CAN总线模拟监控方法技术

本发明专利技术属于CAN总线通信工程技术领域，具体涉及一种CAN总线模拟监控方法。与现有技术相比，本发明专利技术设计的CAN总线模拟监控方案利用硬件方案和逻辑架构的优势，提高了数据传输的实时性；另外，增加了触发控制数据收发、设置定时时间完成数据发送和可设置的数据屏蔽接收等功能。提高了CAN总线在不同的行业应用中的适应性，满足各类使用需求。

【技术实现步骤摘要】
CAN总线模拟监控方法
本专利技术属于CAN总线通信工程
，具体涉及一种CAN总线模拟监控方法。
技术介绍
随着信息技术的快速发展，用户对基于CAN总线通信的实时性需求越来越高。与此同时，对定时收发数据、触发控制收发数据等功能也有了更多的使用要求，尤其是在可靠性和安全性要求较高的行业。但是当前大多数成熟的CAN通信模块或板卡实时性在ms级，不具备定时收发数据或通过触发控制数据收发等功能，对部分应用CAN总线通信行业的产品性能造成了限制。市面上主流的CAN通信模块或板卡存在以下不足：1)实时性差。CAN通信模块或CAN卡工作频率低，协议解析、数据处理步骤复杂，在收到发送指令后，无法在10us时间内将数据发送至CAN总线，容易造成同一CAN总线网络中各个CAN节点相应不同步，产生不确定的延时，影响整个网络中基于CAN总线的逻辑判断和控制。2)触发控制数据收发功能不足。目前多数CAN通信模块或CAN卡触发源只有一个、触发条件单一，面向对象简单，通过外部中断触发，导致不具备触发发送功能，或通过触发控制数据发送的功能单一，只能通过触发信号决定数据是否发送，不能通过触发信号有选择的控制发送某一类或某几类数据。3)不具备定时发送功能。目前多数CAN通信模块或CAN卡只有最基本的数据接收或数据发送功能，未考虑复杂工业控制场景，不具备定时发送功能，无法设定将来的某个时间点，即当时间点到时，无法完成数据自动发送。4)数据屏蔽接收功能不足。现有的多数CAN通信模块或CAN卡的数据屏蔽接收功能不足，只能根据帧类型、帧ID进行屏蔽接收，对帧格式或帧内容不具备是否进行屏蔽接收的选择功能。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是：解决当前CAN通信模块或CAN卡实时性差、触发控制数据收发功能不足、不具备定时发送功能、数据屏蔽接收功能不足等问题，完善其功能，提高CAN总线在不同的行业应用中的适应性，满足各类使用需求。(二)技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提供一种CAN总线模拟监控方法，所述CAN总线模拟监控方法基于CAN总线模拟监控系统来实施，所述CAN总线模拟监控系统包括：CAN总线收发器、复位计时器、复位模块、设置模块、校准时钟模块、计时器清零模块、缓存模块、提取模块、待发送数据存储模块、解析模块、时间点更新模块、监测模块；其中，所述待发送数据存储模块包括第一发送缓冲区、第二发送缓冲区、第三发送缓冲区；具体而言，所述CAN总线模拟监控方法包括如下步骤：步骤1：CAN总线模拟监控系统上电；步骤2：复位模块进行复位；从第一个有效时钟开始，启动复位计时器，复位计时时间结束后，复位模块结束复位；此过程CAN总线模拟监控系统中各个模块恢复到初始状态；步骤3：设置模块设置CAN总线收发器的工作模式、本地ID号、目的ID号、需屏蔽的ID号、波特率；步骤4：校准时钟模块发出校准时钟脉冲，计时器清零模块以此脉冲为基准，脉冲到达时刻为零时刻，清零计时器1、清零计时器2、清零计时器3，三个计时器重新计时；步骤5：CAN总线收发器接收上位机数据和指令，边接收边存储，将数据和指令分别存储到缓存模块指定地址的缓存中；步骤6：提取模块从缓存模块缓存中取出第一帧数据，存储到待发送数据存储模块的第一发送缓冲区；步骤7：提取模块从缓存模块缓存中读取第一帧指令；步骤8：解析模块解析第一帧指令；步骤9：时间点更新模块根据指令中含有数据的发送时间点，将解析出的时间点更新到步骤4的计时器1中；步骤10：提取模块从缓存模块缓存中取出第二帧数据，存储到待发送数据存储模块的第二发送缓冲区；步骤1：提取模块从缓存模块缓存中读取第二帧指令；步骤12：解析模块解析第二帧指令；步骤13：时间点更新模块根据指令中含有数据的发送时间点，将解析出的时间点更新到步骤4的计时器2中；步骤14：提取模块从缓存模块缓存中取出第三帧数据，存储到待发送数据存储模块的第三发送缓冲区；步骤15：提取模块从缓存模块缓存中读取第三帧指令；步骤16：解析模块解析第三帧指