一种AUV的冗余备份检测方法技术

本发明专利技术涉及一种AUV的冗余备份检测方法，包括以下步骤：AUV内部的某一节点对相关节点发送心跳包，并对自身的以太网通信状态进行检测并处理；对自身CAN通信状态进行检测并处理；对自身485设备通信状态进行检测并处理；对自身232设备通信状态进行检测并处理；对自身422设备通信状态进行检测并处理；对相关节点请求进行检测并处理。本发明专利技术经济高效。本发明专利技术自动进行冗余备份的动态切换，提高的水下机器人的生存时间，航行安全性和作业时间，提高了系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种AUV的冗余备份检测方法。该专利技术适用于分布式AUV系统。
技术介绍
目前AUV(AutonomousUnderwaterVehicle)功能越来越强大，设计越来越复杂，自身携带有大量传感器和动力设备，控制计算机自身所带有的硬件资源有限，使用一台控制计算机管理数量如此庞大的设备可能无法满足要求，使用分布式系统是一种很好的解决方法。分布式各节点间使用冗余备份方法，将分布于各处的资源综合利用，并将功能由单个节点转移到多个，从而提高效率，可以避免由于单个节点失效而使整个系统崩溃的危险。节点间通过“心跳包”相互传递信息，对“心跳包”的处理将会直接影响冗余备份节点切换的准确性，实时性。
技术实现思路
针对上述技术不足，为了能够实现节点切换的准确性，实时性,本专利技术提供一种AUV的冗余备份检测方法。该方法可以在复杂的轨道环境中，快速的提供给天车最短的移动路线。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种AUV的冗余备份检测方法，包括以下步骤：AUV内部的某一节点对相关节点发送心跳包，并对自身的以太网通信状态进行检测并处理；对自身CAN通信状态进行检测并处理；对自身485设备通信状态进行检测并处理；对自身232设备/422设备通信状态进行检测并处理；对相关节点请求进行检测并处理。所述对相关节点发送心跳包具体为：将心跳包通过以太网和/或CAN总线发送至互为备份的相关节点。所述心跳包的内容包括自身通信状态、自身请求以及对备份节点的应答。所述自身通信状态包括自身以太网通信状态、自身CAN通信状态、自身232通信状态、自身485通信状态、自身422通信状态。所述对备份节点的应答包括即不响应、同意接管、启动备份。所述对自身的以太网通信状态进行检测并处理包括以下步骤：1)无任何数据时，该节点以太网故障，通过CAN总线查看相关节点以太网状态；如果相关节点以太网相同故障，则以太网故障，并通报故障处理；如果相关节点以太网正常，请求接管标识置位；2)无相关节点数据时，自身以太网正常，相关节点死机或发送故障，查看自身CAN状态；如果接收到相关节点CAN数据，则不做处理；如果无法收到相关节点CAN数据，则相关节点死机，启动备份标识置位；3)参考节点无数据时，参考节点故障并通报；4)以太网发送故障时，查看相关节点以太网状态；当相关节点发送正常时，请求接管标识置位；当相关节点也发送故障时，参考节点接收故障并通报。所述对自身CAN通信状态进行检测并处理包括以下步骤：(1)无任何数据时，检测相关节点CAN状态，如果相关节点出现相同故障，则CAN总线故障并通报；如果相关节点CAN功能正常，请求接管标识置位。(2)无相关节点数据时，如果以太网中相关节点正常，不做处理；如果以太网中相关节点故障，启动备份标识置位。(3)某设备无数据时，可以接收到其它设备数据时，该设备故障并通报。所述对自身232设备/422设备通信状态进行检测并处理包括以下步骤：无设备数据时，如果相关节点设备正常，则自身端口故障，请求接管标识置位；如果相关节点该设备故障，则相关节点设备故障并通报。所述对自身485设备通信状态进行检测并处理包括以下步骤：当某节点为主通信节点时，如果相关节点无设备数据、无监听数据，则请求接管标识置位；如果相关节点无设备数据、有监听数据，则设备故障并通报；当某节点为从通信节点时，当无设备数据但有监听数据时，则设备故障并通报；当无设备数据且无监听数据时，如果相关节点正常，请求接管标识置位。所述对相关节点请求进行检测并处理包括以下步骤：当接收到相关节点请求时，检测自身状态；如果自身满足接管条件，发送同意接管指令并等待相关节点发送关闭软件指令；在规定时间内收到关闭软件指令，启动备份标识；如果没有收到关闭软件指令，继续运行，不做响应；如果自身不满足接管条件，不做响应本专利技术具有以下有益效果及优点：1.本专利技术方法简单和应用广泛。本专利技术无需其他辅助装置，程序能够自动对自身设备状态进行评估，并进行冗余备份的动态切换。2.本专利技术经济高效。本专利技术自动进行冗余备份的动态切换，提高的水下机器人的的生存时间，航行安全性和作业时间，提高了系统的可靠性。附图说明图1是本专利技术节点组成示意图；图2是节点与对应设备组成示意图；图3是本专利技术的检测算法流程图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明。一种AUV的冗余备份检测方法，需要如下的设备：如图1所示，自动驾驶计算机，用于实时监控AUV系统自身的设备运行状态，以及备份节点的运行状态，一台自动驾驶计算机即为一个节点，本系统中采用5台自动驾驶计算机，即5个节点。自动驾驶计算机硬件资源包含以太网，CAN总线，串口232，串口485，串口422。CAN接口设备，系统中传感器通信方式为CAN，与互为备份两个节点组成网络。串口232设备，系统中传感器通信方式为232，与互为备份两个节点组成网络。串口485设备，系统中传感器通信方式为485，与互为备份两个节点组成网络。串口422设备，系统中传感器通信方式为422，与互为备份两个节点组成网络。如图2所示，AUV中有两个节点，同一个设备连接至两个节点，两个节点同时接收设备数据，但仅接受“主”节点控制，节点间通过两种通信介质传输“心跳包”，“心跳包”不仅包含节点自身的运行状态，同时包含该节点所携带设备的状态，依照对“心跳包”的处理策略，保证实现节点切换的准确性，实时性。提高AUV不间断运行时间。节点间通过“心跳包”相互传递信息，保证冗余备份节点切换准确实时。冗余备份检测方法的预处理包括：确定AUV中各节点和设备的总线类型和相关电气类型；根据对应总线类型建立协议，确定节点间的组网方式和冗余备份检测的映射。控制计算机采用风河公司的Vxwork6.8实时操作系统，其编译环境为Workbench3.2，运行编译环境的操作系统为WindowsXP。CAN标准帧格式存在有11位标识位，其中标识位的后5位表示数据模式。方法中使用数据模式28～31进行数据交互。节点获取以太网数据并存储，获取CAN数据并存储。相关节点通过以太网和CAN发送数据，内容完全相同，将获取结果存储一份。一种AUV的冗余备份检测方法，包括以下步骤：对自身以太网通信状态进行估算并处理；对自身CAN通信状态进行估算并处理；对自身232通信状态进行估算并处理；对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种AUV的冗余备份检测方法，其特征在于包括以下步骤：AUV内部的某一节点对相关节点发送心跳包，并对自身的以太网通信状态进行检测并处理；对自身CAN通信状态进行检测并处理；对自身485设备通信状态进行检测并处理；对自身232设备/422设备通信状态进行检测并处理；对相关节点请求进行检测并处理。

