[发明专利]基于CAN总线的模块智能自组网的方法

说明书

本发明公开了一种基于CAN总线的模块智能自组网的方法，包括：设定主控模块固定且唯一的第一CAN‑ID，将终端模块归类预设默认的第二CAN‑ID；将主控模块的第一CAN‑ID广播至任一终端模块；任一终端模块向主控模块发送上线申请帧；主控模块接收任一终端模块的上线申请帧，通过ID管理模块反馈一与该终端模块的功能类型对应的第三CAN‑ID，将第三CAN‑ID与该终端模块的识别码UID绑定成数据帧，并传输给对应的终端模块；所述终端模块接收主控模块传输的数据帧，将该终端模块的第二CAN‑ID修改成第三CAN‑ID。通过上述方案，本发明具有无需预先分配CAN‑ID、组网操作简便、ID分配和回收管理可靠、支持终端模块的即插即用和热插拔功能等优点，在CAN总线技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

技术领域

本发明涉及CAN总线技术领域，尤其是基于CAN总线的模块智能自组网的方法。

背景技术

CAN(Controller Area Network)即控制器局域网络，其是一种支持分布式控制或实时控制的串行通讯网络。CAN总线物理层使用两根差分信号线，在硬件上它是支持带电通断的，但是在软件层面，CAN总线并没做过多规定，因此用户可以根据情况自行设计。与其他通讯总线相比，该CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性，被广泛运用在汽车行业、自动化控制、航空航天、航海、过程工业、机械工业、纺织机械、农业机械、机器人、数控机床、医疗器械、传感器等领域。

通常情况下，CAN网络组网时，需要提前定义CAN总线中的每一个节点的ID，当设备大规模生产时，不可能给每个设备预先定义CAN-ID，因为可用的CAN-ID数量是有限的。另外，当网络结构发生变化需要调整时，需要人工干预修改配置，非常麻烦。本专利为解决上述问题，发明了一种解决方案，实现模块的动态组网，CAN-ID的动态分配，进一步的，如果定义了总线的硬件接插件形式，还能实现终端模块的即插即用和热插拔功能。

如申请号为“CN200910079308.9”、名称为“CAN总线动态组网的方法”的中国专利，在CAN总线系统的多个终端设备中，每个终端设备具有不同的特征ID，多个终端设备通过特征ID竞争出总线控制器。总线控制器通过定时发送心跳报文，探测当前网络中的终端设备数量、运行状态信息，并可以实时的加入或删除终端设备。当总线控制器故障时，系统可以重新竞争出新的总线控制器，并接任原总线控制器的任务。虽然该方法能实现设备间自动组网并可动态增减，但是，其也存在不足之处：最大的区别在于，该专利中所有终端设备ID都是事先预设的，不支持动态分配ID，也就是说其最多支持从CAN-ID取值空间数目的终端设备中组网，否则就会出现预设ID相同的设备，另外，由于要人工预设ID，也有可能出现错误导致预设两个ID一样的设备。因此，这只能应用在实验室内部小规模组网实验，完全无法应用在大规模批量生产的产品上。而本发明专利支持从无穷多的终端模块中任取N个模块组网，这个N不大于对应第二CAN-ID的可分配ID数量，且可以通过自动机制保证在线的模块中不会出现重复CAN-ID。事实上，本发明已经应用于批量生产的产品上。