CN102664778A - 工程机械控制器局域网络总线通讯的方法、装置及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工程机械控制器局域网络总线通讯的方法、装置及***,用以提高工程机械CAN总线的灵活性。该方法包括:扫描CAN接口;若确定当前被扫描的CAN接口接收到第一心跳包数据时,在保存的设备类型与特征心跳包数据的对应关系中,获得与所述第一心跳包数据对应的第一设备类型,并生成与所述当前被扫描的CAN接口对应的第一设备信息进行保存;根据所述第一设备信息发起通讯连接请求,与发送所述第一心跳包数据的第一CAN设备进行数据通讯。
Description
技术领域
本发明涉及工程设备技术领域,特别涉及一种工程机械CAN总线通讯的方法、装置及***。
背景技术
控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)总线属于现场总线的范畴,它是为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议。CAN总线是一种架构开放、广播式的新一代网络通信技术,具有高的实时性和可靠性,在工业现场已经得到了广泛的使用。工程机械上也应用了CAN总线,使得工程机械的电控***的结构产生了重大的变化。
目前,越来越多的CAN总线设备加入到CAN总线***控制中来。但是,不同厂商生产的CAN设备,例如:传感器、显示屏、遥控器等,具有不同的通讯接口协议,这样,每个CAN设备以节点终端的形式接入CAN总线***中,通过与各自对应的通讯接口协议与CAN总线控制器进行通讯。如图1所示,CAN总线***包括:CAN总线控制器100,多个CAN设备200,以及显示装置,该***中由于每个CAN设备具有各自的通讯接口协议,使得每个CAN设备只能固定地接在某一个对应的CAN通讯口上,不能随意地进行CAN设备硬件的增加或更改。
可见,目前的工程机械CAN总线***中,很多总线设备都采取了一次架设的形式,当***完成设计后,不能任意地进行CAN设备的增减和改动。若想进行改动,必须在进行硬件改动的同时对底层软件进行一定程度的改进,这就大大地约束了总线应用的灵活性和易扩性。
发明内容
本发明提供一种工程机械CAN总线通讯的方法、装置及***,用以提高工程机械CAN总线的灵活性。
本发明提供一种工程机械控制器局域网络CAN总线通讯的方法,包括:
扫描CAN接口;
若确定当前被扫描的CAN接口接收到第一心跳包数据时,在保存的设备类型与特征心跳包数据的对应关系中,获得与所述第一心跳包数据对应的第一设备类型,并生成与所述当前被扫描的CAN接口对应的第一设备信息进行保存;
根据所述第一设备信息发起通讯连接请求,与发送所述第一心跳包数据的第一CAN设备进行数据通讯。
本发明提供一种工程机械控制器局域网络CAN总线通讯的装置,包括:
扫描设备,用于扫描CAN接口;
生成设备,用于若确定所述当前被扫描的CAN接口接收到第一心跳包数据时,在保存的设备类型与特征心跳包数据的对应关系中,获得与所述第一心跳包数据对应的第一设备类型,并生成与所述当前被扫描的CAN接口对应的第一设备信息进行保存;
通讯设备,用于根据所述第一设备信息发起通讯连接请求,与发送所述第一心跳包数据的第一CAN设备进行数据通讯。
本发明提供一种工程机械控制器局域网络CAN总线通讯的***,包括:CAN总线控制器,以及至少一个CAN设备,其中,
所述CAN设备,用于向所述CAN总线控制器发送第一心跳包数据;
所述CAN总线控制器,用于扫描CAN接口,若确定当前被扫描的CAN接口接收到第一心跳包数据时,在保存的设备类型与特征心跳包数据的对应关系中,获得与所述第一心跳包数据对应的第一设备类型,并生成与所述当前被扫描的CAN接口对应的第一设备信息进行保存,根据所述第一设备信息发起通讯连接请求,与发送所述第一心跳包数据的第一CAN设备进行数据通讯。
本发明提供一种工程机械,包括上述的控制器局域网络CAN总线通讯的***。
