[发明专利]一种基于信息关联的CAN网络瞬态链路故障定位方法

说明书

本发明涉及一种基于信息关联的CAN网络瞬态链路故障定位方法，其技术特点是：通过定义错误事件，并提取错误事件；建立报警类型并推断可能故障，通过将离散的错误事件整理归纳，引申出警报的含义，并通过CFG推理出每一种警报类型对应的可能故障源集；通过基于最小信息成本的故障定位算法对故障进行定位，设计可以隔离真正故障源的正面信息算法PIA。本发明采用离散数字信号的算法应用于CAN网络瞬态连接故障定位领域，提出了一套基于信息关联的参数化故障定位方法，填补了国内相关研究的空白，适用于船舶导航、电站等子系统，同时具有通用性，其他现场工业总线进行瞬态链路故障定位时，均可采用此方法。

技术领域

本发明属于自动化故障诊断技术领域，尤其是一种基于信息关联的CAN网络瞬态链路故障定位方法。

背景技术

CAN总线属于现场总线，以实时性强、可靠性高、功能完善、成本合理等突出优点，被广泛地应用于船舶装备中，包括导航信息采集、电站数据监控等子系统中。

引发CAN网络故障的因素很多，如配置不得当，电磁脉冲干扰、接地不合理、信息传输介质老化等，统括为硬件失常，软件失灵和介质失效三大类型。在船舶环境中，由于CAN总线连接多个舱室内的众多电子设备的互联，总线中可能会存在电磁干扰、电源扰动或高能粒子流，对总线的正常通信产生影响。其中，电磁干扰的影响最为明显，可带来通信过程中的位翻转、CRC校验错误等影响。

众多类型的故障中，介质(即所谓的线缆)失效又称为链路故障，是一种难以诊断识别和定位的故障。相比网络的其他构成要素，链路在整个系统中受到的关注较少，但通信的有效性必须建立在可靠的链路连接上。ISO/DIS-11898协议对物理介质做了标准化规定，规定了其寿命特征，支路连接长度和阻抗特性等，是CAN总线网络系统设计不可忽略的环节。当物理介质的阻抗特性变化时，会影响到节点的信号输出能力，严重时，还会造成线路的动态通断，影响网络中正常的会话流。

瞬态连接(Intermittent Connections，IC)，是介质的一种不可靠连接现象，用来描述线路的随机间歇瞬态通断状态。CAN网络属于载波侦听多路访问(CSMA)通信网络，当IC故障有效时，会干扰会话中的传输位流信息，致使其出现错误。尽管CAN协议的容错机制允许数据包重发，但在一定程度上造成了带宽资源的浪费，引起信息传输的延迟。当瞬态连接不断发生，引起信息传输延时达到极限时，网络的质量会突然下降，会造成意想不到的后果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于信息关联的CAN网络瞬态链路故障定位方法，实现了CAN网络瞬态性链路故障的快速定位。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于信息关联的CAN网络瞬态链路故障定位方法，包括以下步骤：

步骤1、定义错误事件，并提取错误事件；

步骤2、建立报警类型并推断可能故障；

步骤3、通过基于最小信息成本的故障定位算法对故障进行定位。

而且，所述步骤1中定义错误事件的方法为：

使用源节点ID N_m、观测位置T_n和信号特征E_0/1三个维度定义错误事件，记录下来的样本点记为{N_m,T_n,E_0/1}，

其中，N_m为当前时刻CAN网络发送源节点的ID信息；T_n为观测位置，取值为{0,1}，分别位于CAN网络首尾两侧终端电阻处；E_0/1为当前观测位置记录的错误帧情况，E₁为被中断数据包受到了链路故障的影响，E₀为被中断数据包不受到链路故障的影响。