[发明专利]一种星上网络总线冗余备份的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种星上网络总线冗余备份的实现方法，特别是一种基于多节点协调工作的星上网络总线冗余备份的实现方法。

背景技术

目前，航天器星上网络总线得到了广泛应用，大多数星上设备靠硬件设备实现冗余备份，体积大、重量重、造价昂贵，且不容易实现各设备之间相互协调工作，地面测控负担比较重。

中国专利申请第00107933.6号公开了一种实现总线型计算机网络冗余方法，该方法采用一种硬件模块实现串行总线相连，体积大、重量重，可靠性不高，不能满足卫星环境的需要。

中国专利申请第01809257.8号公开了多个容错网络中的非容错网络节点，提供了一种便于在容错网络环境中与非容错网络节点通信的方法和装置，该方法不能实现多节点间的协调工作，容错性、自主管理能力差。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种星上网络总线冗余备份的实现方法，通过采用多节点协调工作机制、主节点控制权转移机制和双网络总线冗余备份方式，加强了网络总线自主管理能力，提高了航天器工作可靠性和容错性能，减轻了地面测控负担，同时缩小了设备体积、减轻了航天器重量，降低了成本。

本发明的技术解决方案是：一种星上网络总线冗余备份的实现方法，利用双网络总线将多个节点进行连接，其中一个节点作为主节点，其余节点作为从节点，主节点监视自身网络总线状态和各个从节点的网络总线状态，各从节点监视自身网络总线状态，其具体实现方法包括下列步骤：

(1)对星上网络总线上的设备进行初始化，使主节点和各从节点进入正常工作模式；

(2)如果主节点监视到自身的一条网络总线发生故障，则切换到自身的另一条网络总线进行工作，如果主节点监视到自身的两条网络总线同时发生故障，则对主节点的两条网络总线进行复位完成故障修复，如不能修复故障则通过遥控指令对主节点网络总线上的设备重新初始化完成故障修复，如果重新初始化仍不能修复故障，则利用指定的一个正常从节点代替主节点工作，实现主节点控制权转移；

(3)如果主节点监视到任一从节点的一条网络总线故障，则切换到该从节点的另一条网络总线工作，如果监视到任一从节点的两条网络总线同时出现故障，则通过遥控指令对该从节点网络总线上的设备重新初始化完成故障修复，如果重新初始化仍不能进行故障修复，则放弃该从节点，并启用备用从节点代替该从节点工作；

(4)如果各从节点监视自身网络总线中任一条网络总线出现故障，则通过遥控指令对该从节点网络总线上的设备重新初始化完成故障修复，如果重新初始化仍不能进行故障修复，则利用设备专用通道，将该从节点的信息送另一个正常从节点代替该从节点工作。

所述的双网络总线可采用CAN总线、或TCP/IP总线、或IEEE1934、或SpireWire总线。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)通过采用多节点协调工作机制和主节点控制权转移机制，加强了网络总线自主管理能力，提高了航天器工作可靠性和容错性能，减轻了地面测控负担。

(2)通过采用双网络总线冗余备份方式，缩小了设备体积、减轻了航天器重量，降低了费用。

附图说明

图1为本发明星上网络总线的结构图；

图2为本发明实现方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，本发明采用双网络总线冗余备份方式，双网络总线可采用CAN总线、TCP/IP总线、IEEE1934或SpireWire总线，本实施例采用CAN总线，分别定义为A总线和B总线。双网络总线上包括n个节点，n至少为3，其中一个节点作为主节点，主要完成整个网络总线的自主管理功能，主节点监视自身网络总线状态和各个从节点的网络总线状态，能够对自身节点和从节点进行管理和调度；其余节点作为从节点，可以监视从节点自身网络总线状态，但受主节点控制；遥控指令作为各节点的开关控制指令，实现对各节点网络总线上的设备进行加断电控制，主节点和从节点通过遥控指令线接收遥控指令，工作时两条网络总线中的一条作为主总线，另外一条作为冗余总线，如A总线作为主总线，B总线作为冗余总线。

下面以1个主节点和4个从节点为例对一种星上网络总线冗余备份的实现方法进行详细描述，图2为该实现方法的流程图，主要包括下列步骤：

步骤1对星上网络总线上的设备加电进行初始化，主要初始化各设备的端口，如总线控制器、存储器等设备的端口，初始化完成后主节点和4个从节点进入正常工作模式；