令；步骤17：时间点更新模块根据指令中含有数据的发送时间点，将解析出的时间点更新到步骤4的计时器3中；步骤18：CAN总线收发器等待计时器1计时时间结束；步骤19：CAN总线收发器等到计时器1时间到，按照设置好的工作模式、波特率，发送本地ID号、目的ID号、第一缓冲区数据；步骤20：具体包括：步骤201、CAN总线收发器等待计时器2计时时间结束；步骤202、监测模块监测第一缓冲区数据发送是否完成；如果第一缓冲区数据发送完成，提取模块从缓存模块缓存读取第四帧数据，写入第一缓冲区，否则监测模块继续监测；步骤21：具体包括：步骤211、CAN总线收发器等到计时器2时间到，按照设置好的工作模式、波特率，发送本地ID号、目的ID号、发送第二缓冲区数据；步骤212、提取模块从缓存模块缓存读取第四帧指令，解析模块解析指令，解析出第四帧数据发送时间点，时间点更新模块将时间点更新到计时器1中；步骤22：具体包括：步骤221、CAN总线收发器等待计时器3计时时间结束；步骤222、监测模块监测第二缓冲区数据发送是否完成；如果第二缓冲区数据发送完成，提取模块从缓存模块缓存读取第五帧数据，写入第二缓冲区，否则监测模块继续监测；步骤23：具体包括：步骤231、CAN总线收发器等到计时器3时间到，按照设置好的工作模式、波特率，发送本地ID号、目的ID号、发送第三缓冲区数据；步骤232、提取模块从缓存模块缓存读取第五帧指令，解析模块解析指令，解析出第五帧数据发送时间点，时间点更新模块将时间点更新到计时器2中；步骤24：具体包括：步骤241、监测模块监测第三缓冲区数据发送是否完成；如果第三缓冲区数据发送完成，提取模块从缓存模块缓存读取第六帧数据，写入第三缓冲区，否则监测模块继续监测；步骤242、CAN总线收发器等待计时器2计时时间到；步骤25：跳转至步骤18，直至数据全部发送完成。(三)有益效果本专利技术技术方案通过采取上述技术措施，可有效解决目前现有CAN通信模块或板卡功能单一、性能不足、适应性差等问题。具体来说：(1)该技术方案采用新的硬件方案和逻辑架构设计，提高了数据收发的实时性，保证在收到发送指令后的10us内将数据发送至CAN总线上，保证了当前CAN节点所在的整个网络的时间同步，降低了延时误差，提高了基于当前CAN总线控制的准确性。(2)该技术方案增加了触发控制数据收发的功能，以满足各类测控行业通过触发信号发送各类指令，控制单系统或整个系统执行、完成某些动作。(3)该技术方案增加了定时发送功能，通过设置定时时间，可以在将来某一时刻发送数据指令，控制执行器完成动作。(4)该技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CAN总线模拟监控方法，其特征在于，所述CAN总线模拟监控方法基于CAN总线模拟监控系统来实施，所述CAN总线模拟监控系统包括：CAN总线收发器、复位计时器、复位模块、设置模块、校准时钟模块、计时器清零模块、缓存模块、提取模块、待发送数据存储模块、解析模块、时间点更新模块、监测模块；其中，所述待发送数据存储模块包括第一发送缓冲区、第二发送缓冲区、第三发送缓冲区；/n具体而言，所述CAN总线模拟监控方法包括如下步骤：/n步骤1：CAN总线模拟监控系统上电；/n步骤2：复位模块进行复位；从第一个有效时钟开始，启动复位计时器，复位计时时间结束后，复位模块结束复位；此过程CAN总线模拟监控系统中各个模块恢复到初始状态；/n步骤3：设置模块设置CAN总线收发器的工作模式、本地ID号、目的ID号、需屏蔽的ID号、波特率；/n步骤4：校准时钟模块发出校准时钟脉冲，计时器清零模块以此脉冲为基准，脉冲到达时刻为零时刻，清零计时器1、清零计时器2、清零计时器3，三个计时器重新计时；/n步骤5：CAN总线收发器接收上位机数据和指令，边接收边存储，将数据和指令分别存储到缓存模块指定地址的缓存中；/n步骤6：提取模块从缓存模块缓存中取出第一帧数据，存储到待发送数据存储模块的第一发送缓冲区；/n步骤7：提取模块从缓存模块缓存中读取第一帧指令；/n步骤8：解析模块解析第一帧指令；/n步骤9：时间点更新模块根据指令中含有数据的发送时间点，将解析出的时间点更新到步骤4的计时器1中；/n步骤10：提取模块从缓存模块缓存中取出第二帧数据，存储到待发送数据存储模块的第二发送缓冲区；/n步骤1：提取模块从缓存模块缓存中读取第二帧指令；/n步骤12：解析模块解析第二帧指令；/n步骤13：时间点更新模块根据指令中含有数据的发送时间点，将解析出的时间点更新到步骤4的计时器2中；/n步骤