專利名稱：Can總線自檢測恢復(fù)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種CAN總線自檢測恢復(fù)裝置及方法，特別涉及一種通過節(jié)點恢復(fù)器使備用 總線替代CAN總線的自檢測恢復(fù)裝置及方法。
背景技術(shù)：
為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換，目前常釆用控制器局部網(wǎng)絡(luò) CAN(Controller Area Network)總線來傳輸數(shù)據(jù)。現(xiàn)今的CAN總線采用非破壞性總線仲裁技術(shù)， 通信距離最遠(yuǎn)可達lOkm(傳輸率為5kb / s),通訊速率最高可達lMb/s(傳輸距離為40m);節(jié) 點數(shù)可達110個，其采用的傳輸介質(zhì)為雙絞線或光纖，報文采用短幀結(jié)構(gòu)，帶有CRC校驗以 及其他檢錯措施，可實現(xiàn)全分布式多機系統(tǒng),，也可滿足不同的實時要求，同時其數(shù)據(jù)出錯率 極低，可靠性極高，因此，在工業(yè)現(xiàn)場已經(jīng)得到了廣泛的使用，是一種架構(gòu)開放、廣播式的 新一代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，其也成為目前唯一有國際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線。
但由于CAN總線所應(yīng)用的控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不斷復(fù)雜化和系統(tǒng)規(guī)模的上升，人工對CAN 總線中節(jié)點之間或者尾端電路的斷路的檢測與恢復(fù)也變得越來越復(fù)雜，因此，提供一種在CAN
總線發(fā)生斷路的情況下，能夠自動檢測與恢復(fù)CAN總線的正常傳輸?shù)难b置已成為本技術(shù)領(lǐng)域 人員需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的所要解決的技術(shù)方案是提供一種CAN總線自檢測恢復(fù)裝置及方法。 為解決上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供一種CAN總線自檢測恢復(fù)裝置，用于具有至少2個CAN 節(jié)點和終端負(fù)載的CAN總線，其包括連接在所述CAN總線上的CAN總線驗證信號發(fā)射器及答
復(fù)信號接收器，其特征在于，所述CAN總線自檢測恢復(fù)裝置還包括備用總線；控制單元；
以及在相鄰CAN節(jié)點的所述CAN總線之間、最后一個CAN節(jié)點與所述終端負(fù)載的所述CAN總 線之間分別設(shè)置的節(jié)點恢復(fù)器，其中，每一節(jié)點恢復(fù)器又包括附加負(fù)載；及能將所述附加 負(fù)載與所述CAN總線、所述附加負(fù)載與所述備用總線、所述備用總線與所述CAN總線分別連 接起來的受控連接器；所述控制單元用于控制所述受控連接器啟動。
較佳的，所述CAN總線自恢復(fù)裝置還包括在所述控制單元控制下，將相應(yīng)CAN節(jié)點接入所述CAN總線或所述備用總線的節(jié)點連接調(diào)節(jié)器；所述節(jié)點連接調(diào)節(jié)器包括2個單刀雙擲開 關(guān)。
較佳地，所述控制單元為微處理器。
較佳地，所述微處理器包含在所述CAN節(jié)點內(nèi)。
較佳地，所述受控連接器包括與所述微處理器相連接的繼電器及與所述繼電器相連接的開關(guān)。
較佳地，所述附加負(fù)載為電阻。
較佳地，每一CAN節(jié)點還包括CAN總線收發(fā)器。
本發(fā)明還提供一種CAN總線自恢復(fù)方法，其特征在于，包括以下步驟
步驟A、 CAN總線驗證信號發(fā)射器依照預(yù)設(shè)規(guī)則向各CAN節(jié)點發(fā)送驗證信號，能接收到 所述驗證信號的各CAN節(jié)點向答復(fù)信號接收器傳送相應(yīng)的答復(fù)信號；
