[发明专利]CAN报文的发送方法、控制单元、CAN节点及其网络

说明书

本公开提供了一种CAN报文的发送方法、控制单元、CAN节点及其网络。该方法包括：设定在与当前CAN节点对应的标识下的CAN报文的发送周期范围和初始发送周期，并计算得到在发送周期范围内的所有质数；采用初始发送周期发送CAN报文，并统计在初始发送周期中CAN报文被仲裁导致延迟的情况；以及在CAN报文被仲裁导致延迟的情况超出设定条件的情况下，从所计算得到的所有质数中查找与初始发送周期最相近的质数作为新的发送周期，采用该新的发送周期发送CAN报文，并统计在新的发送周期中CAN报文被仲裁导致延迟的情况。本公开可以动态调整发送报文的时机，减少仲裁，提高通信质量和数据实时性。

技术领域

本公开涉及CAN(Controller Area Network，控制器局域网络) 总线通信领域，特别涉及一种CAN报文的发送方法、控制单元、CAN 节点及其网络。

背景技术

当前，国内外CAN总线的应用越来越广泛，尤其是在汽车和工程机械行业，CAN总线通信在实时性要求高的数据传输场合尤为重要。 CAN总线采用非破坏性总线仲裁技术，例如“载波监测，CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoid，带有冲突避免的载波侦听多路访问)”的通信模式。这种总线仲裁方式允许总线上的任何一个节点都有机会取得总线的控制权并向外发送数据。如果在同一时刻有2个或2个以上的节点要求发送数据，就会产生总线冲突， CAN总线能够实时检测这些冲突并对其进行仲裁，从而使具有高优先级的数据不受任何损坏地传输，而低优先级的数据被仲裁，等待总线空闲再发送。

在多个节点同时发送数据报文时，仲裁机制保证了高优先级的数据优先传输，会导致低优先级报文实时性得不到保证，总线负载率高时甚至无法发送。因此，为了保证数据实时性，目前行业应用中一般认为总线负载率应不大于30％。虽然CAN总线有仲裁机制，但在仲裁完成前，多个节点同时发送仲裁段数据，信号会叠加，造成幅值变大，信号产生变形，降低通信质量或产生错误。此外，仲裁后低优先级报文等待发送，总线空闲后立即发送，在有多个报文等待发送的情况下会使得该时间段的总线负载率过大，即突发负载率过大，容易造成总线数据某一时段拥堵，下一时段空闲的现象，如图1所示。对于周期型报文，一旦形成该现象，则会持续周期性的出现，对网络和报文实时性影响较大。

发明内容

本公开解决的一个技术问题是：提供一种CAN报文的发送方法，从而可以动态调整发送报文的时机，减少仲裁，提高通信质量和数据实时性。

根据本公开的一个方面，提供了一种CAN报文的发送方法，包括：设定在与当前CAN节点对应的标识下的CAN报文的发送周期范围和初始发送周期，并计算得到在所述发送周期范围内的所有质数；采用所述初始发送周期发送所述CAN报文，并统计在所述初始发送周期中所述CAN报文被仲裁导致延迟的情况；以及在所述CAN报文被仲裁导致延迟的情况超出设定条件的情况下，从所计算得到的所有质数中查找与所述初始发送周期最相近的质数作为新的发送周期，采用所述新的发送周期发送所述CAN报文，并统计在所述新的发送周期中所述CAN报文被仲裁导致延迟的情况。

在一些实施例中，所述CAN报文的发送方法还包括：若在采用所述新的发送周期发送所述CAN报文后，所述CAN报文被仲裁导致延迟的情况不再超出所述设定条件，则采用所述新的发送周期作为默认发送周期；若在采用所述新的发送周期发送所述CAN报文后，所述CAN报文被仲裁导致延迟的情况依然超出所述设定条件，则继续从所计算得到的所有质数中查找与当前所述新的发送周期最相近的质数作为下一个新的发送周期，并采用所述下一个新的发送周期发送所述 CAN报文。

在一些实施例中，所述CAN报文的发送方法还包括：若采用所计算得到的所有质数作为发送周期发送所述CAN报文均使得所述CAN 报文被仲裁导致延迟的情况超出所述设定条件，则采用所述CAN报文被仲裁导致延迟的概率最低的周期作为所述CAN报文的默认发送周期。