[发明专利]一种CAN总线双通路备份中冗余消息处理方法

权利要求书

1.一种CAN总线双通路备份中冗余消息处理方法，控制系统各节点设备之间采用CAN1和CAN2双总线组网机制进行传输数据和冗余消息处理，其特征在于：所述冗余消息处理方法作为应用程序运行于控制器，通过在CAN消息的发送端增加缓存机制和进行冗余备份，在接收端采用查重过滤机制来完成对数据信息处理，以保证CAN总线组网通信中数据传输无缺损或者缺损率极低，其过程包括：

1)设备节点发送CAN信息过程：

某节点需要向外发送CAN消息时，将发送的CAN消息先存入CAN1和CAN2消息FIFO队列中，通过主循环不间断查询方式，将CAN消息发送到CAN1和CAN2总线上；

2)设备节点接收CAN信息过程：

CAN总线线缆网中，对各节点设备ID分配采用互斥性设计，保持其唯一性，各节点与各节点之间通过CAN通讯协议完成通讯；

为避免无关信息对各执行节点产生干扰，各节点单机对CAN总线节点信息进行过滤处理，只响应与本节点相关信息；单机节点在收到控制信息后，无论信息来自哪条总线，首先确认是否为重复信息，如果不是重复信息则执行动作。

2.根据权利要求1所述的CAN总线双通路备份中冗余消息处理方法，其特征在于：设备节点发送CAN信息过程中，节点待发CAN消息先存入CAN1和CAN2消息FIFO队列中，通过在程序中设置不间断查询方式判断CAN发送邮箱是否有空闲的邮箱；若有空闲邮箱，则划出一条CAN消息从FIFO队列中出栈进入CAN发送邮箱中，等待发送；若发送邮箱都被占用，则等待下一次主循环判断CAN发送邮箱是否有空闲；

设置每个邮箱优先级相同，消息依次发送，发送成功后将当前被占用的邮箱置空，等待接收CAN信息，此时CAN消息已发送CAN1和CAN2总线上；发送失败后，不设置丢弃此信息，邮箱被继续占用等待下一次发送；

对于不多于3个节点设备或少数据量的简单系统，设备节点需要向外发送CAN消息时，直接放入CAN发送邮箱使用而不需要存入FIFO缓存队列中。

3.根据权利要求1或2所述的CAN总线双通路备份中冗余消息处理方法，其特征在于：CAN发送邮箱有3个，每个邮箱只能装一个报文；设备节点发送CAN信息过程中，应用程序查询到发送邮箱有空闲状态的，选择1个空闲邮箱将一帧CAN数据填充进去，将此空闲邮箱状态设置为繁忙，并设置CAN数据长度和发送数据位，然后将此邮箱请求预定，此时每个邮箱优先级相同，邮箱被预定发送后，等待总线空闲，发送成功后，邮箱置空，若发送失败，返回预定发送。

4.根据权利要求1或2所述的CAN总线双通路备份中冗余消息处理方法，其特征在于：设备节点接收CAN信息过程中，节点接收到有效报文时，被存储在3级邮箱深度的FIFO中，此时接收回调函数会被调用，通过读取FIFO输出邮箱，来读取FIFO中最先收到的报文，等这个读完之后，才能读下一个报文；读取报文数据时，通过判断CAN句柄指针地址，判断是CAN1地址区接受的数据还是CAN2，然后对读取到的报文数据进行解析和检查是否是新消息，防止CAN1、CAN2总线上的重复消息，避免二次执行；对收到数据ID与缓存队列2中的数据ID依次进行对别，当前收到的数据ID的时间点与缓存队列2中的数据ID时间戳在设定时间t内，且二者ID相同则认为时重复消息，当丢弃此消息；若收到数据ID的时间点与缓存队列2中数据ID时间戳大于设定时间t或者二者ID不相同时，则认为时新消息，当把此消息放入缓存队列1作消息预处理使用，同时此消息ID和此消息时间戳放入缓存队列2，作判重使用。

5.根据权利要求4所述的CAN总线双通路备份中冗余消息处理方法，其特征在于：设备节点接收CAN信息过程中，为节省控制器的处理负荷，接收邮箱FIFO完全由硬件来管理，从而简化应用程序并保证数据的一致性；设定时间t基于系统CAN总线上最短发数周期和线路延时设定为8毫秒，以此判断是否为新消息。

6.根据权利要求1、2或5所述的CAN总线双通路备份中冗余消息处理方法，其特征在于：为保证总线为负载较低，CAN总线网络速率设定为500Kbps，各单机节点的时钟晶振为8MHz的整数倍，时间片分配方案如下表1所示：

表1：总线速率时间片分配表