[发明专利]一种双冗余CAN总线通信系统

说明书

本发明提供一种双冗余CAN总线通信系统，包括：两条CAN总线，同时连接到所述两条CAN总线上的若干冗余节点，每个所述冗余节点采用主备式硬件架构；其中，每个冗余节点包括冗余功能模块，所述冗功能换模块执行：所有冗余节点节点ID的大小排序建立令牌环；每个冗余节点发送在线监测报文：根据节点ID的大小排序，除节点ID最大的节点以外，每个节点都将在线状态监测报文发送到节点ID值比本身节点ID值大且差值最小的节点；网络中节点ID最大的节点将在线状态监测报文发送到节点ID最小的节点；每个冗余节点通过接收到的在线监测报文判断其与CAN总线上其他冗余节点之间任意通道的状态，一旦发现某个节点的缺省通道无法通信，立即切换到备用通道进行总线通信，以确保网络数据传输正常。

技术领域

本发明涉及数据通信技术领域，尤其涉及一种双冗余CAN总线通信系统。

背景技术

CAN总线通信系统自上世纪80年代诞生以来，已经被广泛地应用在汽车、民用以及国防工业当中。CAN协议本身的错误检测与错误处理机制能良好地保证系统通信的一致性，但是在某些应用领域，尤其是在国防工业当中，CAN总线通信系统并不能保证其数据链路能在重大故障发生的前提下继续维持良好的通信品质。为此，需要制定介于CAN基础之上的冗余机制，以保证重大故障条件下系统依旧能持续进行必要的通信。

发明内容

本发明针对现有技术的上述缺点，本发明提出了一种双冗余CAN总线通信系统。

本发明的双冗余CAN总线通信系统，包括：

两条CAN总线，其为称作缺省总线的第一CAN总线和称作冗余总线的第二CAN总线；

同时连接到所述两条CAN总线上的若干冗余节点，每个所述冗余节点采用主备式硬件架构；

其中，所述每个冗余节点包括冗余功能模块，所述冗余功能换模块执行以下功能：

所有冗余节点根据节点ID的大小排序建立令牌环，即所有节点形成一个完整的在线状态监测报文发送处理环；

每个冗余节点发送在线监测报文：除节点ID最大的节点以外，每个节点都将在线监测报文发送到节点ID值比本身节点ID值大且差值最小的节点；网络中节点ID最大的节点将在线状态监测报文发送到节点ID最小的节点；

每个冗余节点通过接收到的在线监测报文判断CAN总线上冗余节点任意通道的状态，一旦发现某个节点的缺省通道无法通信，立即切换到备用通道进行总线通信，以确保网络数据传输正常。

优选地，所述在线监测报文的格式包括报文ID和报文数据场，所述报文ID包括源节点地址，所述报文数据场包括功能场和令牌号，所述功能场用于区分所述在线监测报文为Alive报文或是Ring报文，所述令牌号表示所述令牌环中要发送至的目标节点的节点ID。

优选地，所述Alive报文为表示节点是否在线的报文；所述Ring报文为冗余切换过程中发送的报文；所述Alive报文和所述Ring报文均为1有效。

优选地，在建立好所述令牌环后，如有新节点加入网络，则所述冗余功能模块遵循下述规则重新建立令牌环：

1)任意节点初始化完成以后都会发送所述Alive报文，所述令牌号为当前默认值；

2)任意节点检测到有节点ID满足两个条件时，则自动更新自身的令牌号为检测到的节点ID，所述两个条件包括：

a)检测到的节点ID值大于自身的节点ID，

b)检测到的节点ID值小于自身的令牌号；

3)任意节点检测到自身的ID值介于接收到的Ring报文包含的源地址和所述Ring报文的令牌号之间，则立即发送Alive报文，令牌号不变。