14：提取模块从缓存模块缓存中取出第三帧数据，存储到待发送数据存储模块的第三发送缓冲区；/n步骤15：提取模块从缓存模块缓存中读取第三帧指令；/n步骤16：解析模块解析第三帧指令；/n步骤17：时间点更新模块根据指令中含有数据的发送时间点，将解析出的时间点更新到步骤4的计时器3中；/n步骤18：CAN总线收发器等待计时器1计时时间结束；/n步骤19：CAN总线收发器等到计时器1时间到，按照设置好的工作模式、波特率，发送本地ID号、目的ID号、第一缓冲区数据；/n步骤20：具体包括：/n步骤201、CAN总线收发器等待计时器2计时时间结束；/n步骤202、监测模块监测第一缓冲区数据发送是否完成；如果第一缓冲区数据发送完成，提取模块从缓存模块缓存读取第四帧数据，写入第一缓冲区，否则监测模块继续监测；/n步骤21：具体包括：/n步骤211、CAN总线收发器等到计时器2时间到，按照设置好的工作模式、波特率，发送本地ID号、目的ID号、发送第二缓冲区数据；/n步骤212、提取模块从缓存模块缓存读取第四帧指令，解析模块解析指令，解析出第四帧数据发送时间点，时间点更新模块将时间点更新到计时器1中；/n步骤22：具体包括：/n步骤221、CAN总线收发器等待计时器3计时时间结束；/n步骤222、监测模块监测第二缓冲区数据发送是否完成；如果第二缓冲区数据发送完成，提取模块从缓存模块缓存读取第五帧数据，写入第二缓冲区，否则监测模块继续监测；/n步骤23：具体包括：/n步骤231、CAN总线收发器等到计时器3时间到，按照设置好的工作模式、波特率，发送本地ID号、目的ID号、发送第三缓冲区数据；/n步骤232、提取模块从缓存模块缓存读取第五帧指令，解析模块解析指令，解析出第五帧数据发送时间点，时间点更新模块将时间点更新到计时器2中；/n步骤24：具体包括：/n步骤241、监测模块监测第三缓冲区数据发送是否完成；如果第三缓冲区数据发送完成，提取模块从缓存模块缓存读取第六帧数据，写入第三缓冲区，否则监测模块继续监测；/n步骤242、CAN总线收发器等待计时器2计时时间到；/n步骤25：跳转至步骤18，直至数据全部发送完成。/n...

【技术特征摘要】
1.一种CAN总线模拟监控方法，其特征在于，所述CAN总线模拟监控方法基于CAN总线模拟监控系统来实施，所述CAN总线模拟监控系统包括：CAN总线收发器、复位计时器、复位模块、设置模块、校准时钟模块、计时器清零模块、缓存模块、提取模块、待发送数据存储模块、解析模块、时间点更新模块、监测模块；其中，所述待发送数据存储模块包括第一发送缓冲区、第二发送缓冲区、第三发送缓冲区；
具体而言，所述CAN总线模拟监控方法包括如下步骤：
步骤1：CAN总线模拟监控系统上电；
步骤2：复位模块进行复位；从第一个有效时钟开始，启动复位计时器，复位计时时间结束后，复位模块结束复位；此过程CAN总线模拟监控系统中各个模块恢复到初始状态；
步骤3：设置模块设置CAN总线收发器的工作模式、本地ID号、目的ID号、需屏蔽的ID号、波特率；
步骤4：校准时钟模块发出校准时钟脉冲，计时器清零模块以此脉冲为基准，脉冲到达时刻为零时刻，清零计时器1、清零计时器2、清零计时器3，三个计时器重新计时；
步骤5：CAN总线收发器接收上位机数据和指令，边接收边存储，将数据和指令分别存储到缓存模块指定地址的缓存中；
步骤6：提取模块从缓存模块缓存中取出第一帧数据，存储到待发送数据存储模块的第一发送缓冲区；
步骤7：提取模块从缓存模块缓存中读取第一帧指令；
步骤8：解析模块解析第一帧指令；
步骤9：时间点更新模块根据指令中含有数据的发送时间点，将解析出的时间点更新到步骤4的计时器1中；
步骤10：提取模块从缓存模块缓存中取出第二帧数据，存储到待发送数据存储模块的第二发送缓冲区；
步骤1：提取模块从缓存模块缓存中读取第二帧指令；
步骤12：解析模块解析第二帧指令；
步骤13：时间点更新模块根据指令中含有数据的发送时间点，将解析出的时间点更新到步骤4的计时器2中；
步骤14：提取模块从缓存模块缓存中取出第三帧数据，存储到待发送数据存储模块的第三发送缓冲区；
步骤15：提取模块从缓存模块缓存中读取第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：张榕，孙笠森，孟琪，安鹏伟，刘冬，李世峰，康建涛，王欣，吕方雷，柴振达，
申请(专利权)人：北京京航计算通讯研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11