步驟B、根據(jù)所述答復(fù)信號接收器所接收到的答復(fù)信號判斷所述CAN總線是否發(fā)生故障， 若是，則逐次使每一節(jié)點恢復(fù)器所具有控制單元啟動相應(yīng)受控連接器，使相應(yīng)的附加負(fù)載與 所述CAN總線相連接，以便檢測出所述CAN總線上故障所發(fā)生的位置；
步驟C、根據(jù)檢測出的故障位置，使所述故障位置處的控制單元啟動相應(yīng)受控連接器， 使相應(yīng)段的備用總線與所述CAN總線相連接，并啟動后續(xù)各控制單元，以控制后續(xù)的節(jié)點連 接恢復(fù)器將后續(xù)CAN節(jié)點接入備用總線。
較佳地，在步驟B中，若第n個CAN節(jié)點和第n+1個CAN節(jié)點間的附加負(fù)載與所述CAN 總線相連接后，所述答復(fù)信號接收器能接收到相應(yīng)的答復(fù)信號，而第n+l個CAN節(jié)點和第n+2 個CAN節(jié)點間的附加負(fù)載與所述CAN總線相連接后，所述答復(fù)信號接收器不能接收到相應(yīng)的 答復(fù)信號，則檢測出所述CAN總線上故障所發(fā)生的位置在第n個CAN節(jié)點和第n+2個CAN節(jié) 點間。
本發(fā)明的有益效果在于能夠自動檢測與恢復(fù)CAN總線中的斷點，且成本較低。


圖1為本發(fā)明提供的CAN總線自檢測恢復(fù)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為節(jié)點恢復(fù)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3至圖5受控連接器在不同狀態(tài)下的連接示意圖。
圖6為本發(fā)明提供的CAN總線自檢測恢復(fù)方法流程圖。
圖7至圖8為節(jié)點恢復(fù)器修復(fù)斷路總線的示意圖，為了簡潔明了，圖中省略了節(jié)點連接
5調(diào)節(jié)器。
圖9為另一實施例的CAN總線自檢測恢復(fù)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
請參閱圖1 ，本發(fā)明提供的CAN總線自檢測恢復(fù)裝置包括CAN總線4,所述CAN總線 4上連接有CAN總線驗證信號發(fā)射器及答復(fù)信號接收器1 、至少2個CAN節(jié)點2、終端電阻 3、至少2個節(jié)點恢復(fù)器5及至少2個節(jié)點連接調(diào)節(jié)器9。每個CAN節(jié)點2包括CAN總線收 發(fā)器及MPU (微處理器)，所述CAN總線收發(fā)器接入CAN總線4并與所述MPU連接，每個 CAN節(jié)點2通過所述MPU與一個節(jié)點恢復(fù)器5連接，每個CAN節(jié)點2通過節(jié)點調(diào)節(jié)器9與 CAN總線4連接，節(jié)點調(diào)節(jié)器9受控于所述MPU。所述CAN總線自檢測恢復(fù)裝置還包括備 用總線6，終端電阻3接入備用總線6，備用總線6連接所有的節(jié)點恢復(fù)器5及節(jié)點連接調(diào)節(jié) 器9。
請參閱圖2，節(jié)點恢復(fù)器5包括附加電阻7和2個受控連接器8，附加電阻7的兩端分別 接入2個受控連接器8，受控連接器8包括與所述MPU相連的繼電器與所述繼電器相連的開關(guān)， 在所述MPU的控制下，受控連接器8能夠?qū)AN總線4及備用總線連接(如圖3所示)，或?qū)?附加電阻7與CAN總線4連接(如圖4所示)，或?qū)⒏郊与娮?與備用總線6連接(如圖5所 示)。
節(jié)點連接調(diào)節(jié)器9包括2個單刀雙擲開關(guān)，在MPU控制下能夠?qū)AN節(jié)點2連接CAN總 線4或備用總線6。
以最靠近CAN總線驗證信號發(fā)射器及答復(fù)信號接收器1的CAN節(jié)點為第1個CAN節(jié)點， 沿CAN總線4順次為第2個CAN節(jié)點、第3個CAN節(jié)點至第m個CAN節(jié)點，其中，m為 CAN節(jié)點的數(shù)量。在通信正常的情況下，CAN總線驗證信號發(fā)射器及答復(fù)信號接收器1及 CAN節(jié)點2中的所述CAN總線收發(fā)器能夠進行通信對話，但若CAN總線4發(fā)生斷路，則 CAN總線驗證信號發(fā)射器及答復(fù)信號接收器1無法收到CAN節(jié)點的答復(fù)信息，為此，本發(fā) 明提供了CAN總線自檢測恢復(fù)方法，請參閱圖6，該方法包括以下步驟
