本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

CAN是ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議，與一般的通信總線相比，CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性，由于其良好的性能及獨(dú)特的設(shè)計(jì)，CAN總線越來越受到人們的重視，由于CAN總線本身的特點(diǎn)，其應(yīng)用范圍已不再局限于汽車行業(yè)，而向自動(dòng)控制、航空航天、航海、過程工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、紡織機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療器械及傳感器等領(lǐng)域發(fā)展，CAN 即控制器局域網(wǎng)絡(luò)，屬于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線的范疇，現(xiàn)場(chǎng)總線是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)，它的出現(xiàn)為分布式控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)通信提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：提供一種醫(yī)療設(shè)備總線控制系統(tǒng)的CAN通信協(xié)議，在CAN2.0規(guī)范中規(guī)定，每次收發(fā)最多只能傳送8字節(jié)，這可以滿足大多數(shù)工業(yè)領(lǐng)域中控制命令、工控狀態(tài)和測(cè)試數(shù)據(jù)的一般要求；但實(shí)際應(yīng)用中，往往出現(xiàn)傳送多于8字節(jié)的要求，此時(shí)通過報(bào)文的拆卸和拼接技術(shù)完成了單幀數(shù)據(jù)和多幀數(shù)據(jù)準(zhǔn)確快捷的傳輸。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案：本醫(yī)療設(shè)備控制系統(tǒng)的CAN通信協(xié)議，其特征在于：解決CAN總線傳輸中傳輸數(shù)據(jù)大小限制的問題，其中傳輸數(shù)據(jù)小于8個(gè)字節(jié)采用單幀傳輸，傳輸數(shù)據(jù)大于8個(gè)字節(jié)采用多幀傳輸；建立待發(fā)送數(shù)據(jù)的格式化打包和定時(shí)循環(huán)掃描發(fā)送機(jī)制；實(shí)現(xiàn)接收CAN總線數(shù)據(jù)的合理封裝保存方法，使得接收數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤的傳遞給上層；開辟三維空間，在特殊的情況下，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可同時(shí)容納來自于同一節(jié)點(diǎn)連續(xù)發(fā)送的3包數(shù)據(jù)。

解決CAN總線傳輸中傳輸數(shù)據(jù)大小限制的問題，其中傳輸數(shù)據(jù)小于8個(gè)字節(jié)采用單幀傳輸，傳輸數(shù)據(jù)大于8個(gè)字節(jié)采用多幀傳輸，DATA0.0在本協(xié)議中作為標(biāo)志位，用來區(qū)別單幀傳輸和多幀傳輸，當(dāng)標(biāo)志位為1時(shí)，表示傳送的是多幀數(shù)據(jù)；為0時(shí)表明是單幀數(shù)據(jù)。

建立待發(fā)送數(shù)據(jù)的格式化打包和定時(shí)循環(huán)掃描發(fā)送機(jī)制，主要實(shí)現(xiàn)將CPU要發(fā)送的數(shù)據(jù)接過來，并整理為符合應(yīng)用層協(xié)議規(guī)定的幀格式，將拆卸好的數(shù)據(jù)包（數(shù)據(jù)幀）順序放入循環(huán)隊(duì)列中等待發(fā)送，并負(fù)責(zé)管理和維護(hù)發(fā)送循環(huán)隊(duì)列的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；在定時(shí)器定時(shí)中斷中定期對(duì)循環(huán)隊(duì)列進(jìn)行掃描，如果發(fā)現(xiàn)隊(duì)列中有數(shù)據(jù)等待發(fā)送，則調(diào)用發(fā)送函數(shù)將數(shù)據(jù)發(fā)送到CAN總線。

當(dāng)CPU有數(shù)據(jù)需要發(fā)送時(shí)，調(diào)用打包函數(shù)，要求給出待發(fā)送數(shù)據(jù)的存放地址；打包函數(shù)按照本協(xié)議規(guī)定的格式將發(fā)送節(jié)點(diǎn)地址、接收節(jié)點(diǎn)地址、信息類型、任務(wù)標(biāo)識(shí)、數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)等參數(shù)整理為CAN數(shù)據(jù)鏈路層ID的格式，將數(shù)據(jù)組裝成符合應(yīng)用層協(xié)議所規(guī)定的數(shù)據(jù)幀，實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)度大于7字節(jié)的數(shù)據(jù)的打包處理，按照所填加索引號(hào)的順序放到發(fā)送循環(huán)隊(duì)列中等待發(fā)送。

實(shí)現(xiàn)接收CAN總線數(shù)據(jù)的合理封裝保存方法，使得接收數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤的傳遞給上層，就是CAN數(shù)據(jù)從CAN總線上接收下來，按照數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)的地址將其還原為發(fā)送前的格式，準(zhǔn)確無誤的傳遞給上層，并負(fù)責(zé)為上層提供接口函數(shù)，在CPU將數(shù)據(jù)取走以后，清空相應(yīng)的數(shù)組。

