[實用新型]支持即插即用的基于CAN總線的分層控制樹狀網絡

無效

• 申請號: 200620086934.2
• 申請日: 2006-07-19
• 公開（公告）號: CN200987175Y
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發明（設計）人: 房金民;邵增珍;陳達理
• 申請（專利權）人: 山東富臣發展有限公司
• 主分類號: H04L12/44
• 分類號: H04L12/44;H04L12/40;H04L29/02
• 代理公司: 濟南圣達專利商標事務所
• 代理人: 張勇

技術領域

本實用新型涉及一種通訊控制網絡領域，尤其涉及一種支持即插即用的基于CAN總線的分層控制樹狀網絡。

背景技術

CAN2.0總線技術以其實時性、可靠性和低廉性，在通訊控制領域內獲得廣泛的應用。但由于CAN控制網絡各節點之間關系對等，沒有層次的概念，對于控制節點數多、節點關系復雜的大型多層通訊控制網絡，CAN技術本身無法適應。目前大型集散式控制網絡的通訊流量，存在著層內流量大，穿越層間的流量小的特點，特別是控制網絡的子站內部，通訊流量巨大，而這些流量往往不需要向子站以外傳輸。如果不將控制網絡進行分層，網絡各節點的通訊信息，將會在整個網絡上傳輸，大大降低網絡性能，甚至造成網絡通訊癱瘓。因此，將控制網絡進行分層控制是必要的。

CAN總線技術受本身的電氣特征限制，其驅動接點數量較少(≤110個)，對于大型控制網絡應用，需要對其進行分段。

大型通訊控制網絡中各接點的基本信息維護，即控制網絡的拓撲結構維護，也是一個難以解決的問題。普遍的做法是在各接點上設置跳線電路，用手工的方法設置其地址，然后同樣采用手工的方法刷新網絡的接點地址表。對較小的不經常變動的系統來說該方法是可行的，但對大型網絡，無疑也是非常困難的。

發明內容

本實用新型的目的就是為了解決目前CAN總線不易構建大型控制通訊網路的問題，提供一種具有結構簡單，使用方便快捷，可靠性高，易于維護等優點的支持即插即用的基于CAN總線的分層控制樹狀網絡。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種支持即插即用的基于CAN總線的分層控制樹狀網絡，它包括CAN總線網絡，所述CAN總線網絡分為至少兩層，形成分層控制樹狀網絡，其根節點在父層，是該網絡的總控端，各層網絡包括多個獨立的仲裁域；其中，父層分若干個網段，每個網段設一個CAN網橋4，每個CAN網橋4聯接一個子層，各子層又分為若干個網段，并下接一個本地應用。

所述網段由若干網絡通訊節點組成，這些通訊節點共同組成一個子站，以實現網段內通訊節點的仲裁域控制；每個網段設置一個CAN網橋4，作為該網段的根節點，每個網段都分配網段號，網段內的所有通訊節點具有相同的網段號；通訊節點的的地址編號分兩部分編制，即網段編號區和節點編號區，均用二進制位表示；網段編號區和節點編號區的二進制位數可根據實際應用設置，每個網段中通訊節點的數目應小于110個。

所述CAN網橋4由父層CAN通訊模塊和子層CAN通訊模塊組成，它們之間采用直接訪問機制，兩者間不可互換使用，其內部由CAN網橋4的控制器完成數據的上傳及下傳，并采用雙濾波機制將信息的傳送控制在有效作用域內。

在本實用新型中，父層通訊模塊采用P89C591與I²C/通訊握手電路、數據存儲器AT24C64構成I²C直接訪問電路，實現與子層CAN通訊模塊的有效數據共享。

所述CAN網橋4子層通訊模塊，處于整個網絡的子層，同時也是該層網絡的根模塊，它根據濾波要求接收子層通訊節點的數據；數據接收后，由控制器判斷是否需要上傳至父層，如需要，采用直接訪問機制，傳送至CAN網橋4父層通訊網絡。

所述CAN網橋4子層通訊模塊對子層各通訊節點實行定期刷新，根據子層通訊節點的地址申請信號及優先級要求，動態調整節點地址；在出現節點損壞或丟失現象時，回收節點地址申請信號及優先級要求，動態調整節點地址；在出現節點損壞或丟失現象時，回收節點地址，并重新分配。

所述各子層通訊節點的節點地址根據網絡結構動態變化，并進行自檢及發送地址請求信號。

各子層通訊節點發送的地址請求信號附有優先級要求。

本實用新型利用CAN2.0總線網絡，構建大型分層控制樹狀網絡，以保證大型網絡的實時性、可靠性，同時減少了仲裁域，可構建一個易于維護的大型、實時、可靠的通訊控制網絡。

本實用新型的有益效果是：基于CAN總線構建大型層狀網絡的方法，將整個網絡分為父層和子層(也可繼續擴展為多層)，可有效縮小網絡仲裁域，保證系統的實時可靠性；可避免手動調整接點地址的麻煩，大大降低系統維護成本。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構框圖。

其中，1.根節點，2.父層，3.子層，4.CAN網橋。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。