步驟1、 CAN總線驗證信號發(fā)射器依照預(yù)設(shè)規(guī)則向各CAN節(jié)點2發(fā)送驗證信號，能接收 到所述驗證信號的各CAN節(jié)點2向答復(fù)信號接收器傳送相應(yīng)的答復(fù)信號；
步驟2、根據(jù)所述答復(fù)信號接收器所接收到的答復(fù)信號判斷所述CAN總線是否發(fā)生故障，
6若是，CAN總線驗證信號發(fā)射器發(fā)出短路信號，所述CAN總線收發(fā)器收到上述短路信號后， 從第1個CAN節(jié)點開始，通過MPU控制受控連接器8，使CAN節(jié)點2中的附加電阻7兩端 連接CAN總線4，將CAN總線4部分短路，此時的附加電阻7暫時替代了終端電阻3;
步驟3、若短路后能夠正常通信，則使附加電阻7斷開與CAN總線4的連接，使下一個 CAN節(jié)點2中的附加電阻7兩端連接CAN總線4，將CAN總線4部分短路；
步驟4、重復(fù)歩驟3直至第n個CAN節(jié)點和第n+l個CAN節(jié)點間的附加負(fù)載與所述CAN總 線相連接后，所述答復(fù)信號接收器能接收到相應(yīng)的答復(fù)信號，而第n+l個CAN節(jié)點和第n+2 個CAN節(jié)點間的附加負(fù)載與所述CAN總線相連接后，所述答復(fù)信號接收器不能接收到相應(yīng)的 答復(fù)信號，則檢測出所述CAN總線上故障所發(fā)生的位置在第n個CAN節(jié)點和第n+2個CAN節(jié) 點間；
步驟5、 CAN總線驗證信號發(fā)射器發(fā)出恢復(fù)信號，MPU控制受控連接器8，通過第n個 CAN節(jié)點的2個受控連接器8將CAN總線與備用總線連接，則備用總線替代了原先斷路部 分的CAN總線(如圖7所示)，第n個節(jié)點的MPU同時通過CAN總線驗證信號發(fā)射器及答 復(fù)信號接收器1向后續(xù)節(jié)點的MPU發(fā)送調(diào)節(jié)CAN節(jié)點接入線的信號，則后續(xù)節(jié)點的MPU 控制節(jié)點調(diào)節(jié)連接器9，將后續(xù)的CAN節(jié)點2接入備用總線6，形成完整的通信回路。
若CAN總線中存在多個斷路點，則備用總線與CAN總線可以多次互相替換，形成完整 的通信回路(如圖8所示)。
請參閱圖9，在另一實施例中，節(jié)點恢復(fù)器5也可包括節(jié)點連接調(diào)節(jié)器9的功能，則CAN 節(jié)點2接入節(jié)點恢復(fù)器5內(nèi)。
上述方法中的"n"并不是一個固定的數(shù)值，而是CAN節(jié)點的編號，是會變化的。
以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案。不脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修 改或局部替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中，如，終端電阻可用等同的負(fù)載替代， MPU可用相應(yīng)的控制單元替代等。
權(quán)利要求
1、一種CAN總線自檢測恢復(fù)裝置，用于具有至少2個CAN節(jié)點和終端負(fù)載的CAN總線，其包括連接在所述CAN總線上的CAN總線驗證信號發(fā)射器及答復(fù)信號接收器，其特征在于，所述CAN總線自檢測恢復(fù)裝置還包括備用總線；控制單元；以及在相鄰CAN節(jié)點的所述CAN總線之間、最后一個CAN節(jié)點與所述終端負(fù)載的所述CAN總線之間分別設(shè)置的節(jié)點恢復(fù)器，其中，每一節(jié)點恢復(fù)器又包括附加負(fù)載；及能將所述附加負(fù)載與所述CAN總線、所述附加負(fù)載與所述備用總線、所述備用總線與所述CAN總線分別連接起來的受控連接器；所述控制單元用于控制所述受控連接器啟動。