【技术特征摘要】
1.一种AUV的冗余备份检测方法，其特征在于包括以下步骤：
AUV内部的某一节点对相关节点发送心跳包，并对自身的以太网通信状态进
行检测并处理；
对自身CAN通信状态进行检测并处理；
对自身485设备通信状态进行检测并处理；
对自身232设备/422设备通信状态进行检测并处理；
对相关节点请求进行检测并处理。
2.根据权利要求1所述的一种AUV的冗余备份检测方法，其特征在于所述对相
关节点发送心跳包具体为：将心跳包通过以太网和/或CAN总线发送至互为备份
的相关节点。
3.根据权利要求1所述的一种AUV的冗余备份检测方法，其特征在于所述心跳
包的内容包括自身通信状态、自身请求以及对备份节点的应答。
4.根据权利要求3所述的一种AUV的冗余备份检测方法，其特征在于所述自身
通信状态包括自身以太网通信状态、自身CAN通信状态、自身232通信状态、
自身485通信状态、自身422通信状态。
5.根据权利要求1所述的一种AUV的冗余备份检测方法，其特征在于所述对备
份节点的应答包括即不响应、同意接管、启动备份。
6.根据权利要求1所述的一种AUV的冗余备份检测方法，其特征在于所述对自
身的以太网通信状态进行检测并处理包括以下步骤：
1)无任何数据时，该节点以太网故障，通过CAN总线查看相关节点以太网
状态；如果相关节点以太网相同故障，则以太网故障，并通报故障处理；如果
相关节点以太网正常，请求接管标识置位；
2)无相关节点数据时，自身以太网正常，相关节点死机或发送故障，查看自
身CAN状态；如果接收到相关节点CAN数据，则不做处理；如果无法收到相
关节点CAN数据，则相关节点死机，启动备份标识置位；
3)参考节点无数据时，参考节点故障并通报；
4)以太网发送故障时，查看相关节点以太网状态；当相关节点发送正常时，

【专利技术属性】
技术研发人员：于闯，刘肖宇，李宁，贾松力，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21