[发明专利]总线通讯系统及该系统实现故障检测的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种总线技术，具体的说涉及一种总线通讯系统及该系统实现故障检测的方法。

背景技术

总线技术（例如RS-485总线、CAN总线等）广泛应用于工业、交通、航天、医疗、商业等领域。通常一个总线通讯系统可以有数十到上百个通讯节点。为了布线方便和经济性，绝大多数总线在电气结构上采用线形并行结构，即所有节点都并连接在一条或两条共享信号线上（除了地线外）进行数据发送和接收。

线形并行总线结构也存在其固有弱点，即当总线上一个节点发生短路故障，若不能得到及时有效的处理，往往会导致整个总线系统无法正常工作，而短路点的快速（实时）准确定位目前还是一个技术难题。

现有技术中出现了一系列实时在线检测技术，其主要做法是在原有通讯系统中注入检测信号，如果系统出现故障，这些注入的检测信号会被故障点反射，根据这些反射信号可以判断故障点的位置和性质（短路、断路等等）。在给定条件下，这些检测技术可以达到实时在线故障检测的目的。

但是这些在线检测技术还存在的主要问题为：一、注入的检测信号与原有系统的通讯信号之间相互干扰的问题，既影响了通讯效果，也降低了故障检测的效果；二、针对不同的系统，需要对检测信号兼容性设计，使干扰降到最低，没有通用性，且同样存在干扰性问题。三、针对不同的系统可以对检测信号进行单独设计，但此种方式设计成本较高。

中国专利号“97193980.2”公开了一种总线修补器，公开日为1999年6月23日，包括一个与总线一起使用的协议观测器，一个用来检测总线上已知故障标志的状态机，和一个适用于在总线上干扰以防止具有这些标志的故障出现的干扰器。使用这样一个装置的系统包括一个总线，一个连接到该总线上的第一代理模块，一个连接到该总线上，用于按照一个总线协议向第一代理模块通信的第二代理模块，和连接到总线上的总线修补器，用来监测从第二代理模块到第一代理模块的通信以识别将会引起该装置中一个错误的一个事件，并用来通知该通信该事件已被避免。协议观测器，状态机和／或干扰器中的任一个都可以是可编程的。此专利技术只适用于电脑内部的总线结构，且该装置中的故障是指系统中的逻辑错误所引起的故障。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的总线故障检测存在的上述问题，提供一种总线通讯系统及该系统实现故障检测的方法，本发明使检测信号与通讯信号融为一体，彻底解决了检测信号与系统原有的通讯信号之间相互干扰的问题，且故障检测的方法具有普适性，适用于目前常见的总线通讯系统及通讯协议。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种总线通讯系统，包括总线通讯协议，其特征在于：所述总线通讯协议包括用于故障检测和系统同步的同步序列，所述同步序列为脉冲序列。

所述同步序列为通讯协议中的物理层和链路层预先约定的一个脉冲序列，且所述同步序列为不全部为0或者不全部为1的序列。

本发明还包括用于发出同步序列的第一附加处理器和在总线通讯系统中选取的控制节点；所述第一附加处理器的一端与选取的控制节点连接并检测同步序列的故障回波，另一端连接到总线。

本发明还包括第二附加处理器，所述第二附加处理器用于检测同步序列并实现系统同步，一端与总线中除控制节点外的其他节点连接，另一端与总线连接。

所述第一附加处理器包括将同步序列信号注入总线系统的发射器和检测由故障引起的同步序列回波的接收器。

所述第二附加处理器包括检测由第一附加处理器发出的同步序列并达到帧同步的接收器。

一种总线通讯系统实现实时在线故障检测的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、选定一个节点作为控制节点，将第一附加处理器连接到选定的控制节点； 

b、在每一个数据包的帧起始位置，由所述控制节点控制第一附加处理器发出一个同步序列；

c、在有故障发生时，所述第一附加处理器接收同步序列的故障回波并将接收到故障回波的信息发送到控制节点，控制节点根据故障回波的信息判断故障情况；

d、在没有故障发生时，第一附加处理器未接收到同步序列的故障回波，控制节点判断为没有故障发生。

所述a步骤中，控制节点选定为总线通讯系统中的任一节点，优选为位于总线最外端的节点。

本发明的方法还包括在b步骤和c步骤之间，将总线上除控制节点外的各节点进行同步的步骤，具体过程为：第二附加处理器接收第一附加处理器发出的同步序列，各节点根据第二附加处理器接收到的同步序列进行同步。