2、 如權(quán)利要求1所述CAN總線自恢復(fù)裝置，其特征在于還包括在所述控制單元控制下， 將相應(yīng)CAN節(jié)點接入所述CAN總線或所述備用總線的節(jié)點連接調(diào)節(jié)器；所述節(jié)點連接調(diào)節(jié)器 包括2個單刀雙擲開關(guān)。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的CAN總線自檢測恢復(fù)裝置，其特征在于所述控制單元為微 處理器。
4、 如權(quán)利要求3所述的CAN總線自檢測恢復(fù)裝置，其特征在于所述微處理器包含在所 述CAN節(jié)點內(nèi)。
5、 如權(quán)利要求3所述的CAN總線自檢測恢復(fù)裝置，其特征在于所述受控連接器包括與 所述微處理器相連接的繼電器及與所述繼電器相連接的開關(guān)。
6、 如權(quán)利要求1所述的CAN總線自檢測恢復(fù)裝置，其特征在于所述附加負(fù)載為電阻。
7、 如權(quán)利要求1所述的CAN總線自恢復(fù)裝置，其特征在于每一 CAN節(jié)點還包括CAN總 線收發(fā)器。
8、 一種CAN總線自檢測恢復(fù)方法，其特征在于，包括以下步驟步驟A、 CAN總線驗證信號發(fā)射器依照預(yù)設(shè)規(guī)則向各CAN節(jié)點發(fā)送驗證信號，能接收到 所述驗證信號的各CAN節(jié)點向答復(fù)信號接收器傳送相應(yīng)的答復(fù)信號；步驟B、根據(jù)所述答復(fù)信號接收器所接收到的答復(fù)信號判斷所述CAN總線是否發(fā)生故障， 若是，則逐次使每一節(jié)點恢復(fù)器所具有控制單元啟動相應(yīng)受控連接器，使相應(yīng)的附加負(fù)載與 所述CAN總線相連接，以便檢測出所述CAN總線上故障所發(fā)生的位置；步驟C、根據(jù)檢測出的故障位置，使所述故障位置處的控制單元啟動相應(yīng)受控連接器，使相應(yīng)段的備用總線與所述CAN總線相連接，并啟動后續(xù)各控制單元，以控制后續(xù)的節(jié)點連接恢復(fù)器將后續(xù)CAN節(jié)點接入備用總線。
9、如權(quán)利要求8所述的CAN總線自檢測恢復(fù)方法，其特征在于，在步驟B中，若第n個CAN節(jié)點和第n+l個CAN節(jié)點間的附加負(fù)載與所述CAN總線相連接后，所述答復(fù)信號接收器能接收到相應(yīng)的答復(fù)信號，而第n+l個CAN節(jié)點和第n+2個CAN節(jié)點間的附加負(fù)載與所述CAN總線相連接后，所述答復(fù)信號接收器不能接收到相應(yīng)的答復(fù)信號，則檢測出所述CAN總線上故障所發(fā)生的位置在第n個CAN節(jié)點和第n+2個CAN節(jié)點間。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種CAN總線自檢測恢復(fù)裝置，用于具有至少2個CAN節(jié)點和終端負(fù)載的CAN總線，其包括連接在所述CAN總線上的CAN總線驗證信號發(fā)射器及答復(fù)信號接收器、備用總線、以及節(jié)點恢復(fù)器，其中，每一節(jié)點恢復(fù)器又包括附加負(fù)載；及能將所述附加負(fù)載與所述CAN總線、所述附加負(fù)載與所述備用總線、所述備用總線與所述CAN總線分別連接起來的受控連接器；每一CAN節(jié)點又包括用于控制所述受控連接器啟動的控制單元；本發(fā)明還揭示了一種CAN總線自恢復(fù)方法，通過使備用總線替代CAN總線來修復(fù)CAN總線中的斷點。本發(fā)明的有益效果在于能夠自動檢測與恢復(fù)CAN總線中的斷點，且成本較低。
文檔編號H04L12/26GK101494571SQ200910045930
公開日2009年7月29日 申請日期2009年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月22日
發(fā)明者仝芳軒, 亮 劉, 周正仙, 張大成 申請人:上海華魏自動化設(shè)備有限公司