本发明中,预存了设备类型与特征心跳包数据的对应关系,这样,确定当前被扫描的CAN接口接收到第一心跳包数据时,获得与所述第一心跳包数据对应的第一设备类型,并生成与所述当前被扫描的CAN接口对应的第一设备信息进行保存,进而根据该设备信息发起通讯连接请求,与发送第一心跳包数据的第一CAN设备进行数据通讯。可见,CAN设备与CAN总线控制器不再是紧耦合了,增加或改动一个CAN设备后,只需在预存的设备类型与特征心跳包数据的对应关系中查找到对应的设备类型,即可生成第一设备信息,然后发起通讯连接请求进行数据通讯,而不需要对每个CAN设备对应的通讯接口协议进行底层软件的改动,极大地方便了CAN设备的增加或改动,提高了工程机械CAN总线***的灵活性和易扩性。
附图说明
图1为现有技术中工程机械CAN总线通讯***的架构图;
图2为本发明实施例中工程机械CAN总线通讯***的架构图;
图3为本发明实施例中工程机械CAN总线通讯的流程图;
图4为本发明实施例中工程机械CAN总线通讯装置的结构图。
具体实施方式
本发明实施例中,在工程机械CAN总线***的CAN控制器中预存了设备类型与特征心跳包数据的对应关系,这样,该CAN总线***中增加或改动一个CAN设备后,CAN控制器就可从一个CAN接口中接收到一个心跳包信息,然后直接查询保存的设备类型与特征心跳包数据的对应关系,获得对应的设备类型,从而生成对应的设备信息,并根据该设备信息发送通讯连接请求进行数据通讯。可见,不需要对每个CAN设备对应的通讯接口协议进行底层软件的改动,就可实现CAN设备的增加或改动,提高了工程机械CAN总线***的灵活性和易扩性。
参见图2,本发明实施例中,工程机械CAN总线通讯的***包括:CAN总线控制器100和至少一个CAN设备200,这里以多个CAN设备200为例,分别为CAN设备1、CAN设备2、----CAN设备N。
该***中,CAN总线控制器100与CAN设备200之间并不是紧耦合,即并不是一个CAN设备200设备只能固定连接一个CAN接口,通过对应的通讯接口协议进行通讯,而是松散连接,CAN设备200设备可通过任一一个CAN接口与CAN总线控制器100进行通讯。
由于CAN设备在正常连入总线***之前都必须将节点号设置为唯一,因此不同的CAN设备的特征识别码是不同的,每一个CAN设备在正常工作状态下都会往外传送CAN数据包,即心跳包,这样,CAN控制器通过检测这个心跳包数据即可判断设备是否在CAN***中加入或退出。心跳包数据遵循标准的CAN通讯协议,格式如下:
ID号 | 字节数 | 字节1 | 字节2 | 字节3 | 字节4 | 字节5 | 字节6 | 字节7 | 字节8 |
而CAN总线控制器100中已经预存了设备类型与特征心跳包数据的对应关系,即对该CAN总线控制器100所有可能接入的CAN设备的心跳包数据都已保存,可以特征数据包表单形式表示。
CAN总线控制器预存了设备类型与特征心跳包数据的对应关系后,进行CAN总线通讯的过程如图3所示,包括:
步骤301:CAN总线控制器扫描当前被扫描的CAN接口。
CAN总线通讯的***上电工作后,CAN总线控制器就可对CAN接口进行扫描。其中,CAN总线控制器可按设定的顺序对每个CAN接口进行扫描,或者,对设定个数的CAN接口进行扫描,或者,随机对CAN接口进行扫描。
这里,正在扫描的CAN接口为当前被扫描的CAN接口。
步骤302:CAN总线控制器判断当前被扫描的CAN接口是否接收到第一心跳包数据,若有,执行步骤303,否则,执行步骤306。
处于激活状态的CAN设备都会向CAN总线控制器发送对应的心跳包数据。这样,每个CAN接口都可能会收到一个CAN设备发送的心跳包数据。从当前被扫描的CAN接口接收的心跳包数据为第一心跳包数据。
这里,CAN总线控制器扫描当前被扫描的CAN接口,确定当前被扫描的CAN接口接收到第一心跳包数据时,执行步骤303,否则,执行步骤306。
步骤303:CAN总线控制器在保存的设备类型与特征心跳包数据的对应关系中,获得与第一心跳包数据对应的第一设备类型。
由于CAN总线控制器预存了设备类型与特征心跳包数据的对应关系,可在这个对应关系中进行查找,获得与第一心跳包数据对应的第一设备类型。
例如:预存的设备类型与特征心跳包数据的对应关系以特征数据包表单表示,如表1所示:
设备类型 | 特征心跳包数据 |
01 | 01100805040612697022 |
02 | 11123658452395426804 |
03 | 23651597230452148672 |
-------- | -------- |
表1
这样,在表1中查找与第一心跳包数据对应的设备类型,将查找到的设备类型确定为第一设备类型。
步骤304:根据获得的第一设备类型,生成与当前被扫描的CAN接口对应的第一设备信息进行保存。
本发明实施例中,设备信息包括以下至少一种:设备类型信息,CAN接口信息,以及心跳包数据中节身份标识点ID信息。因此,第一设备信息包括以下至少一种:第一设备类型信息,当前被扫描的CAN接口信息,以及第一心跳包数据中节点ID信息。因第一设备类型已经获得,当前被扫描的CAN接口信息为正在扫描的CAN接口信息,也已经知道了,解析接收的第一心跳包数据可以获得节点ID信息,从而,可以生成与当前被扫描的CAN接口对应的第一设备信息。对生成的第一设备信息进行保存。
本发明实施例中,设备信息还可包括编号信息,因为一个CAN总线的节点可以连接一个,两个或多个CAN设备,因此,对于连接到同一节点的CAN设备,其节点ID信息是相同,可采用编号信息进行区分。因此,设备信息可包括:设备类型信息,CAN接口信息,以及心跳包数据中节身份标识点ID信息和编号信息中的一种或多种。解析心跳包数据可获得节身份标识点ID信息和编号信息。
这样,本发明实施例中保存了设备信息,这个设备信息是与进行通讯的CAN接口对应的,可如表2所示,
CAN接口 | 设备信息 |
CAN接口1 | 遥控器信息 |
CAN接口2 | 倾角传感器信息 |
CAN接口3 | GPRS模块信息 |
-------- | -------- |
表2
可见,保存了CAN接口与设备信息之间的对应关系。
步骤305:根据生成的第一设备信息发起通讯连接请求,与发送第一心跳包数据的第一CAN设备进行数据通讯。
生成的第一设备信息中包括:第一设备类型信息,当前被扫描的CAN接口信息,第一心跳包数据中节点ID信息,以及编号信息等这些信息中的一种或多种,从而可以获得发送第一心跳包数据的第一CAN设备的具体信息,因此,可发起通讯连接请求,该通讯连接请求中包括了第一CAN设备的具体信息,从而能与第一CAN设备进行数据通讯。
从而,接入CAN总线通讯的***中CAN设备能与CAN总线控制器进行数据通讯。
步骤306:在保存的设备信息中,删除与当前被扫描的CAN接口对应的第一设备信息。
在上述步骤302中已经确定当前被扫描的CAN接口未接收到第一心跳包数据时,则表明没有通过该CAN接口进行通讯的CAN设备了,因此,确定通过当前被扫描的CAN接口进行通讯的CAN设备已经从***中移除了,从而,在保存的设备信息中,删除与当前被扫描的CAN接口对应的第一设备信息。
完成上述过程中后,CAN总线控制器按照设定的顺序将下一个CAN接口作为当前被扫描的CAN接口进行扫描,该扫描过程可以是实时循环的。或者,任意选择一个CAN接口作为当前被扫描的CAN接口进行扫描。或者,选择设定的一个CAN接口作为当前被扫描的CAN接口进行扫描。
通过上述通讯过程可知,CAN总线控制器CAN设备之间松散连接,增加一个CAN设备,只需要根据保存的设备类型与特征心跳包数据的对应关系中,获得与当前被扫描的CAN接口接收到第一心跳包数据对应的设备类型,进而获得发送第一心跳包数据的CAN设备的设备信息,从而,发起通讯连接请求与该CAN设备进行数据通讯。这样,不必针对每个CAN设备在对底层软件中的通讯接口协议进行修改,便于CAN总线通讯***的扩展。
并且,当CAN设备从***中移除时,也只需要在保存的设备信息中,删除与当前被扫描的CAN接口对应的第一设备信息,不需要修改底层软件,极大地提高了CAN总线通讯***的灵活性。