在底層開辟了一個(gè)臨時(shí)緩沖區(qū)用于暫時(shí)存放從CAN總線上接收下的數(shù)據(jù)，臨時(shí)緩沖區(qū)采用三維數(shù)組的格式，容量為4*3*64；第一維的容量為4，分別指示發(fā)送節(jié)點(diǎn)的地址；第二維容量為3，作為數(shù)據(jù)的擴(kuò)展緩存，指示可連續(xù)存放來自于同一節(jié)點(diǎn)的包的數(shù)目；第三維的容量為64，用來存放經(jīng)過整理以后的數(shù)據(jù)。

一般來說，開辟一個(gè)二維的空間就可以使協(xié)議周轉(zhuǎn)，但是，在實(shí)際系統(tǒng)中可能會(huì)出現(xiàn)CPU還未能將整理完畢的數(shù)據(jù)取走此時(shí)又接到來自于同一節(jié)點(diǎn)的新的數(shù)據(jù)，這樣就可能導(dǎo)致新的數(shù)據(jù)覆蓋掉原來的數(shù)據(jù)，造成數(shù)據(jù)的丟失，為避免這種潛在的危險(xiǎn)，因此開辟三維空間，在最壞的情況下，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可同時(shí)容納來自于同一節(jié)點(diǎn)連續(xù)發(fā)送的3包數(shù)據(jù)，大大降低了數(shù)據(jù)丟失的可能性。

本發(fā)明的有益效果是：簡(jiǎn)單、靈活、移植方便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的CAN總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。

實(shí)施方式

參照附圖，本發(fā)明的實(shí)施步驟為：

步驟一：根據(jù)CAN總線通信協(xié)議，其各位的含義如下：

FF：0表示為標(biāo)準(zhǔn)格式，1表示為擴(kuò)展格式；

RTR：0表示為數(shù)據(jù)幀，1表示為遠(yuǎn)程幀；

DLC.X：數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼位（0～8）；

ID.X：信息標(biāo)識(shí)符位；

ID.28～I(xiàn)D.26為信息功能標(biāo)識(shí)；

ID.25～I(xiàn)D.21為接收任務(wù)標(biāo)識(shí)；

ID.20～I(xiàn)D.18為接收節(jié)點(diǎn)地址標(biāo)識(shí)；

X：保留位，默認(rèn)為0，不能對(duì)保留位進(jìn)行寫操作；

DATA0：數(shù)據(jù)場(chǎng)的第一個(gè)字節(jié)，本協(xié)議中用來表明數(shù)據(jù)的屬性；

DATA0.7～DATA0.5為發(fā)送節(jié)點(diǎn)地址標(biāo)識(shí)；

DATA0.4～DATA0.1為數(shù)據(jù)功能標(biāo)識(shí)；

DATA0.0 0為擴(kuò)展位，‘0’ 表明數(shù)據(jù)長(zhǎng)度小于8不用擴(kuò)展，‘1’ 表示數(shù)據(jù)長(zhǎng)度大于8需要擴(kuò)展DATA1作傳遞次數(shù)索引；

DATA1：DATA0.0為0時(shí)，傳遞數(shù)據(jù)；DATA0.0為1時(shí)，為數(shù)據(jù)傳遞次數(shù)的索引。

步驟二：DATA0.0在本協(xié)議中作為標(biāo)志位，用來區(qū)別單幀傳輸和多幀傳輸，解決了大于8字節(jié)的字符串的傳輸問題，當(dāng)標(biāo)志位為1時(shí)，表示傳送的是多幀數(shù)據(jù)；為0時(shí)表明是單幀數(shù)據(jù)。這樣克服了CAN 只能傳輸小于等于8字節(jié)數(shù)據(jù)的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了大于8字節(jié)的數(shù)據(jù)的傳輸。

步驟三：為了識(shí)別多幀傳輸中可能會(huì)出現(xiàn)的重幀和丟幀現(xiàn)象，本協(xié)議規(guī)定數(shù)據(jù)場(chǎng)第一字節(jié)作為多幀數(shù)據(jù)傳輸次序的索引，按照本協(xié)議制定的格式傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，單幀最多傳輸7字節(jié)的實(shí)際數(shù)據(jù)：當(dāng)數(shù)據(jù)流長(zhǎng)度大于7字節(jié)時(shí)，就要分成多幀傳送。

