一种CAN总线间的负载均衡控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种CAN总线间的负载均衡控制系统，包括两条CAN总线、主节点设备以及控制器；所述控制器与所述主节点设备相连；所述控制器包括先进先出存储器；所述先进先出存储器用于缓存所述主节点设备的发送数据；所述先进先出存储器具有目标队列深度；所述目标队列深度与发送帧数阈值相同。该系统通过设置备用CAN总线的设计方法，以及引入先进先出(F I FO)队列思路，设计一种全新的负载均衡控制算法，实现在高负载时，采用备用CAN总线传输数据，达到将负载目的，使整个CAN总线负载均衡，保障数据实时和稳定传输。可以实现CAN总线均衡负载值动态配置，实现灵活，提升CAN总线传输效率和稳定性。效率和稳定性。效率和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种CAN总线间的负载均衡控制系统


[0001]本专利技术涉及数据传输
，特别是涉及一种可以实现CAN总线均衡负载值动态配置的CAN总线间的负载均衡控制系统。

技术介绍

[0002]CAN总线也称控制器局域网，顾名思义，是个控制系统。因为CAN总线数据传输速度快，抗干扰能力强，信息传输延迟性低，所以被广泛的应用在汽车控制以及工业自动化控制等领域里。
[0003]所谓CAN总线负载率，指的是CAN总线上传输的信息量除以理论上通讯速率下总线上可传输的最大信息量。比如说，一条总线在100Kbps的通讯速率下，它一秒钟最多可以通过10000帧的数据。总线在100Kbps通讯速率下，理论上最多可以在一秒通过10000帧数据。如果当前使用中CAN总线满负载运行，非常容易出现传输错误。
[0004]从总线负载率上讲，CAN总线的负载率需要控制在60％或以下，负载率越高，代表需要发送的数据越多，相对来说低优先级节点发生通讯延迟的概率越大。根据实验表明，负载率在30％的情况下，优先级高节点的平均报文传输时间和理论传输时间相差无几；而优先级低的存在20％左右的延时；当负载率达到60％的情况下，优先级最高的节点都有25％的延时，优先级最低的延时达到了4倍，根本无法满足实时性；当总线的平均利用率达到70％以上时，总线的通信将有可能出现拥堵的现象，极端的情况下将有可能造成错误帧的出现。因此，负载率当然是越低越好越能保证实时性，但是负载率太低就无法传输足够的数据，在数据量大的时候无法保证实时性。一般30％左右的负载率是最好的。
[0005]然而，现有技术中基本没有对CAN总线负载率进行均衡控制，保证总线负载率在较为理想状态，采用的都是有数据直接从CAN总线发送数据，使得总线负载增加，进而造成总线传输稳定性得不到保障。
[0006]因此，如何提供一种负载均衡控制方法，实现对CAN总线负载率进行控制，是迫切需要本领域技术人员解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]鉴于上述问题，本专利技术提供一种克服上述问题或者部分地解决上述问题的一种CAN总线间的负载均衡控制系统。解决了CAN总线在负载增加时传输的实时性和稳定性的问题。
[0008]本专利技术提供了如下方案：
[0009]一种CAN总线间的负载均衡控制系统，包括：
[0010]两条CAN总线、主节点设备以及控制器；
[0011]所述控制器与所述主节点设备相连；所述控制器包括先进先出存储器；所述先进先出存储器用于缓存所述主节点设备的发送数据；所述先进先出存储器具有目标队列深度；所述目标队列深度与发送帧数阈值相同；
[0012]所述控制器用于执行以下操作：
[0013]获取当前CAN总线的第一负载率、波特率以及帧长度；所述当前CAN总线为两条所述CAN总线中的任意一条；
[0014]利用所述第一负载率、所述波特率以及所述帧长度确定总线帧数；
[0015]获取所述主节点设备的当前发送帧数；所述当前发送帧数为所述总线帧数与当前接收帧数之差；
[0016]获取所述当前发送帧数和所述目标队列深度的差值，并获取所述差值与所述目标队列深度的当前比值；
[0017]根据所述当前比值与比值阈值的关系控制两条所述CAN总线均在低于负载率阈值状态下传输数据。
[0018]优选地：还包括若干非主节点设备，若干所述非主节点设备分别与两条所述CAN总线相连；所述主节点设备可向若干所述非主节点设备发送数据且若干所述非主节点设备仅能向所述主节点设备发送数据。
[0019]优选地：所述控制器为所述主节点设备包含的主控制单元。
[0020]优选地：所述利用所述第一负载率、所述波特率以及所述帧长度确定总线帧数；包括：
