[發明專利]總線通訊系統及該系統實現故障檢測的方法

有效

• 申請號: 201210362870.4
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN102882744A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 邱天
• 申請（專利權）人: 邱天
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L12/24;H04L12/40
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 毛光軍

技術領域

本發明涉及一種總線技術，具體的說涉及一種總線通訊系統及該系統實現故障檢測的方法。

背景技術

總線技術（例如RS-485總線、CAN總線等）廣泛應用于工業、交通、航天、醫療、商業等領域。通常一個總線通訊系統可以有數十到上百個通訊節點。為了布線方便和經濟性，絕大多數總線在電氣結構上采用線形并行結構，即所有節點都并連接在一條或兩條共享信號線上（除了地線外）進行數據發送和接收。

線形并行總線結構也存在其固有弱點，即當總線上一個節點發生短路故障，若不能得到及時有效的處理，往往會導致整個總線系統無法正常工作，而短路點的快速（實時）準確定位目前還是一個技術難題。

現有技術中出現了一系列實時在線檢測技術，其主要做法是在原有通訊系統中注入檢測信號，如果系統出現故障，這些注入的檢測信號會被故障點反射，根據這些反射信號可以判斷故障點的位置和性質（短路、斷路等等）。在給定條件下，這些檢測技術可以達到實時在線故障檢測的目的。

但是這些在線檢測技術還存在的主要問題為：一、注入的檢測信號與原有系統的通訊信號之間相互干擾的問題，既影響了通訊效果，也降低了故障檢測的效果；二、針對不同的系統，需要對檢測信號兼容性設計，使干擾降到最低，沒有通用性，且同樣存在干擾性問題。三、針對不同的系統可以對檢測信號進行單獨設計，但此種方式設計成本較高。

中國專利號“97193980.2”公開了一種總線修補器，公開日為1999年6月23日，包括一個與總線一起使用的協議觀測器，一個用來檢測總線上已知故障標志的狀態機，和一個適用于在總線上干擾以防止具有這些標志的故障出現的干擾器。使用這樣一個裝置的系統包括一個總線，一個連接到該總線上的第一代理模塊，一個連接到該總線上，用于按照一個總線協議向第一代理模塊通信的第二代理模塊，和連接到總線上的總線修補器，用來監測從第二代理模塊到第一代理模塊的通信以識別將會引起該裝置中一個錯誤的一個事件，并用來通知該通信該事件已被避免。協議觀測器，狀態機和／或干擾器中的任一個都可以是可編程的。此專利技術只適用于電腦內部的總線結構，且該裝置中的故障是指系統中的邏輯錯誤所引起的故障。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的總線故障檢測存在的上述問題，提供一種總線通訊系統及該系統實現故障檢測的方法，本發明使檢測信號與通訊信號融為一體，徹底解決了檢測信號與系統原有的通訊信號之間相互干擾的問題，且故障檢測的方法具有普適性，適用于目前常見的總線通訊系統及通訊協議。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種總線通訊系統，包括總線通訊協議，其特征在于：所述總線通訊協議包括用于故障檢測和系統同步的同步序列，所述同步序列為脈沖序列。

所述同步序列為通訊協議中的物理層和鏈路層預先約定的一個脈沖序列，且所述同步序列為不全部為0或者不全部為1的序列。

本發明還包括用于發出同步序列的第一附加處理器和在總線通訊系統中選取的控制節點；所述第一附加處理器的一端與選取的控制節點連接并檢測同步序列的故障回波，另一端連接到總線。

本發明還包括第二附加處理器，所述第二附加處理器用于檢測同步序列并實現系統同步，一端與總線中除控制節點外的其他節點連接，另一端與總線連接。

所述第一附加處理器包括將同步序列信號注入總線系統的發射器和檢測由故障引起的同步序列回波的接收器。

所述第二附加處理器包括檢測由第一附加處理器發出的同步序列并達到幀同步的接收器。

一種總線通訊系統實現實時在線故障檢測的方法，其特征在于，包括如下步驟：

a、選定一個節點作為控制節點，將第一附加處理器連接到選定的控制節點；?

b、在每一個數據包的幀起始位置，由所述控制節點控制第一附加處理器發出一個同步序列；

c、在有故障發生時，所述第一附加處理器接收同步序列的故障回波并將接收到故障回波的信息發送到控制節點，控制節點根據故障回波的信息判斷故障情況；

d、在沒有故障發生時，第一附加處理器未接收到同步序列的故障回波，控制節點判斷為沒有故障發生。

所述a步驟中，控制節點選定為總線通訊系統中的任一節點，優選為位于總線最外端的節點。

本發明的方法還包括在b步驟和c步驟之間，將總線上除控制節點外的各節點進行同步的步驟，具體過程為：第二附加處理器接收第一附加處理器發出的同步序列，各節點根據第二附加處理器接收到的同步序列進行同步。