ID设置信号在同一根电缆中走线。3.根据权利要求1所述的CAN总线ID自动配置系统，其特征在于，总线控制器的“RS422_发”信号端连接节点1的“RS422_收”信号端，节点1的“RS422_发”信号端连接节点2的“RS422_收”信号端，依此类推，当前节点的“RS422_收”信号端连接上一个节点的“RS422_发”信号端；而当前节点的“RS422_发”信号端连接下一个节点的“RS422_收”信号端，最终，总线上最后一个节点—节点N的“RS422_发”信号端连接到总线控制器的“RS422_收”信号端。4.一种使用上述权利要求1-3任一项所述的CAN总线ID自动配置系统进行CAN总线ID自动配置的方法，其特征在于，当CAN总线设备上电后，总线控制器开始发送ID配置指令和初始ID号，那么节点1收到ID配置指令和初始ID号后，将初始ID号加1，然后将I...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏勇，尤路，卢德辉，陈留国，郭寒冰，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：安徽,34