本发明实施例中,若确定当前被扫描的CAN接口接收到第一心跳包数据,并生成对应的第一设备信息进行保存后,还可对该设备信息的合法性进行验证,根据第一设备信息进,判断保存的设备信息中是否有与第一CAN设备冲突的第二CAN设备的第二设备信息,若有,则确定第一设备信息不合法,需要发出报警指示。此时,可仍然根据第一设备信息进行通讯,但是可能会存在通讯冲突,较佳地,CAN总线控制器不再根据第一设备信息发送通讯连接请求。而是发出报警指示后,***或者操作人员对设置CAN设备的节点号进行更改,和/或,对设置CAN设备的编号进行更改。这样,当CAN总线控制器下一次扫描到该接口后能获得合法的第一设备信息,从而进行数据通讯。
可见,较佳地,可在根据第一设备信息发起通讯连接请求之前对该设备信息的合法性进行验证。但是,本发明实施例也可在第一设备信息发起通讯连接请求之后对该设备信息的合法性进行验证。
因此,本发明实施例中,在生成第一设备信息之后,还包括:
根据所述第一设备信息,当在保存的设备信息中,查找到与所述第一CAN设备冲突的第二CAN设备的第二设备信息时,发出报警指示。
具体可通过设备信息中携带的节点ID信息,以及编号信息进行匹配查找,即在保存的设备信息中查找是否有包括第一心跳包数据中节点ID信息,以及编号信息的第二设备信息,若有,则认为有与第一CAN设备冲突第二CAN设备,发出报警指示,若没有,则认为该第一设备信息合法。
由于,CAN总线控制器可实时循环地扫描每一个CAN接口,从而可支持每个CAN设备的热插拔,具有更好的可靠性,实时性和灵活性。
根据上述的工程机械CAN总线通讯的过程,可构建一种工程机械CAN总线通讯的装置,可应用于CAN总线控制器中,如图4所示,包括:扫描设备410、生成设备420,以及通讯设备430。其中,
扫描设备410,用于扫描CAN接口。
生成设备420,用于若确定所述当前被扫描的CAN接口接收到第一心跳包数据时,在保存的设备类型与特征心跳包数据的对应关系中,获得与所述第一心跳包数据对应的第一设备类型,并生成与所述当前被扫描的CAN接口对应的第一设备信息进行保存。
通讯设备430,用于根据所述第一设备信息发起通讯连接请求,与发送所述第一心跳包数据的第一CAN设备进行数据通讯。
当然,该装置还可验证第一设备信息的合法性,因此,还包括:
报警设备,用于根据所述第一设备信息,在保存的设备信息中,查找到与所述第一CAN设备冲突的第二CAN设备的第二设备信息时,发出报警指示。
该装置还包括:
删除设备,用于若确定所述当前被扫描的CAN接口未接收到第一心跳包数据时,在保存的设备信息中,删除与所述当前被扫描的CAN接口对应的第一设备信息。
本发明实施例中的工程机械CAN总线通讯的***,可如图1所示,包括:CAN总线控制器100和至少一个CAN设备200。其中,CAN总线控制器100包括了上述的CAN总线通讯的装置。具体地,
CAN设备200,用于向所述CAN总线控制器发送心跳包数据。
CAN总线控制器100,用于扫描CAN接口,若确定当前被扫描的CAN接口接收到第一心跳包数据时,在保存的设备类型与特征心跳包数据的对应关系中,获得与所述第一心跳包数据对应的第一设备类型,并生成与所述当前被扫描的CAN接口对应的第一设备信息进行保存,根据所述第一设备信息发起通讯连接请求,与发送所述第一心跳包数据的第一CAN设备进行数据通讯。
而CAN总线控制器100,还用于根据所述第一设备信息,当在保存的设备信息中,查找到与所述第一CAN设备冲突的第二CAN设备的第二设备信息时,发出报警指示。以及,
该CAN总线控制器100,还用于若确定所述当前被扫描的CAN接口未接收到第一心跳包数据时,在保存的设备信息中,删除与所述当前被扫描的CAN接口对应的第一设备信息。
当然,本发明实施例中工程机械CAN总线通讯***中还可包括输入输出设备,该输入输出设备与CAN总线控制器100连接,例如,触摸显示屏,可显示报警指示,或者,CAN总线控制器100与CAN设备200之间的通讯数据。
当然,本发明实施例中的CAN总线通讯***应用于工程机械中,即工程继续包括了上述的CAN总线通讯的***。
本发明实施例中,CAN总线控制器CAN设备之间松散连接,增加一个CAN设备,只需要根据保存的设备类型与特征心跳包数据的对应关系中,获得与当前被扫描的CAN接口接收到第一心跳包数据对应的设备类型,进而获得发送第一心跳包数据的CAN设备的设备信息,从而,发起通讯连接请求与该CAN设备进行数据通讯。这样,不必针对每个CAN设备在对底层软件中的通讯接口协议进行修改,便于CAN总线通讯***的扩展。并且,当CAN设备从***中移除时,也只需要在保存的设备信息中,删除与当前被扫描的CAN接口对应的第一设备信息,不需要修改底层软件,极大地提高了CAN总线通讯***的灵活性。
