[发明专利]一种基于总线的无感切换冗余通信实现方法及系统

权利要求书

1.一种基于总线的无感切换冗余通信实现方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1采用热备方式设置主CAN总线作为上电后默认传输路径，并设置备用CAN总线作为主CAN总线的冗余；

S2环网中主CAN总线交换机周期性地向次环端口发送环路测试帧并向两个环端口发送链路测试帧；

S3根据主CAN总线交换机任何一个环端口在一个周期内收不到链路测试帧，断定该环端口的接收链路故障并堵塞该环端口；

S4通过备用CAN总线自行将故障链路对应的环端口从逻辑功能上断路，然后对整个环网进行冗余切换，并发送主CAN总线故障报警；

S5备用CAN总线交换机周期性地向次环端口发送环路测试帧并向两个环端口发送链路测试帧；

S6根据备用CAN总线链路测试帧判断是否存在故障，若存在故障对整个环网进行冗余切换，使用更换后的主CAN总线进行通信。

2.根据权利要求1所述的基于总线的无感切换冗余通信实现方法，其特征在于，所述方法在发送信息前，侦听网络中有无其他节点在发送信号，如无则立即发送，如有其他节点正在发送数据，则此节点要避让，等一段时间后再侦听，直到介质空闲再发送。

3.根据权利要求2所述的基于总线的无感切换冗余通信实现方法，其特征在于，所述方法中，节点避让时，使用如下退避算法:

当一个节点侦听到自己发送的报文遭受碰撞之后，立即按下式计算退避时延t_F

上式在区间[0,m]内取一均匀分布随机数F,F_F取为大于或等于F的最小整数，得到t_F值之后立即按该值开始延时，待延时结束后，将重传报文送入发送缓冲器，请求发送；如果再次碰撞，重复上述过程直至成功。

4.根据权利要求1所述的基于总线的无感切换冗余通信实现方法，其特征在于，所述方法中，从主CAN总线或备用CAN总线交换机转发环路测试帧并周期性地向两个环端口发送链路测试帧，从主CAN总线或备用CAN总线交换机的任何一个环端口在一个周期内收不到链路测试帧，则断定该环端口的接收链路故障并堵塞该环端口，在判定主CAN总线或备用CAN总线故障时，停止故障总线，同时启用一路总线，通过另一路总线发送通知报文，告知其它节点，并设置相应的警示标志。

5.根据权利要求1所述的基于总线的无感切换冗余通信实现方法，其特征在于，所述方法使用退避算法，当一个节点侦听到自己发送的报文遭受碰撞之后，立即按下式计算退避时延t_e

第一式是在区间[0,m]内取一均匀分布随机数e，e_e取为大于或等于e的最小整数，得到t_e值之后立即按该值开始延时，待延时结束后，将重传报文送入发送缓冲器，请求发送。

6.根据权利要求1所述的基于总线的无感切换冗余通信实现方法，其特征在于，所述方法中，在CAN总线通信过程中，当某个信息缓冲器的数据发送完成后，发送完成寄存器中相应位将置位，在查询发送过程中通过判断这一寄存器，判断该次发送是否完成，若不成功则进行CAN冗余，停止主CAN通道，启用备用CAN通道。

7.根据权利要求1所述的基于总线的无感切换冗余通信实现方法，其特征在于，所述方法中，主CAN总线或备用CAN总线均处于热备状态，所有节点的CAN控制器初始化后，都处于准备接收信息状态，但是有且仅有一个CAN控制器在发送或接收信息。

8.一种基于总线的无感切换冗余通信实现系统，所述系统用于执行如权利要求1-7任一项所述的基于总线的无感切换冗余通信实现方法，其特征在于，包括CAN控制器、主机交换芯片、CPU、交换机和通信节点，其中交换机包括主CAN总线或备用CAN总线交换机。