專利名稱：一種小型can總線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及CAN總線技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種小型CAN總線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的方法。
技術(shù)背景
CAN即控制器局域網(wǎng)絡(luò)，屬于工業(yè)現(xiàn)場總線的范疇。與一般的通信總線相比，CAN 總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。由于其良好的性能及獨(dú)特的設(shè)計(jì)， CAN總線越來越受到人們的重視。其應(yīng)用范圍目前已不再局限于汽車行業(yè)，而向自動(dòng)控制、 航空航天、航海、過程工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、紡織機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療器械及傳感器等領(lǐng)域發(fā)展。
一般在組成CAN網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要先定義好CAN網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的ID，這樣使得CAN網(wǎng)絡(luò)的建立需要大量的準(zhǔn)備時(shí)間，需要有專業(yè)人員設(shè)置好每個(gè)節(jié)點(diǎn)的ID。對于一般的CAN網(wǎng)絡(luò)，用戶無法使自行完成CAN網(wǎng)絡(luò)中ID的分配。
雖然現(xiàn)有的CAN組網(wǎng)的方法中，也可由網(wǎng)絡(luò)分配ID，但多采用一個(gè)主機(jī)來管理和分配地址，各個(gè)節(jié)點(diǎn)需要依次連接到網(wǎng)絡(luò)，在節(jié)點(diǎn)接入過程中容易在網(wǎng)絡(luò)中引入干擾，組網(wǎng)復(fù)雜度較高，操作較不方便。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述問題而設(shè)計(jì)了一種能自行分配ID，實(shí)現(xiàn)CAN網(wǎng)絡(luò)通訊的小型CAN總線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的方法，主要針對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)目較少的場合，本方法無需主機(jī)分配地址，各個(gè)節(jié)點(diǎn)在組網(wǎng)時(shí)都已經(jīng)接入CAN總線網(wǎng)絡(luò)，不需要依次連接到網(wǎng)絡(luò)，算法簡單， 操作簡單，在現(xiàn)有硬件條件下只需加入簡單代碼就可以實(shí)現(xiàn)本方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下方法一種小型CAN總線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的方法，它的步驟為第一步，CAN網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的ID均為初始值ID0，選定其中一個(gè)為起始的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)， 然后在CAN網(wǎng)絡(luò)上廣播發(fā)送生成ID的命令；由于節(jié)點(diǎn)初始值均為ID0，所以CAN通訊模塊可以批量生產(chǎn)，裝配簡單，無需像傳統(tǒng)組網(wǎng)那樣，需要提前設(shè)定好每個(gè)節(jié)點(diǎn)的ID。由于各個(gè)節(jié)點(diǎn)的CAN通訊模塊并無差異，所以起始的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)可以按用戶的需要選定，無任何限制， 而現(xiàn)有的能自行分配ID的網(wǎng)絡(luò)中，都采用一個(gè)專門用來管理和分配ID的節(jié)點(diǎn)，這個(gè)節(jié)點(diǎn)是唯一確定的，在實(shí)際安裝網(wǎng)絡(luò)中很不方便。
第二步，其他節(jié)點(diǎn)在接收到生成ID的命令后，開始隨機(jī)生成一個(gè)整數(shù)作為自己的 ID,各個(gè)節(jié)點(diǎn)生成自己的ID后，把IDO作為目標(biāo)地址，將自己新ID發(fā)送出去；由于節(jié)點(diǎn)初始 ID都為ID0，所以目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的生成ID的命令，各個(gè)節(jié)點(diǎn)在同一時(shí)間均可接收到，然后利用隨機(jī)數(shù)函數(shù)生成自己的ID。較之用固定的管理節(jié)點(diǎn)來對依次接入網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行ID的分配，可以節(jié)約大量的時(shí)間，且通訊穩(wěn)定性好，不會因節(jié)點(diǎn)的依次接入而引入干擾；算法簡單可靠，直接調(diào)用現(xiàn)有的隨機(jī)數(shù)函數(shù)即可。
