[發明專利]一種基于CAN總線的運動控制通訊系統及通訊方法

在審

• 申請號: 202210061203.6
• 申請日: 2022-01-19
• 公開（公告）號: CN114500151A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 陳闖;劉勇;吳道鋒;于金生
• 申請（專利權）人: 南京科遠智慧科技集團股份有限公司
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04L43/10;H04L41/0803
• 代理公司: 南京九致知識產權代理事務所(普通合伙) 32307
• 代理人: 齊棠

本發明公開了一種基于CAN總線的運動控制通訊系統及通訊方法。所述通訊系統包括主站、若干從站，及在主站與從站間傳輸的通訊報文；所述通訊報文內裝填有該通訊系統內所有的通訊信息及通訊邏輯。所述通訊方法基于所述通訊系統進行，包括進行預配置及主站輪詢。所述預配置中僅進行主站通訊波特率、從站通訊波特率、從站編號、自身編號即可；且在主站輪詢時可直接與各從站進行數據傳輸，并對其進行執行控制。所述通訊系統僅通過通訊報文在主站與各從站間的直接交互傳輸即實現了主站與各從站間所有的通訊交互。所述通訊方法不但配置過程更加簡單，且通訊邏輯更加簡單快捷，更利于實現通訊的實時性。

技術領域

本發明涉及運動控制通訊技術領域，具體涉及一種基于CAN總線的運動控制通訊系統及通訊方法。

背景技術

CAN總線是一種常用的現場總線，與其他現場總線相比，由于直接對通信數據塊進行編碼，且為多主站競爭式結構，因此在對數據傳輸實時性需要高、多從站節點平等的運行控制系統中具有重要的應用。

在實際接口設計中，由于CAN總線通信接口僅集成了CAN協議中的物理層和數據鏈路層，因此為了滿足應用需求，用戶需要再次基于CAN總線配置應用層通訊協議。具體的，CANopen協議是一種典型的CAN應用層通訊協議。由于具有兼容性高、可互操作性強、產品尺寸小等優點成為了基于CAN總線的最成功、且應用最廣泛的CAN應用層通訊協議。

但CANopen協議在實際應用時，仍具有以下缺點：1、為了實現主站與從站間的正常通訊，無論是邏輯簡單還是復雜的運動控制系統，均需要進行SDO參數、PDO參數配置，其通訊配置參數較多，配置過程復雜；因此無論對于主站開發還是從站配置，對相關工作人員的專業性需求較高。2、主站與從站間多采用物理接線方式，當運動控制系統中包括多從站時，存在從站IO接線繁瑣的問題。

發明內容

本發明目的在于提供一種基于CAN總線的運動控制通訊系統，所述通訊系統在通訊報文傳輸交互中即可直接實現主站與各從站間的全部通訊交互，因此采用其進行通訊時不用再進行復雜的通訊配置；其還通過通訊方式實現主站與從站間直接IO交互，以簡化兩者間物理接線，因此所述通訊系統本身更加簡單。

本發明還提供了一種基于CAN總線的運動控制通訊系統的通訊方法，所述通訊方法基于所述通訊系統進行通訊交互，不用進行復雜的通訊配置即可實現主站對從站的直接輪詢；因此通訊過程更加快捷，實時性更高。

為達成上述目的，本發明提出如下技術方案：

一種基于CAN總線的運動控制通訊系統，包括基于CAN網絡連接的主站、若干從站，及在所述主站與從站間進行傳輸交互的通訊報文；

所述主站包括讀寫請求模塊、第一開關量更新模塊及運動計算模塊，所述從站包括讀寫處理模塊、第二開關量更新模塊及運動響應模塊；

所述通訊報文包括數據報文及控制報文；

所述數據報文在所述讀寫請求模塊與所述讀寫處理模塊間進行傳輸，用于實現主站對從站的內部參數讀寫；所述控制報文在所述運動計算模塊與所述運動響應模塊間進行傳輸，用于直接實現主站對從站運動控制；

所述數據報文及控制報文均包括數據區及若干位域；所述數據區用于傳輸內部參數量或運動參數量；所述位域包括功能碼位、主從標識位、模式位、從站ID位；所述功能碼位用于供主站或從站直接識別對應報文的類型，所述主從標識位用于直接識別對應報文的主站或從站來源，所述模式位用于供主站或從站直接識別對應報文所傳輸的從站工作模式，所述從站ID位用于供主站直接區分從站；

所述第一開關量更新模塊用于在主站發送通訊報文時更新開關量輸入量；所述第二開關量更新模塊用于在從站發送通訊報文時更新開關量輸出量；所述數據報文及控制報文的位域還包括IO數據位；所述IO數據位與所述第一開關量更新模塊及第二開關量更新模塊相關聯，以實現主站與從站間的通訊連接。