[0021]获取所述帧长度和所述波特率的比值；所述总线帧数为所述第一负载率与所述比值的乘积。
[0022]优选地：所述根据所述当前比值与比值阈值的关系控制两条所述CAN总线均在低于负载率阈值状态下传输数据，包括：
[0023]确定所述当前比值小于第一比值阈值；
[0024]仅通过所述当前CAN总线采用所述第一负载率传输数据。
[0025]优选地：所述根据所述当前比值与比值阈值的关系控制两条所述CAN总线均在低于负载率阈值状态下传输数据，还包括：
[0026]确定所述当前比值大于第一比值阈值且小于第二比值阈值；
[0027]控制另一条所述CAN总线启动，以使另一条所述CAN总线与所述当前CAN总线均采用所述第一负载率一并传输数据。
[0028]优选地：所述根据所述当前比值与比值阈值的关系控制两条所述CAN总线均在低于负载率阈值状态下传输数据，还包括：
[0029]确定所述当前比值大于第二比值阈值且小于第三比值阈值；
[0030]控制所述当前CAN总线采用第二负载率传输数据；并控制另一条所述CAN总线采用所述第一负载率传输数据；所述第二负载率大于所述第一负载率。
[0031]优选地：所述根据所述当前比值与比值阈值的关系控制两条所述CAN总线均在低于负载率阈值状态下传输数据，还包括：
[0032]确定所述当前比值大于第三比值阈值且小于第四比值阈值；
[0033]控制所述当前CAN总线以及另一条所述CAN总线均采用所述第二负载率传输数据。
[0034]优选地：确定所述当前比值大于所述第四比值阈值后发出告警信息。
[0035]优选地：以目标时间间隔周期性的获取所述主节点设备的当前发送帧数。
[0036]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0037]本申请实施例提供的一种CAN总线间的负载均衡控制系统，通过设置备用CAN总线的设计方法，以及引入先进先出(F I FO)队列思路，设计一种全新的负载均衡控制算法，实现在高负载时，采用备用CAN总线传输数据，达到负载目的，使整个CAN总线负载均衡，保障数据实时和稳定传输。可以实现CAN总线均衡负载值动态配置，实现灵活，提升CAN总线传输效率和稳定性。
[0038]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0040]图1是本专利技术实施例提供的一种CAN总线间的负载均衡控制系统的示意图；
[0041]图2是本专利技术实施例提供的负载控制流程图。
具体实施方式
[0042]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CAN总线间的负载均衡控制系统，其特征在于，包括：两条CAN总线、主节点设备以及控制器；所述控制器与所述主节点设备相连；所述控制器包括先进先出存储器；所述先进先出存储器用于缓存所述主节点设备的发送数据；所述先进先出存储器具有目标队列深度；所述目标队列深度与发送帧数阈值相同；所述控制器用于执行以下操作：获取当前CAN总线的第一负载率、波特率以及帧长度；所述当前CAN总线为两条所述CAN总线中的任意一条；利用所述第一负载率、所述波特率以及所述帧长度确定总线帧数；获取所述主节点设备的当前发送帧数；所述当前发送帧数为所述总线帧数与当前接收帧数之差；获取所述当前发送帧数和所述目标队列深度的差值，并获取所述差值与所述目标队列深度的当前比值；根据所述当前比值与比值阈值的关系控制两条所述CAN总线均在低于负载率阈值状态下传输数据。2.根据权利要求1所述的CAN总线间的负载均衡控制系统，其特征在于，还包括若干非主节点设备，若干所述非主节点设备分别与两条所述CAN总线相连；所述主节点设备可向若干所述非主节点设备发送数据且若干所述非主节点设备仅能向所述主节点设备发送数据。3.根据权利要求1所述的CAN总线间的负载均衡控制系统，其特征在于，所述控制器为所述主节点设备包含的主控制单元。4.根据权利要求1所述的CAN总线间的负载均衡控制系统，其特征在于，所述利用所述第一负载率、所述波特率以及所述帧长度确定总线帧数；包括：获取所述帧长度和所述波特率的比值；所述总线帧数为所述第一负载率与所述比值的乘积。5.根据权利要求1所述的CAN总线间的负载均衡控制系统，其特征在于，所述根据所述当前比值与比值阈值的关...

【专利技术属性】
技术研发人员：李中，曹睿，龚俊，徐碧辉，张自圃，袁霞，
申请(专利权)人：中国兵器装备集团自动化研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：