[發明專利]一種基于信息關聯的CAN網絡瞬態鏈路故障定位方法

在審

• 申請號: 202110006948.8
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112769616A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 盛郁;于立北;韓華錦;李順達
• 申請（專利權）人: 天津七所精密機電技術有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/40
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王利文

本發明涉及一種基于信息關聯的CAN網絡瞬態鏈路故障定位方法，其技術特點是：通過定義錯誤事件，并提取錯誤事件；建立報警類型并推斷可能故障，通過將離散的錯誤事件整理歸納，引申出警報的含義，并通過CFG推理出每一種警報類型對應的可能故障源集；通過基于最小信息成本的故障定位算法對故障進行定位，設計可以隔離真正故障源的正面信息算法PIA。本發明采用離散數字信號的算法應用于CAN網絡瞬態連接故障定位領域，提出了一套基于信息關聯的參數化故障定位方法，填補了國內相關研究的空白，適用于船舶導航、電站等子系統，同時具有通用性，其他現場工業總線進行瞬態鏈路故障定位時，均可采用此方法。

技術領域

本發明屬于自動化故障診斷技術領域，尤其是一種基于信息關聯的CAN網絡瞬態鏈路故障定位方法。

背景技術

CAN總線屬于現場總線，以實時性強、可靠性高、功能完善、成本合理等突出優點，被廣泛地應用于船舶裝備中，包括導航信息采集、電站數據監控等子系統中。

引發CAN網絡故障的因素很多，如配置不得當，電磁脈沖干擾、接地不合理、信息傳輸介質老化等，統括為硬件失常，軟件失靈和介質失效三大類型。在船舶環境中，由于CAN總線連接多個艙室內的眾多電子設備的互聯，總線中可能會存在電磁干擾、電源擾動或高能粒子流，對總線的正常通信產生影響。其中，電磁干擾的影響最為明顯，可帶來通信過程中的位翻轉、CRC校驗錯誤等影響。

眾多類型的故障中，介質(即所謂的線纜)失效又稱為鏈路故障，是一種難以診斷識別和定位的故障。相比網絡的其他構成要素，鏈路在整個系統中受到的關注較少，但通信的有效性必須建立在可靠的鏈路連接上。ISO/DIS-11898協議對物理介質做了標準化規定，規定了其壽命特征，支路連接長度和阻抗特性等，是CAN總線網絡系統設計不可忽略的環節。當物理介質的阻抗特性變化時，會影響到節點的信號輸出能力，嚴重時，還會造成線路的動態通斷，影響網絡中正常的會話流。

瞬態連接(Intermittent Connections，IC)，是介質的一種不可靠連接現象，用來描述線路的隨機間歇瞬態通斷狀態。CAN網絡屬于載波偵聽多路訪問(CSMA)通信網絡，當IC故障有效時，會干擾會話中的傳輸位流信息，致使其出現錯誤。盡管CAN協議的容錯機制允許數據包重發，但在一定程度上造成了帶寬資源的浪費，引起信息傳輸的延遲。當瞬態連接不斷發生，引起信息傳輸延時達到極限時，網絡的質量會突然下降，會造成意想不到的后果。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提出一種基于信息關聯的CAN網絡瞬態鏈路故障定位方法，實現了CAN網絡瞬態性鏈路故障的快速定位。

本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種基于信息關聯的CAN網絡瞬態鏈路故障定位方法，包括以下步驟：

步驟1、定義錯誤事件，并提取錯誤事件；

步驟2、建立報警類型并推斷可能故障；

步驟3、通過基于最小信息成本的故障定位算法對故障進行定位。

而且，所述步驟1中定義錯誤事件的方法為：

使用源節點ID N_m、觀測位置T_n和信號特征E_0/1三個維度定義錯誤事件，記錄下來的樣本點記為{N_m,T_n,E_0/1}，

其中，N_m為當前時刻CAN網絡發送源節點的ID信息；T_n為觀測位置，取值為{0,1}，分別位于CAN網絡首尾兩側終端電阻處；E_0/1為當前觀測位置記錄的錯誤幀情況，E₁為被中斷數據包受到了鏈路故障的影響，E₀為被中斷數據包不受到鏈路故障的影響。