[发明专利]关于控制局域网总线从节点设备的节点号自动分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种节点号自动分配方案，更具体地说，涉及一种关于CAN 总线通信系统中的同一型号节点设备的节点号自动分配方案。

背景技术

在工业网络中利用CAN总线来建立通信系统已经是一个很成熟的应用 了，比如CANOpen、DeviceNet等，在一根CAN总线上可以挂载多个节点设 备，但只能有一个主节点(master)与多个从节点(slave)组成，如图1所示。 图1示出了一种利用CAN总线建立的由一个主节点和多个从节点组成的 CAN的主从式网络构架。图1所示的CAN的主从式网络构架中，为了说明 列举了一个主节点和6个从节点。而从节点的数目可以根据需要来设置，并 不限于此处列举的6个。

在整个网络系统中，每个节点(包括主节点与从节点)都有唯一的节点 号来标识每个网络节点设备，这样通信数据才能根据节点号正确的进行主从 之间的传输。在目前应用中，对每个从节点的节点号分配都是通过用户设定 的手段来实现的，比如为每个从节点设备安装一个数字拨码开关，通过数字 拨码开关为每个从节点分配唯一的节点号。这样做当然可以解决问题，但显 而易见的是会增加硬件成本(至少一个数字拨码开关的成本)，更致命的还在 于会降低节点设备的防护等级(比如防水、防腐蚀、抗爆等)，这是因为在工 业应用中，很多设备从节点都需要考虑到这些因素的影响，增加了一个数字 拨码开关意味着需要在设备外壳上为拨码开关开个窗口以便节点号设置，这 样势必会降低设备从节点的防护等级。

如果我们能够做到既不需要利用拨码开关，又能为每个从节点分配唯一 节点号的话，那么上述的问题就解决了，接下来就重点描述该设计方案。

CAN基本应用：

在进行方案描述之前，为了后面更好的理解，我们先简略的介绍一下 CAN的应用与基本实现方法。在CAN核中，一般存在数个数据通道，设计 者可以把各个数据通道配置成数据发送通道或者数据接收通道，每个通道包 含一个ID寄存器与一组通信数据寄存器，当其中某一个数据发送通道在数 据发送时，通信数据包里会包含该通道的ID值与通信数据值。在CAN核收 到CAN通信数据时，首先对接收到的通信数据包的ID值与自身的各个数据 接收通道进行逐个比较，如果与某个数据接收通道的ID寄存器的设置值一 致，那么该数据接收通道就把通信数据值存入到该通信寄存器里。值得一提 的是，对于数据接收通道的ID值的比较，我们还会经常用到一些ID值Mask 功能，利用Mask功能可以忽略对ID值中的指定几位数据的比较，不管这几 位数据是不是与接收到的数据包的ID值一致，只要非mask位的ID数据一 致，都能接收进来，在本方案中我们将会利用到此功能。如图2所示，图2 示出了CAN接收、发送数据通道的例子，其中数据接收通道利用了ID值mask 功能。

如图2所示，CAN数据发送方向CAN数据接收方发送CAN通信数据 包片断。CAN数据接收方的数据接收通道验证ID值是否一致，数据接收通 道1验证ID不一致，则不接收CAN通信数据包片断；而数据接收通道2利 用mask功能将后两位mask之后，验证ID一致，则接收通信数据包片断。

ID设置值一般分为两种：一种是11位的标准帧(如图2所示的ID设置)， 另外一种是29位的括展帧，为了实现本发明的方案，将会使用29位的括展 帧，其原因在下面的具体实施方式部分将详细描述。

CAN具有载波侦听多路访问/冲突检测的通信仲裁机制，所以如果有多 个节点同时往CAN总线上发送数据的时候，发送ID值小的那个节点优先获 得CAN总线的控制权，至于更细节的东西请参考CAN通信规范，不属于本 发明方案的重点描述范围。为了清楚和简洁，将省略对公知功能和结构的描 述。

发明内容

本发明的另外方面和优点部分将在后面的描述中阐述，还有部分可从描 述中明显地看出，或者可以在本发明的实践中得到。