[發明專利]一種雙余度CAN總線的網絡控制方法

有效

• 申請號: 200910091283.4
• 申請日: 2009-08-17
• 公開（公告）號: CN101631057A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發明（設計）人: 祝明;姜光泰;鄭澤偉;呂明云
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04L12/24;H04L1/22
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司
• 代理人: 王順榮;唐愛華

1.一種雙余度CAN總線的網絡控制方法，其特征在于：該方法具體步驟如下：

步驟一：系統上電及節點初始化

各節點設備按照相應的操作程序分別上電，并啟動上電自檢；因CAN總線系統是分布式結構，所以此過程由各節點按照自身要求分別獨立完成；對于節點內部CAN控制器的初始化要求是：兩路CAN總線以熱冗余方式工作，即兩個CAN控制器都處于熱備份狀態，經初始化后都隨時準備接收信息；

步驟二：系統初始化檢測

各節點上電自檢完成后，要求全系統進行檢測以確認狀態，該過程由主控節點的上電檢測程序控制完成；主控節點發送檢測報文查詢各節點的狀態，兩路CAN總線依次進行，以確定系統連接狀態；如果各節點連接均正常，通信無誤，則繼續執行下一步；否則，主控節點將檢測到的異常情況上報，由操作人員進行決策，忽略錯誤繼續執行及排除故障后再進行重啟操作；

步驟三：正常工作及周期檢測

初始化檢測通過后，系統正常工作開始；在完成相應功能的同時，各節點周期檢測CAN總線通信情況，并將檢測結果上報給主控節點；

為了保證故障檢測的完整性，這里對錯誤進行了分類，即分為主動錯誤和被動錯誤，前者是由于節點自身故障引起的，而后者則是由于其他節點故障、通信介質故障使本節點的功能受到影響；

主動錯誤和被動錯誤中他節點故障均可以通過節點行為來檢測，而對于通信介質故障這里通過CAN控制器錯誤計數進行間接判斷，根據錯誤計數所處范圍，CAN2.0協議中規定節點處于下面三種狀態之一：錯誤激活態、忽略錯誤態、脫離總線態；當錯誤計數數值大于96時，說明總線被嚴重干擾，因此這里多規定一種警告態；CAN控制器處于警告態、忽略錯誤態、脫離總線態三種狀態之一，可以界定其通信介質故障；

步驟四：系統運行中異常處理

系統運行過程中如果檢測到工作異常，則根據節點的權限及錯誤類型不同進行分別處理；為了避免對總線系統其他部分的影響，各節點對于自身主動錯誤要及時進行隔離處理，而對于被動錯誤，一般節點不進行主動干涉；所有錯誤要求通過CAN報文匯總到主控節點，由其決定是否進行通道切換、系統降級處理操作，并通過控制報文通知其他節點；

步驟五：主備通道切換后處理

如果進行了主備CAN通道切換操作，則各節點對原通道復位；主控節點在一個系統周期內可根據各節點通信情況判斷當前通道工作是否正常：如果功能正常，則使用當前通道，原通道作為備用通道；如果通信仍有問題，則要求主控節點綜合判斷兩通道的連接情況，根據各節點優先級情況進行系統降級處理；比較方式可以采用基于優先級的比較算法，具體做法是用二進制量分別表示兩路CAN通道的連接狀態，而將CAN總線網絡的所有節點按照功能重要程度從高位到低位排列，每一位表示相應節點、多個功能密切的節點單元組的連接是否正常，正常則置零，非正常則置1；如此比較兩個二進制量的大小，按照盡可能保證系統主要功能的要求選擇CAN通道。