第三步，IDO節(jié)點(diǎn)將接收到的ID號碼加上IDO組成一個(gè)ID表；起始的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)暫時(shí)對網(wǎng)絡(luò)中的ID進(jìn)行管理，可以快速的判斷出組網(wǎng)是否成功。固定的管理節(jié)點(diǎn)需要時(shí)時(shí)刻刻的對總線進(jìn)行監(jiān)聽，這樣不僅浪費(fèi)資源，而且還大量占用總線時(shí)間，降低有效通訊。與采用固定的管理節(jié)點(diǎn)不同，起始的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)只是被動(dòng)的接收各個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送來的數(shù)據(jù)，全部為有益通訊，總線利用率高，而且只是暫時(shí)管理ID表。
第四步，IDO節(jié)點(diǎn)將生成的ID表發(fā)送給各個(gè)其他節(jié)點(diǎn)，至此CAN網(wǎng)絡(luò)ID分配完成。 將完整的ID表發(fā)送給其他各個(gè)節(jié)點(diǎn)，從而取消了起始的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的差異性，使網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的地位均相同，使用固定的管理節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，這一管理節(jié)點(diǎn)始終處于管理者的地位，其他節(jié)點(diǎn)均受到管理。
所述第三步中，如果各個(gè)節(jié)點(diǎn)隨機(jī)生成的ID號均不一樣，則ID表中含有N個(gè)不相同的ID號，則表示ID分配成功，進(jìn)入第四步。
所述第三步中，如果生成的ID表中出現(xiàn)相同的ID，或者ID表中ID的數(shù)目少于N， IDO節(jié)點(diǎn)則按照當(dāng)前的ID表重發(fā)生成ID的命令，跳至第二步繼續(xù)進(jìn)行。
本發(fā)明是針對小型的CAN網(wǎng)絡(luò)提出的組網(wǎng)方法，具體說是針對節(jié)點(diǎn)數(shù)50以內(nèi)的 CAN網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方法。它先將CAN網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的地址一致化，然后從中選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為起始的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，隨即向CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)布ID生成信息，除目標(biāo)節(jié)點(diǎn)外的其余各節(jié)點(diǎn)都會自動(dòng)生成一個(gè)地址，并向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送自己的地址，為防止沖突出現(xiàn)，只有當(dāng)所有節(jié)點(diǎn)發(fā)布的自己地址不同時(shí)，組網(wǎng)才算成功，只要有任何兩個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)的地址出現(xiàn)相同，則本次組網(wǎng)失敗，將重新進(jìn)行組網(wǎng)操作。
本發(fā)明的有益效果是1)方法實(shí)現(xiàn)簡單，從而降低了開發(fā)成本，只需加入簡單的代碼就可以實(shí)現(xiàn)本方法，無需任何的硬件改動(dòng)。 2)本方法中最初各個(gè)節(jié)點(diǎn)的初始ID相同，各個(gè)節(jié)點(diǎn)的CAN通訊部分軟硬件完全相同，所以適合于產(chǎn)量化的生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)通訊器件。 3)組網(wǎng)操作簡單，可由用戶自行完成，用戶只要連接好線路，即可完成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的ID分配，使用方便。


圖1為本發(fā)明CAN網(wǎng)絡(luò)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。
圖 1 中，第一步，先按附圖所示連接好各個(gè)節(jié)點(diǎn)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)的ID初始值均為ID0，且使用的為10 位二進(jìn)制ID。
第二步，選取一節(jié)點(diǎn)，例如節(jié)點(diǎn)3，輸入CAN網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)總數(shù)N，開啟ID分配功能。
第三步，節(jié)點(diǎn)3以IDO作為目標(biāo)地址，在CAN網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送生成ID的命令。
第四步，CAN網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點(diǎn)接收到生成ID的命令后，開始隨機(jī)生成一個(gè)10位二進(jìn)制的正整數(shù)作為自己的ID，并將此ID發(fā)送給節(jié)點(diǎn)3。例如，節(jié)點(diǎn)1在接收到生成ID的命令后，節(jié)點(diǎn)1會隨機(jī)生成一個(gè)10位二進(jìn)制數(shù)，將此二進(jìn)制數(shù)作為自己的ID，并將此ID發(fā)送給節(jié)點(diǎn)3。
第五步，節(jié)點(diǎn)3會在一定時(shí)間里接收各個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)來的ID號，并生成ID表。超過此時(shí)間后，節(jié)點(diǎn)3開始開始計(jì)算ID表中不相同ID的數(shù)目n，如果η等于N，則表示網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的ID都不相同，ID分配成功，進(jìn)入第六步。否則，節(jié)點(diǎn)3將根據(jù)當(dāng)前的ID表，向其他各個(gè)節(jié)點(diǎn)重發(fā)生成ID的命令，轉(zhuǎn)至第四步繼續(xù)進(jìn)行。
第六步，節(jié)點(diǎn)3將ID表發(fā)送給其他各個(gè)節(jié)點(diǎn)。
關(guān)于此方法在CAN網(wǎng)絡(luò)中適用范圍的計(jì)算。
假設(shè)采用10位二進(jìn)制ID，則可用ID為IOM個(gè)，我們以1000個(gè)可用ID計(jì)算。(CAN網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)總數(shù)N)-1第一次ID分配成功的概率
權(quán)利要求
1.一種小型CAN總線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的方法，其特征是，它的步驟為第一步，CAN網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的ID均為初始值ID0，選定其中一個(gè)為起始的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)， 然后在CAN網(wǎng)絡(luò)上廣播發(fā)送生成ID的命令；第二步，其他節(jié)點(diǎn)在接收到生成ID的命令后，開始隨機(jī)生成一個(gè)整數(shù)作為自己的ID， 各個(gè)節(jié)點(diǎn)生成自己的ID后，把IDO作為目標(biāo)地址，將自己新ID發(fā)送出去； 第三步，IDO節(jié)點(diǎn)將接收到的ID號碼加上IDO組成一個(gè)ID表； 第四步，IDO節(jié)點(diǎn)將生成的ID表發(fā)送給各個(gè)其他節(jié)點(diǎn)，至此，CAN網(wǎng)絡(luò)ID分配完成。
2.如權(quán)利要求1所述的小型CAN總線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的方法，其特征是，所述第三步中，如果各個(gè)節(jié)點(diǎn)隨機(jī)生成的ID號均不一樣，則ID表中含有N個(gè)不相同的ID號，則表示ID分配成功，進(jìn)入第四步。
3.如權(quán)利要求1所述的小型CAN總線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的方法，其特征是，所述第三步中，如果生成的ID表中出現(xiàn)相同的ID，或者ID表中ID的數(shù)目少于N，IDO節(jié)點(diǎn)則按照當(dāng)前的ID表重發(fā)生成ID的命令，跳至第二步繼續(xù)進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能自行分配ID，實(shí)現(xiàn)CAN網(wǎng)絡(luò)通訊的小型CAN總線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的方法，主要針對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)目較少的場合。它的步驟為第一步，CAN網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的ID均為初始值ID0，選定其中一個(gè)為起始的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，然后在CAN網(wǎng)絡(luò)上廣播發(fā)送生成ID的命令；第二步，其他節(jié)點(diǎn)在接收到生成ID的命令后，開始隨機(jī)生成一個(gè)整數(shù)作為自己的ID，各個(gè)節(jié)點(diǎn)生成自己的ID后，把ID0作為目標(biāo)地址，將自己新ID發(fā)送出去；第三步，ID0節(jié)點(diǎn)將接收到的ID號碼加上ID0組成一個(gè)ID表；第四步，ID0節(jié)點(diǎn)將生成的ID表發(fā)送給各個(gè)其他節(jié)點(diǎn)，至此，CAN網(wǎng)絡(luò)ID分配完成。
文檔編號H04L12/40GK102546340SQ201210034238
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月16日
發(fā)明者于國棟, 方圓, 王公堂, 許福運(yùn) 申請人:山東師范大學(xué)