[發明專利]一種基于RS422和CAN總線異構的實時冗余通信系統

在審

• 申請號: 201711035315.X
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN109728985A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 王效亮;曾憲科;欒婷;張成浩;張華;張建國
• 申請（專利權）人: 北京精密機電控制設備研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 閆兆梅

本發明屬于雙冗余伺服控制系統技術領域，具體涉及一種用于火箭飛行控制的伺服系統不同智能單機的通信，用相對低廉的成本實現了高可靠通信，且具有自診斷和自恢復功能，確保了火箭等飛行控制系統的高可靠性的基于RS422和CAN總線異構的實時冗余通信系統；包括智能單機I和智能單機II，其中所述智能單機I上包括一個RS422接口和一個CAN接口，所述智能單機II上包括一個RS422接口和一個CAN接口；所述兩個RS422接口之間設有RS422總線，所述兩個CAN接口之間設有CAN總線；將RS422有效的數據組合為消息幀，每幀數據包含幀頭、幀長度、幀標識、數據區、校驗和幀尾，其中幀頭、幀尾為固定字節字節、幀長度表示需要發送的有效數據的總長度。

技術領域

本發明屬于雙冗余伺服控制系統技術領域，具體涉及一種基于RS422和CAN總線異構的實時冗余通信裝置。

背景技術

大型伺服系統中要完成復雜的動作控制，需要多個智能單機協調工作，而更高級系統對伺服系統要求是唯一節點和接口，對應一個1553B的總線站點。本發明正是在該背景下，采用伺服系統內部設計高可靠冗余通信網絡，解決分布式控制要求而發明，具體講是一種由RS422總線和CAN總線實現的通信系統，用于伺服系統內部不同智能單機的通信，是具有低成本、高可靠、自診斷和自恢復的通信系統。

現有伺服系統大部分采用一路CAN總線，其缺點在于：

(1)只有一路總線進行通信，存在單點環節，一旦出現軟件通信故障不能恢復就會出現通信失敗，影響系統可靠性。

(2)不具備自診斷和自恢復功能，即當某個通信節點通信失敗時，沒有任何補救措施，導致系統癱瘓。

(3)受實現通信的硬件可靠性影響，當出現硬件或者傳輸線路故障時，會導致通信失敗，系統癱瘓。

RS422總線是一種異步串行全雙工總線。CAN總線是一種異步串行半雙工總線。兩種總線均具有很高的通訊可靠性和實時性,簡單實用,硬件成本低。通訊媒體可以是雙絞線、同軸電纜，數據傳輸速率可達1Mbits/s。本項目將RS422和CAN總線用于有高可靠性要求的航天工業領域，要求總線通信必須絕對可靠。

發明內容

本發明的目的是，針對現有技術不足，提供一種用于火箭飛行控制的伺服系統不同智能單機的通信，用相對低廉的成本實現了高可靠通信，且具有自診斷和自恢復功能，確保了火箭等飛行控制系統的高可靠性的基于RS422和CAN總線異構的實時冗余通信系統。

本發明的技術方案是：

一種基于RS422和CAN總線異構的實時冗余通信系統，包括智能單機I和智能單機II，其中所述智能單機I上包括一個RS422接口和一個CAN接口，所述智能單機II上包括一個RS422接口和一個CAN接口；所述兩個RS422接口之間設有RS422總線，所述兩個CAN接口之間設有CAN總線。

將RS422有效的數據組合為消息幀，每幀數據包含幀頭、幀長度、幀標識、數據區、校驗和幀尾，其中幀頭、幀尾為固定字節字節、幀長度表示需要發送的有效數據的總長度。

所述RS422總線幀格式約定為：

信號名稱：幀頭；字節數：2；說明：表示消息幀的開始

信號名稱：幀長度；字節數：1；說明：表征該幀數據數據區的長度N

信號名稱：幀標識；字節數：1；說明：表征該數據幀的定義

信號名稱：數據區；字節數：N；說明：Byte1、Byte2、Byte3…ByteN

信號名稱：校驗和；字節數：1；說明：數據區內容相加后，取低8位運算

信號名稱：幀尾；字節數：2；說明：表示消息幀的結束。