步驟四：發(fā)送主要實(shí)現(xiàn)將CPU要發(fā)送的數(shù)據(jù)接過來，并整理為符合應(yīng)用層協(xié)議規(guī)定的幀格式，將拆卸好的小包（數(shù)據(jù)幀）順序放入循環(huán)隊(duì)列中等待發(fā)送，并負(fù)責(zé)管理和維護(hù)發(fā)送循環(huán)隊(duì)列的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在定時(shí)器定時(shí)中斷中定期對(duì)循環(huán)隊(duì)列進(jìn)行掃描，如果發(fā)現(xiàn)隊(duì)列中有數(shù)據(jù)等待發(fā)送，則調(diào)用發(fā)送函數(shù)將數(shù)據(jù)發(fā)送到CAN總線。

步驟五：在底層開辟一個(gè)臨時(shí)緩沖區(qū)用于暫時(shí)存放等待發(fā)送的小包，臨時(shí)緩沖區(qū)采用循環(huán)隊(duì)列的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)行先入先出的管理模式，循環(huán)隊(duì)列用來暫時(shí)安置CPU即將發(fā)送的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)被順序安排在循環(huán)隊(duì)列中等待發(fā)送，每增加一幀數(shù)據(jù)，循環(huán)隊(duì)列的尾指針加1；每成功發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)，循環(huán)隊(duì)列的頭指針減1；當(dāng)循環(huán)隊(duì)列中沒有數(shù)據(jù)時(shí)，隊(duì)列的狀態(tài)為空，否則指示為不空；若循環(huán)隊(duì)列的頭指針和尾指針重合而隊(duì)列又處于不空的狀態(tài)，此時(shí)隊(duì)列為滿的狀態(tài)；當(dāng)隊(duì)列處于滿的狀態(tài)時(shí)，禁止向隊(duì)列再寫入數(shù)據(jù)，否則容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)的覆蓋或丟失；隊(duì)列中數(shù)據(jù)遵循先入先出的原則，CPU將數(shù)據(jù)從隊(duì)列尾部裝入，向CAN總線發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)則從隊(duì)列頭部將數(shù)據(jù)讀走，發(fā)送循環(huán)隊(duì)列的單位為幀；在發(fā)送機(jī)制運(yùn)轉(zhuǎn)前，首先對(duì)發(fā)送循環(huán)隊(duì)列初始化，將循環(huán)隊(duì)列的頭指針、尾指針賦值為零，將已占用的空間也賦值為零。

CAN發(fā)送機(jī)制主要由兩大模塊組成：打小包模塊和幀發(fā)送模塊，當(dāng)CPU有數(shù)據(jù)需要發(fā)送時(shí)，調(diào)用打小包函數(shù)，要求給出待發(fā)送數(shù)據(jù)的存放地址，打小包函數(shù)將會(huì)按照本協(xié)議規(guī)定的格式將發(fā)送節(jié)點(diǎn)地址、接收節(jié)點(diǎn)地址、信息類型、任務(wù)標(biāo)識(shí)、數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)等參數(shù)整理為CAN數(shù)據(jù)鏈路層ID的格式，將數(shù)據(jù)組裝成符合應(yīng)用層協(xié)議所規(guī)定的數(shù)據(jù)幀（小包），實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)度大于7字節(jié)的數(shù)據(jù)的打小包處理，按照所填加索引號(hào)的順序放到發(fā)送循環(huán)隊(duì)列中等待發(fā)送。

步驟六：CAN接收數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)從CAN總線上接收下來，按照數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)的地址將其還原為發(fā)送前的格式，準(zhǔn)確無誤的傳遞給上層，并負(fù)責(zé)為上層提供接口函數(shù)，在CPU將數(shù)據(jù)取走以后，清空相應(yīng)的數(shù)組。

在底層開辟了一個(gè)臨時(shí)緩沖區(qū)用于暫時(shí)存放從CAN總線上接收下的數(shù)據(jù)，臨時(shí)緩沖區(qū)采用三維數(shù)組的格式，容量為4*3*64，第一維的容量為4，分別指示發(fā)送節(jié)點(diǎn)的地址；第二維容量為3，作為數(shù)據(jù)的擴(kuò)展緩存，指示可連續(xù)存放來自于同一節(jié)點(diǎn)的包的數(shù)目；第三維的容量為64，用來存放經(jīng)過整理以后的數(shù)據(jù)。

一般來說，開辟一個(gè)二維的空間就可以使協(xié)議周轉(zhuǎn)，但是，在實(shí)際系統(tǒng)中可能會(huì)出現(xiàn)CPU還未能將整理完畢的數(shù)據(jù)取走此時(shí)又接到來自于同一節(jié)點(diǎn)的新的數(shù)據(jù)，這樣就可能導(dǎo)致新的數(shù)據(jù)覆蓋掉原來的數(shù)據(jù)，造成數(shù)據(jù)的丟失；為避免這種潛在的危險(xiǎn)，因此開辟三維空間，在特殊的情況下，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可同時(shí)容納來自于同一節(jié)點(diǎn)連續(xù)發(fā)送的3包數(shù)據(jù)，大大降低了數(shù)據(jù)丟失的可能性。