[發(fā)明專利]一種分布式控制系統(tǒng)中的地址沖突檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410722901.1
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN104410547B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設計）人: 魏臻;胡慶新;許崇;蘭龍;蘇燚;李謙;倪璞
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工大高科信息科技股份有限公司
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙)34115
• 代理人: 金凱,宋倩

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及工業(yè)總線通信技術(shù)領域，具體是一種分布式控制系統(tǒng)中的地址沖突檢測方法。

背景技術(shù)

如今的工業(yè)控制領域正朝著信息化、智能化、網(wǎng)絡化不斷發(fā)展，影響著通信效率的工業(yè)總線技術(shù)越來越受到行業(yè)的重視。傳統(tǒng)的工業(yè)通信總線大多采用RS485總線，但是RS485總線有總線利用率低、傳輸速率低、通信距離短等缺點，并且缺乏完備的錯誤檢測機制，導致其安全性較差，不適合應用在安全相關(guān)的工業(yè)領域。安全相關(guān)的工業(yè)領域包括核電、水利、交通、礦山等關(guān)系著重大公共安全的行業(yè)，一般有著嚴格的安全性要求。控制器局域網(wǎng)CAN（Controller Area Network）總線是一種能有效支持分布式實時控制的串行通信網(wǎng)絡。近年來，由于CAN總線具有高可靠性、高傳輸速率、良好的勘誤檢錯能力和低廉的成本優(yōu)勢，逐漸成為應用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。

安全相關(guān)的工業(yè)領域相比一般的工業(yè)領域?qū)Π踩砸蟾撸彝鶓铆h(huán)境惡劣，存在著大量的干擾，例如電磁、溫度、粉塵等影響。由于以上不利環(huán)境因素的影響或認為的疏忽，CAN總線對可能出現(xiàn)的地址沖突問題有固定的地址沖突處理機制：例如兩個模塊（A和B）同時發(fā)送具有相同地址的CAN報文時，由于地址相同，所以仲裁域相同，由于數(shù)據(jù)內(nèi)容不同，所以數(shù)據(jù)域不同。發(fā)送器對發(fā)送位的電平與被監(jiān)控的總線電平進行比較，在數(shù)據(jù)域發(fā)現(xiàn)電平不相同則判定發(fā)送錯誤，發(fā)送錯誤計數(shù)器增加。兩個模塊的發(fā)送錯誤計數(shù)器都在增加，計數(shù)器先到達255的CAN控制器（假設為模塊A）會主動脫離總線，剩下模塊B的CAN控制器工作。這種處理結(jié)果在某些情況下是不安全的，如果模塊A的CAN報文地址正確，模塊B出現(xiàn)錯誤導致其CAN報文地址與模塊A相同，在此情況下，根據(jù)地址沖突處理結(jié)果，模塊A的CAN控制器脫離總線，模塊B的CAN控制器正常工作，這與實際要求相反。為了提高通信的安全性，必須做到地址沖突的CAN控制器均不能工作，模塊同時脫離總線。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種分布式控制系統(tǒng)中的地址沖突檢測方法，通過該方法能夠確保系統(tǒng)中下位機模塊的地址唯一，避免地址沖突。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種分布式控制系統(tǒng)中的地址沖突檢測方法，所述方法包括：將一個上位機模塊作為主機，將若干個下位機模塊作為從機，采用CAN總線連接在所述主機與所述從機之間；所述主機上電或復位后，通過所述CAN總線周期性輪詢預先配置的節(jié)點地址，向所述節(jié)點地址發(fā)起注冊過程，所述注冊過程包括：

所述主機向所述節(jié)點地址發(fā)送請求設備序列號命令；

所述節(jié)點地址上的從機對接收到請求設備序列號命令的次數(shù)進行判斷，若未超過預設閾值，則向所述主機返回保存在硬件中的合法設備序列號，若超過預設閾值，則向所述主機返回固定的非法設備序列號；

若所述主機接收到所述合法設備序列號，則對其進行保存，并向相應節(jié)點地址發(fā)送允許注冊命令，所述相應節(jié)點地址上的從機接收到所述允許注冊命令并對其中包含的設備序列號進行確認后，向所述主機返回接受注冊應答并等待所述主機分配節(jié)點標識符；

所述主機接收到所述接受注冊應答后，向相應節(jié)點地址發(fā)送多次地址沖突測試命令，所述相應節(jié)點地址上處于等待節(jié)點標識符狀態(tài)的從機對所述地址沖突測試命令不作應答，若所述相應節(jié)點地址上還存在地址沖突從機，則所述地址沖突從機接收到所述地址沖突測試命令后，向所述主機返回固定的非法設備序列號；

若所述主機接收到所述非法設備序列號，則停止相應節(jié)點地址上的當前注冊過程，并向所述相應節(jié)點地址重新發(fā)起注冊過程；

若所述主機發(fā)送多次地址沖突測試命令，均未接收到相應節(jié)點地址上的從機的應答，則向所述相應節(jié)點地址發(fā)送節(jié)點標識符；

所述相應節(jié)點地址上的從機接收到所述節(jié)點標識符后，向所述主機返回注冊成功應答，所述主機接收到所述注冊成功應答后，判定相應節(jié)點地址的注冊過程完成。

所述的分布式控制系統(tǒng)中的地址沖突檢測方法，所述方法還包括：

所述主機檢測到某個已注冊成功的從機連續(xù)5次沒有應答或者應答的數(shù)據(jù)不對，則取消該從機的注冊成功狀態(tài)，并向該從機的節(jié)點地址重新發(fā)起注冊過程。

所述的分布式控制系統(tǒng)中的地址沖突檢測方法，所述方法還包括：

若系統(tǒng)在所有從機已注冊成功后再添加一個從機，且該新添加從機的節(jié)點地址與其中一個已注冊成功的從機的節(jié)點地址相同，則所述主機不向該新添加從機的節(jié)點地址重新發(fā)起注冊過程。

所述的分布式控制系統(tǒng)中的地址沖突檢測方法，所述預設閾值為3次。