一种利用同步信号实现制造技术

本发明专利技术公开了一种一种利用同步信号实现

【技术实现步骤摘要】
一种利用同步信号实现CAN总线分时复用的通信方法


[0001]本专利技术涉及
CAN
总线通信
，具体涉及一种利用同步信号实现
CAN
总线分时复用的通信方法
。

技术介绍

[0002]CAN 总线是一种控制器局域网络，它属于工业现场总线的范畴
。
与一般的通信总线相比，
CAN
总线的数据通信具有突出的可靠性
、
实时性和灵活性，由于其良好的性能及独特的设计，被广泛地应用于工业自动化
、
船舶
、
医疗设备
、
工业设备等方面
。CAN
总线采用了多主竞争式总线结构，具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以及广播通信的特点
。CAN
总线上任意节点可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送报文而不分主次，因此可在各节点之间实现自由通信
。
然而随着系统功能的增多和设计复杂性的增大，总线上节点数量也越来越多，数据量也越来越大，总线负载率也随之增高，在负载率超过
40
％的情况下，如果不对
CAN
网络进行任何功能优化，将会使
CAN
节点发送的报文产生竞争，从而引起数据拥塞，导致数据传输的延时，甚至出现数据丢失问题
。
目前，公知的
CAN
网络优化方法主要有两种：一种方法是利用上位机从
CAN
网络中接出一条总线，用来发送同步信号，通过这种方法，使网络上的所有节点获取公共时钟，再以公共时钟为基准分时发送数据，这种方法虽然可以一定程度上优化
CAN
网络，但是增加了硬件设备同时增加了成本；另一种方法是将节点群中的一个节点设置为主节点，其余节点以主节点发送的同步信号为基准进行时间同步，节点的时间同步无需上位机的参与，但是同第一种方法一样存在缺陷，虽然其余节点都以主节点发送的同步信号为基准进行时间同步，但是由于每个节点采用的控制器的时钟频率有所不同，就会造成每个节点的定时器定时时间存在误差，每个节点发送数据的时间段在整个数据通讯的时间轴上就会出现位移，容易出现时间段间的交叉重叠，从而降低时间同步的精度，存在
CAN
网络数据竞争的风险
。

技术实现思路

[0003]为解决上述缺陷
, 本专利技术的目的是提供一种利用同步信号实现
CAN
总线分时复用的通信方法，该方法不仅避免由于增加硬件设备而增加成本，而且不存在
CAN
网络数据竞争的风险
。
[0004]为达到上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用同步信号实现
CAN
总线分时复用的通信方法，包括以下步骤：1）从
CAN
总线的节点群中选择一个节点作为主节点，其余节点为从节点；2）根据每个从节点要发送的数据量和发送时间的长短，主节点为从节点统一分配相应长短的时间段，为每一个从节点发送不同的同步信号，从节点以主节点发送的同步信号为基准进行时间同步；3）每个从节点只在属于自己的时间段内发送报文，不属于自己的时间段内不发送，这样每个从节点在发送报文的时候就不会与其它节点产生竞争，需要发送的报文能够
立刻成功的发送出去
。
[0005]本专利技术在工作过程中，首先在节点群中选择一个节点为主节点，其余节点为从节点；然后主节点不再周期性的发送同一个同步信号，而是为每一个从节点发送不同的同步信号，从节点以主节点发送的同步信号为基准进行时间同步，同时发送信号时是根据每个从节点要发送的数据量和发送时间的长短，主节点为从节点统一分配相应长短的时间段，而非从节点利用各自不同时钟频率的主控制器为自己分配时间段，这样以来提高了时间同步的精度；最后每个从节点只在属于自己的时间段内发送报文，不属于自己的时间段内不发送，这样以来每个从节点在发送报文的时候就不会与其它节点产生竞争，需要发送的报文能够立刻成功的发送出去
。
这种发送方式不需要对硬件和网络拓扑做改动，适用于任何
CAN
总线网络，可以在不增加成本的基础上有效的改善总线网络的通讯性能
。
[0006]本专利技术的有益效果是：相较于现有的利用同步信号实现
CAN
总线分时复用的通信方法，本专利技术提出了一种设计更加简单，控制更加灵活，适用性更广的
CAN
总线优化方法；每个从节点在发送报文的时候就不会与其它节点产生竞争，避免出现总线数据的堵塞和丢失，使
CAN
总线真正达到分时复用的效果
。
附图说明
[0007]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明
。
[0008]图1是本专利技术中基于同步信号的报文发送示意图
。
[0009]图2是本专利技术中基于同步信号的报文发送控制流程图
。
具体实施方式
[0010]参看图1和图2是本专利技术的一种实施例，公开了一种一种利用同步信号实现
CAN
总线分时复用的通信方法，在图1中，
CAN
网络中有1到
n
个从节点，每个从节点对应的来自主节点发送的同步信号分别为
T1到
T
n
，每个同步信号的时间间隔（即属于每个从节点的时间段）分别为
t1到
t
n
。
[0011]在图2中，首先主节点根据每个从节点要发送的数据量和发送时间的长短，为从节点统一分配相应长短的时间段，为每一个从节点发送不同的同步信号；然后当从节点接收到对应节点的同步信号后，将相应从节点的状态标志位设置为1，同时清零其它从节点的状态标志位，保证在同一时刻只有一个从节点的状态标志位为1；最后每个从节点在程序主循环中判断是否是自身节点的状态标志位被设置为1，如果状态标志位被置1，则表明此时间段属于该从节点，该从节点可以自由向
CAN
总线上发送报文，相反状态标志位被置0，表明此时间段不属于该从节点，从节点不可以向
CAN
总线上发送报文
。
最后每个从节点只在属于自己的时间段内发送报文，在不属于自己的时间段内不发送报文，这样以来每个从节点在发送报文的时候就不会与其它节点产生竞争，避免出现总线数据的堵塞和丢失，使
CAN
总线真正达到分时复用的效果
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种利用同步信号实现
CAN
总线分时复用的通信方法，其特征在于包括以下步骤：1）从
CAN
总线的节点群中选择一个节点作为主节点，其余节点为从节点；2）根据每个从节点要发送的数据量和发送时间的长短，主节点为从节点统一分配相应...

【专利技术属性】
技术研发人员：王骞，王亚会，黄彦海，李康丽，贾宏宇，卢垚，
申请(专利权)人：河南中光学集团有限公司，
类型：发明
国别省市：