另外,当一个CAN接口损坏时,可更改CAN设备通讯的CAN接口,操作方便、简单,提高了工作效率和灵活性,并降低了维护成本。
可见,本发明实施例中,工程机械CAN总线通讯***并不是一次架设的形式,CAN总线控制器可实时循环地扫描每一个CAN接口,从而可支持每个CAN设备的热插拔,具有更好的可靠性,实时性和灵活性。
另外,通过合法性检测,可以判断接入的CAN设备是否与***中已有的CAN设备有冲突,并提示自动或手动更改设备ID或参数,保证了***通讯的正常。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种工程机械控制器局域网络CAN总线通讯的方法,其特征在于,包括:
扫描CAN接口;
若确定当前被扫描的CAN接口接收到第一心跳包数据时,在保存的设备类型与特征心跳包数据的对应关系中,获得与所述第一心跳包数据对应的第一设备类型,并生成与所述当前被扫描的CAN接口对应的第一设备信息进行保存;
根据所述第一设备信息发起通讯连接请求,与发送所述第一心跳包数据的第一CAN设备进行数据通讯。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一设备信息包括以下至少一种:第一设备类型信息,当前被扫描的CAN接口信息,第一心跳包数据中节点身份标识ID信息。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述生成与所述当前被扫描的CAN接口对应的第一设备信息进行保存之后,还包括:
根据所述第一设备信息,当在保存的设备信息中,查找到与所述第一CAN设备冲突的第二CAN设备的第二设备信息时,发出报警指示。
4.如权利要求1-3所述的任一方法,其特征在于,若确定所述当前被扫描的CAN接口未接收到第一心跳包数据时,还包括:
在保存的设备信息中,删除与所述当前被扫描的CAN接口对应的第一设备信息。
5.一种工程机械控制器局域网络CAN总线通讯的装置,其特征在于,包括:
扫描设备,用于扫描CAN接口;
生成设备,用于若确定所述当前被扫描的CAN接口接收到第一心跳包数据时,在保存的设备类型与特征心跳包数据的对应关系中,获得与所述第一心跳包数据对应的第一设备类型,并生成与所述当前被扫描的CAN接口对应的第一设备信息进行保存;
通讯设备,用于根据所述第一设备信息发起通讯连接请求,与发送所述第一心跳包数据的第一CAN设备进行数据通讯。
6.如权利要求5所述的装置,其特征在于,还包括:
报警设备,用于根据所述第一设备信息,在保存的设备信息中,查找到与所述第一CAN设备冲突的第二CAN设备的第二设备信息时,发出报警指示。
7.如权利要求5或6所述的装置,其特征在于,还包括:
删除设备,用于若确定所述当前被扫描的CAN接口未接收到第一心跳包数据时,在保存的设备信息中,删除与所述当前被扫描的CAN接口对应的第一设备信息。
8.一种工程机械控制器局域网络CAN总线通讯的***,其特征在于,包括:CAN总线控制器,以及至少一个CAN设备,其中,
所述CAN设备,用于向所述CAN总线控制器发送心跳包数据;
所述CAN总线控制器,用于扫描CAN接口,若确定当前被扫描的CAN接口接收到第一心跳包数据时,在保存的设备类型与特征心跳包数据的对应关系中,获得与所述第一心跳包数据对应的第一设备类型,并生成与所述当前被扫描的CAN接口对应的第一设备信息进行保存,根据所述第一设备信息发起通讯连接请求,与发送所述第一心跳包数据的第一CAN设备进行数据通讯。
9.如权利要求8所述的***,其特征在于,
所述CAN总线控制器包括如权利要求6或7所述的CAN总线通讯的装置。
10.一种工程机械,其特征在于,包括:权利要求8-9中任一权利要求所述的控制器局域网络CAN总线通讯的***。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant |