[发明专利]支持即插即用的分布式CAN网络及其节点地址自动分配方法

说明书

一种支持即插即用的分布式CAN网络及其节点地址自动分配方法，该CAN网络包括一个主节点和N个从节点，1≤N≤255，方法包括：S1、从节点基于控制板上的SN码生成相应的MAC地址；S2、从节点向主节点发送包含有MAC地址的注册站号请求；S3、主节点根据接收的注册站号请求中的MAC地址分配一个唯一对应的站号X，并将站号X发送回从节点，1≤X≤N；S4、从节点将分配的站号X转换为二进制后作为CAN通讯帧中的8位的目的地址或源地址。本发明实现了SN码、站号以及节点地址的一一对应绑定，可以通过站号或者节点地址定位到节点所在的物理位置，且站号可用29位标识符中的目的地址或者源地址表示，可用于所有满足标准CAN通信协议的网络，具备通用性、兼容性。

技术领域

本发明涉及CAN通信领域，尤其涉及一种支持即插即用的分布式CAN网络及其节点地址自动分配方法。

背景技术

众所周知，CAN网络节点在总线上必须拥有一个合法且唯一的网络地址。在CAN网络控制系统中，主节点对各个从节点的识别是依靠网络地址来实现的。在实际应用中，这种地址通常是通过设备生产厂家提供给用户的操作接口来设定的，如拨码开关、旋钮等。但是当节点需要防水、防尘或工作在恶劣、远程的环境中时，为了提高节点的防护等级，节点本身就不能再保留类似的这种接口，那么此时节点的网络地址就只能通过软件来进行设定。

无论采用何种方式配置CAN节点网络地址，都对现场维修人员的操作技能以及维护设备提出了较高的要求。因此，实现主控节点自动分配网络地址，开发能够实现即插即用的分布式CAN网络有着重要的意义。目前的CAN网络节点的即插即用实现方式，主要是通过软件实现CAN网络地址的自动分配，主要的实现方式有以下两种：

一种是基于模块虚地址的方式，实现模块个体差异；各模块在上电时，通过一定的随机算法产生虚地址，主机在上电后逐个缩小范围搜索虚地址，并依据从机的响应，判断虚地址是否重复（重复后需重新产生虚地址），以此最终确定各模块的唯一虚地址，主机通过该虚地址的差异分配地址，从机的通信地址和该虚地址进行绑定。这种方式的缺点是：嵌入式芯片的随机算法实现需要考虑，主机逐范围搜索虚地址的算法的可靠性和效率不够，且根据虚地址无法快速定位到该模块的物理位置；

另外一种是基于物理地址的方式，按照一定规则，写入一个唯一的32位编码（掉电记忆），通过该编码的不同来实现各模块的个体差异，该32位编码的前29位作为节点的通讯地址（CAN通讯帧29位标识符）。这种方式的缺点是：由于标准的CAN扩展帧中，29位标识符中的8位作为PS为目的地址、8位的SA为源地址，其他位用于表示ID页、报文代码等，但是本方式下，由于32位编码的不确定性，导致29位标识符的任意数字组合都可能被作为节点地址，因此这种情况下，前29位作为节点的通讯地址的时候，地址长度可能会超过PS和SA的8位的要求，这样也就导致此CAN网络不能用于其它的数据和命令处理，不具备通用性、兼容性，不能引入到其它的CAN网络中，必须单独设计一个CAN网络用于地址分配。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述使用操作接口来设定节点地址带来的操作不便、使用虚拟物理地址导致无法定位到节点的物理位置、以及使用32位编码绑定29位CAN标识符所造成的该CAN网络不具备通用性以及兼容性的缺陷，提供一种支持即插即用的分布式CAN网络及其节点地址自动分配方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种支持即插即用的分布式CAN网络节点地址自动分配方法，该CAN网络包括一个主节点和N个从节点，1≤N≤255，所述方法包括以下步骤：

S1、从节点基于控制板上的SN码生成相应的MAC地址；

S2、从节点向主节点发送包含有所述MAC地址的注册站号请求；

S3、主节点根据接收的注册站号请求中的MAC地址分配一个唯一对应的站号X，并将所述站号X发送回从节点，其中，1≤X≤N；