本發(fā)明涉及CAN(Controller Area Network)總線的可靠性設(shè)計。更具體地，涉及一種雙CAN總線的熱冗余控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

目前，隨著總線技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，CAN總線已經(jīng)成為國內(nèi)導(dǎo)彈測試與控制系統(tǒng)等工業(yè)、軍事控制系統(tǒng)普遍采用的一種控制總線。對于基于CAN總線的工業(yè)、軍事控制系統(tǒng)，CAN總線的可靠性直接影響到整個系統(tǒng)的可靠性指標。

對于標準的CAN總線控制總線，其可靠性主要受制于傳輸線路、接口電路、控制電路和控制程序等軟硬件設(shè)計水平。在成熟的軟硬件設(shè)計的前提下，其可靠性難以有更大程度的提高。

因此，需要提供一種雙CAN總線的熱冗余控制系統(tǒng)及方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種雙CAN總線的熱冗余控制系統(tǒng)及方法，解決基于雙CAN總線數(shù)據(jù)交互異常的判定，主、備總線實時切換控制問題，實現(xiàn)基于雙CAN總線控制系統(tǒng)的總線熱冗余，大幅度提高系統(tǒng)控制總線的可靠性，解決工業(yè)、軍事控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互的可靠性問題。

為達到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種雙CAN總線的熱冗余控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：主控制單元、至少一個從控制單元、第一CAN總線和第二CAN總線；

主控制單元，用于根據(jù)雙CAN總線的熱冗余控制系統(tǒng)的指令通過第一CAN總線或第二CAN總線中任一總線向指定的從控制單元發(fā)送控制數(shù)據(jù)，及接收由指定的從控制單元發(fā)送的響應(yīng)數(shù)據(jù)，并判斷在約定的最大響應(yīng)時間內(nèi)是否收到該響應(yīng)數(shù)據(jù)，若是則繼續(xù)根據(jù)雙CAN總線的熱冗余控制系統(tǒng)的指令通過第一CAN總線或第二CAN總線中任一總線向指定的從控制單元發(fā)送控制數(shù)據(jù)，若否則通過第一CAN總線或第二CAN總線中另一總線向該指定的從控制單元發(fā)送控制數(shù)據(jù)；

從控制單元，用于接收主控制單元發(fā)送的控制數(shù)據(jù)及通過與主控制單元發(fā)送控制數(shù)據(jù)相同的總線向主控制單元發(fā)送響應(yīng)數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，主控制單元包括：

控制數(shù)據(jù)發(fā)送模塊和響應(yīng)數(shù)據(jù)接收與判斷模塊；

控制數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，用于根據(jù)雙CAN總線的熱冗余控制系統(tǒng)的指令通過第一CAN總線或第二CAN總線中任一總線向指定的從控制單元發(fā)送控制數(shù)據(jù)，或根據(jù)響應(yīng)數(shù)據(jù)接收與判斷模塊的重新發(fā)送指令通過第一CAN總線或第二CAN總線中另一總線向該指定的從控制單元發(fā)送控制數(shù)據(jù)；

響應(yīng)數(shù)據(jù)接收與判斷模塊，用于接收由指定的從控制單元發(fā)送的響應(yīng)數(shù)據(jù)，并判斷在約定的最大響應(yīng)時間內(nèi)是否收到響應(yīng)數(shù)據(jù)，

若是，則不向控制數(shù)據(jù)發(fā)送模塊發(fā)送指令，控制數(shù)據(jù)發(fā)送模塊繼續(xù)根據(jù)雙CAN總線的熱冗余控制系統(tǒng)的指令通過第一CAN總線或第二CAN總線中任一總線向指定的從控制單元發(fā)送控制數(shù)據(jù)，

若否，則向控制數(shù)據(jù)發(fā)送模塊發(fā)送重新發(fā)送指令。

優(yōu)選地，從控制單元包括：

控制數(shù)據(jù)接收模塊和響應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊；

控制數(shù)據(jù)接收模塊，用于接收主控制單元發(fā)送的控制數(shù)據(jù)；

響應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，用于在控制數(shù)據(jù)接收模塊接收到控制數(shù)據(jù)時通過與主控制單元發(fā)送控制數(shù)據(jù)相同的總線向主控制單元發(fā)送響應(yīng)數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，約定的最大響應(yīng)時間為1至50ms。

