[發明專利]一種控制器局域網絡的自適應故障診斷方法

有效

• 申請號: 201410116453.0
• 申請日: 2014-03-26
• 公開（公告）號: CN103885441A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 陳志;高顯強;朱彥沛;高陽陽;岳文靜
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明涉及控制器局域網工作過程中發生故障時的一種診斷方法，通過系統中各節點之間的相互測試，然后對測試結果的分析，判斷出有故障的節點，并對節點進行診斷，從而保證系統正常穩定運行，屬于分布式系統、自動控制、計算機網絡和實時技術交叉技術應用領域。

背景技術

控制器局域網（CAN，ControllerAreaNetwork）為串行通信協議，能有效地支持具有很高安全等級的分布實時控制。CAN的應用范圍很廣，從高速的網絡到低價位的多路接線都可以使用CAN。在汽車電子行業中，使用CAN連接發動機控制單元、傳感器、剎車系統等等。CAN具有以下屬性：報文的優先權、保證時間延遲、設置靈活、時間同步的多點接收、系統寬數據的連貫性、多主機、錯誤檢測和標定、只要總線處于空閑，就將自動破壞的報文重新

傳輸、將節點的暫時

性錯誤和永久性錯誤區分開來并且可以自動關閉錯誤的節點等。

基于分布式系統的控制器局域網絡在工作時節點可能會發生故障，這些故障需要被檢測到并標定出來，本發明提出了一種應用于控制器局域網的新型方法--自適應故障診斷方法，它適用于低成本的，資源緊張的分布式嵌入體系中。本發明方法可以探測出控制器局域網絡中的故障節點，允許加入新的節點，同時允許已經診斷的錯誤節點的再入。

自適應故障診斷方法在控制器局域網中的應用是用來提供較高的容錯率以及確保通信的可靠性，該方法將用一定數量的測試回合和信息來完成一個診斷循環。

發明內容

技術問題：控制器局域網被廣泛應用于實時控制和自動化應用領域。控制器局域網在處理節點故障時有很高的效率，當節點處于以下三種狀態，即活躍狀態、被動狀態或總線關閉狀態時，故障的限制取決于節點的行為，故障限制是控制器局域網協議的一部分。隨著在節點級故障診斷和故障隔離能力的增加，基于分布式嵌入式體系的控制器局域網需要一個在網絡層上的高效的故障診斷方法，才能保證系統的可靠通信，以實現系統的預期功能。可靠性可以通過在節點級或通道級提供冗余來達到，但這些附加硬件的使用增加了成本，本發明將自適應故障診斷方法應用于控制器局域網以有效解決上述問題。

技術方案：本發明所述一種控制器局域網的自適應故障診斷方法包括如下過程：節點初始化、首個無故障節點的發現、節點測試、故障診斷。

控制器局域網的自適應故障診斷方法具體步驟如下：

1）節點初始化

12）為控制器局域網中的每個節點分配唯一的編號ID，所述控制器局域網由n個節點組成，n為控制器局域網節點的總數量；

13）為控制器局域網分配一塊存儲空間作為信息段，所述信息段用于存放所有節點的信息，所述節點信息包括節點ID及其狀態指示信息，所述狀態指示信息包括“有故障”、“無故障”、“待測試”，該存儲空間的大小根據控制器局域網節點的總數量確定；

14）建立節點集，并將所有節點加入節點集；

15）建立故障節點集，初始化為空；

2）首個無故障節點的發現

21）設置以下測試模型：節點A測試節點B的過程是節點A向節點B發送測試幀，當節點B收到測試幀后能正確應答，表明節點B正常，節點A測試節點B的測試結果為0；當節點B收到測試幀后不能正確應答，表明節點B有故障，節點A測試節點B的測試結果為1；

22）從節點集中選取一個節點μ₀作為源節點；

23）從節點集中選取另一節點μ₁作為受測節點，源節點μ₀向受測節點μ₁發送測試幀，若源節點μ₀測試受測節點μ₁的測試結果為1，則轉向步驟23），否則轉向步驟24）；

24）受測節點μ₁向源節點μ₀發送測試幀，若受測節點μ₁測試源節點μ₀的測試結果為0，則確定源節點μ₀為無故障節點，停止測試；若受測節點μ₁測試源節點μ₀的測試結果為1，則轉向步驟22）；

3）節點測試

31）把選出的無故障節點作為測試源，該測試源用于測試其他節點；

32）從節點集中按ID選取未測試節點作為當前受測節點；

33）從測試源向受測節點發送測試幀；