一種上文所述系統(tǒng)的雙CAN總線的熱冗余控制方法，該方法包括如下步驟：

S1、利用主控制單元根據(jù)雙CAN總線的熱冗余控制系統(tǒng)的指令通過第一CAN總線或第二CAN總線中任一總線向指定的從控制單元發(fā)送控制數(shù)據(jù)；

S2、利用從控制單元接收主控制單元發(fā)送的控制數(shù)據(jù)并利用從控制單元在接收到控制數(shù)據(jù)時通過與主控制單元發(fā)送控制數(shù)據(jù)相同的總線向主控制單元發(fā)送響應(yīng)數(shù)據(jù)；

S3、利用主控制單元接收由指定的從控制單元發(fā)送的響應(yīng)數(shù)據(jù)，并判斷在約定的最大響應(yīng)時間內(nèi)是否收到響應(yīng)數(shù)據(jù)，

若是，則轉(zhuǎn)入步驟S1，

若否，則利用主控制單元通過與步驟S1中第一CAN總線或第二CAN總線中任一總線不同的另一總線向指定的從控制單元發(fā)送控制數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)入步驟 S2。

優(yōu)選地，步驟S3中約定的最大響應(yīng)時間為1至50ms。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明所述技術(shù)方案，解決可基于雙CAN總線數(shù)據(jù)交互異常的判定，主、備總線實時切換控制問題，實現(xiàn)了基于雙CAN總線控制系統(tǒng)的總線熱冗余，大幅度提高系統(tǒng)控制總線的可靠性，解決了工業(yè)、軍事控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互的可靠性問題。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的說明。

圖1示出雙CAN總線的熱冗余控制系統(tǒng)示意圖。

圖2示出雙CAN總線的熱冗余控制方法流程圖。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護范圍。

如圖1所示，本實施例提供的雙CAN總線的熱冗余控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互采用主從模式，該系統(tǒng)包括：主控制單元、至少一個從控制單元、第一CAN總線和第二CAN總線；

雙CAN控制接口的主控制單元和雙CAN控制接口的從控制單元分別連接入第一CAN總線和第二CAN總線，第一CAN總線和第二CAN總線相互獨立的，互為備份；

主控制單元，用于根據(jù)雙CAN總線的熱冗余控制系統(tǒng)的指令通過第一CAN總線或第二CAN總線中任一總線向指定的從控制單元發(fā)送控制數(shù)據(jù)，及接收由指定的從控制單元發(fā)送的響應(yīng)數(shù)據(jù)，并判斷在約定的最大響應(yīng)時間內(nèi)是否收到該響應(yīng)數(shù)據(jù)，若是則繼續(xù)根據(jù)雙CAN總線的熱冗余控制系統(tǒng)的指令通過第一CAN總線或第二CAN總線中任一總線向指定的從控制單元發(fā)送控制數(shù)據(jù)，若否則通過第一CAN總線或第二CAN總線中另一總線向該指定的從控制單元發(fā)送控制數(shù)據(jù)，第一CAN總線或第二CAN總線的選擇由主控制單元控制，雙CAN總線的熱冗余控制系統(tǒng)中主控制單元是唯一的；

主控制單元包括：

控制數(shù)據(jù)發(fā)送模塊和響應(yīng)數(shù)據(jù)接收與判斷模塊；

控制數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，用于根據(jù)雙CAN總線的熱冗余控制系統(tǒng)的指令通過第一CAN總線或第二CAN總線中任一總線向指定的從控制單元發(fā)送控制數(shù)據(jù)，或根據(jù)響應(yīng)數(shù)據(jù)接收與判斷模塊的重新發(fā)送指令通過第一CAN總線或第二CAN總線中另一總線向該指定的從控制單元發(fā)送控制數(shù)據(jù)；

響應(yīng)數(shù)據(jù)接收與判斷模塊，用于接收由指定的從控制單元發(fā)送的響應(yīng)數(shù)據(jù)，并判斷由控制數(shù)據(jù)發(fā)送模塊向指定的從控制單元發(fā)送控制數(shù)據(jù)起在約定的最大響應(yīng)時間內(nèi)是否收到該響應(yīng)數(shù)據(jù)，

若在最大響應(yīng)時間內(nèi)接收到由指定的從控制單元發(fā)送的響應(yīng)數(shù)據(jù)，則不向控制數(shù)據(jù)發(fā)送模塊發(fā)送指令，控制數(shù)據(jù)發(fā)送模塊繼續(xù)根據(jù)雙CAN總線的熱冗余控制系統(tǒng)的指令通過第一CAN總線或第二CAN總線中任一總線向指定的從控制單元發(fā)送控制數(shù)據(jù)，

若在最大響應(yīng)時間內(nèi)未能接收到由指定的從控制單元發(fā)送的響應(yīng)數(shù)據(jù)，則向控制數(shù)據(jù)發(fā)送模塊發(fā)送重新發(fā)送指令，其中約定的最大響應(yīng)時間是從控制數(shù)據(jù)發(fā)送模塊向指定的從控制單元發(fā)送控制數(shù)據(jù)開始計時，約定的最大響應(yīng)時間的限定范圍依據(jù)雙CAN總線的熱冗余控制系統(tǒng)對控制總線的實時性需求進行設(shè)定，本實施例中設(shè)定為1～50ms；

從控制單元，用于被動接收和響應(yīng)主控制單元發(fā)出的數(shù)據(jù)交互要求，從控制單元響應(yīng)主控制單元所使用的總線必須與主控制單元發(fā)送數(shù)據(jù)信息所使用的總線一致,雙CAN總線的熱冗余控制系統(tǒng)中至少有一個從控制單元，從控制單元只能接收主控制單元發(fā)出的控制數(shù)據(jù)及作出響應(yīng)；

從控制單元包括：

控制數(shù)據(jù)接收模塊和響應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊；

控制數(shù)據(jù)接收模塊，用于接收主控制單元發(fā)送的控制數(shù)據(jù)；

響應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，用于在控制數(shù)據(jù)接收模塊接收到控制數(shù)據(jù)時通過與主控制單元發(fā)送控制數(shù)據(jù)相同的總線向主控制單元發(fā)送響應(yīng)數(shù)據(jù)。

如圖2所示，本實施例提供的雙CAN總線的熱冗余控制方法包括如下步驟：

Step1、利用主控制單元分別通過第一CAN總線和第二CAN總線發(fā)起對所有從控制單元的數(shù)據(jù)交換通道檢查，檢查正常后采用第一CAN總線或第二CAN總線中任一總線進行數(shù)據(jù)交互；

Step2、利用主控制單元的控制數(shù)據(jù)發(fā)送模塊根據(jù)雙CAN總線的熱冗余控制系統(tǒng)的指令通過第一CAN總線或第二CAN總線中任一總線向指定的從控制單元發(fā)送控制數(shù)據(jù)；

Step3、利用從控制單元的控制數(shù)據(jù)接收模塊接收主控制單元發(fā)送的控制數(shù)據(jù)并利用從控制單元的響應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊在控制數(shù)據(jù)接收模塊接收到控制數(shù)據(jù)時通過與控制數(shù)據(jù)發(fā)送模塊發(fā)送控制數(shù)據(jù)相同的總線向主控制單元發(fā)送響應(yīng)數(shù)據(jù)；

Step4、利用主控制單元的響應(yīng)數(shù)據(jù)接收與判斷模塊接收由指定的從控制單元發(fā)送的響應(yīng)數(shù)據(jù)，并判斷由主控制單元的控制數(shù)據(jù)發(fā)送模塊向指定的從控制單元發(fā)送控制數(shù)據(jù)起在約定的最大響應(yīng)時間內(nèi)是否收到該響應(yīng)數(shù)據(jù)，

若是，則轉(zhuǎn)入步驟Step2，

若否，則利用主控制單元的響應(yīng)數(shù)據(jù)接收與判斷模塊向控制數(shù)據(jù)發(fā)送模塊發(fā)送重新發(fā)送指令；

Step5、利用主控制單元的控制數(shù)據(jù)發(fā)送模塊根據(jù)響應(yīng)數(shù)據(jù)接收與判斷模塊的重新發(fā)送指令通過與步驟Step2中第一CAN總線或第二CAN總線中任一總線不同的另一總線向該指定的從控制單元發(fā)送控制數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)入步驟Step3。

其中

步驟Step4中約定的最大響應(yīng)時間是從控制數(shù)據(jù)發(fā)送模塊向指定的從控制單元發(fā)送控制數(shù)據(jù)開始計時，約定的最大響應(yīng)時間的限定范圍依據(jù)雙CAN總線的熱冗余控制系統(tǒng)對控制總線的實時性需求進行設(shè)定，本實施例中設(shè)定為1～50ms。

顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之列。