CN112526979A - 一种多重冗余架构的串行通信接口诊断***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多重冗余架构的串行通信接口诊断***，包括通道A和通道B两个一样的串行通信通道，从设备，所述从设备分别与所述通道A和通道B连接，每一个通道包括通信控制模块、诊断控制模块、RS485接口芯片1、RS485接口芯片2、模拟控制开关S1、S2、S3、S4；能够根据具体应用要求通过控制开关进行灵活配置，可配置为单一通道、单通道冗余、双通道冗余***，可应用在不同要求的场景中；通过一系列诊断及冗余方式，极大程度提高了***的诊断覆盖率，***诊断覆盖率能够达到99％以上，同时极大程度提高了***的可靠性及可用性。
Description
技术领域
本发明涉及工业控制技术领域，具体涉及一种多重冗余架构的串行通信接口诊断***及方法。
背景技术
串口通信接口是指利用单路数据线一位一位的进行数据传输，通过简单的线缆即可实现数据传输，设备简单，成本低，传输距离远，目前工业控制技术领域普遍采用的串行通信接口为RS485接口，RS485标准只规定了OSI规范中的物理层，只是一个电气标准，没有规定连接器、通信协议等。RS485接口采用差分平衡电平标准，在RS485接口的两条信号线上，一根信号线的电压值是另一根信号电压值取反，接收端通过两条信号线的差值来判断相应的逻辑“1”或“0”，采用差分平衡电路能够极大程度抑制噪声及地平面不同的影响，具有较强的抗干扰能力及较远的传输距离，支持点对多点的通信模式。针对RS485标准接口，目前行业中最著名的通信协议是modicon公司开发的modbus，modbus通信协议遵循主从的通信步骤，一方为主设备，其余为从设备，主设备来控制整个***的通信逻辑。
目前电子行业中的串行通信接口主要采取一位数据冗余和多位数据冗余两种通信诊断方式，一位数据冗余采用奇偶校验方式，根据传输数据二进制码中的数“1”的个数是奇数还是偶数来进行校验，采用奇数的为奇校验，采用偶数的为偶校验，串行通信接口中一般针对每一个字节即8bit数据进行一次奇偶校验，并将校验位添加到数据位后面；多位数据冗余采用CRC校验方式，通过在需要发送的数据帧后面添加一定长度的校验码，生成一个新数据帧发送到接收端，数据接收端根据约定的CRC数据多项式进行计算，将计算得到的CRC结果与接收到的CRC结果进行比较，两者一致则说明CRC校验正确，一般串行通信接口采取16位多项式CRC进行校验。
然而现有技术采取的两种通信诊断方式诊断覆盖率都不高，采取一位数据冗余的方式，其诊断覆盖率最高只能达到60％，对于常用的奇偶校验，对于数据位有双位出现错误的情况都没法诊断出来，采用多位数据冗余的方式，诊断覆盖率最多只能达到90％。CRC校验能够100％检测出所有的奇数个错误和一部分突发错误，检测出突发错误的能力和CRC校验的生成多项式的阶数高低相关，阶数越高，误判的概率就越小，但是，CRC校验的生产多项式的阶数增高，CRC校验的计算能力要求就会成倍的增加，影响其它部分的性能，所以一般在两者之间取平衡，选择16位CRC多项式进行校验。
并且现有技术在诊断到串行通信故障后，不能及时将故障隔离，导致信息传输断路，没有额外冗余手段进行有效数据的传输，在对数据稳定性、可靠性要求十分严苛的工业控制技术领域中，可能就会影响整个***的安全功能执行及正常运行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种多重冗余架构的串行通信接口诊断***及方法，通过多重冗余架构、诊断技术、软件逻辑控制等手段，提高串行通信接口的可靠性和诊断覆盖率，在串行通信接口出现故障后，***能够自动隔离故障接口，切换冗余通信接口进行有效数据传输。
本发明通过下述技术方案实现：
由于现有技术中，串行通信接口的一位数据冗余和多位数据冗余两种通信诊断方式诊断覆盖率都不高，并且现有技术在诊断到串行通信故障后，不能及时将故障隔离，导致信息传输断路，没有额外冗余手段进行有效数据的传输，***的稳定性和可靠性都不高，会影响整个***的安全功能执行及正常运行。本发明一种多重冗余架构的串行通信接口诊断***，包括通道A和通道B两个一样的串行通信通道，从设备，所述从设备分别与所述通道A和通道B连接，每一个通道包括通信控制模块、诊断控制模块、RS485接口芯片1、RS485接口芯片2、模拟控制开关S1、S2、S3、S4，所述通道A的通信控制模块和通道B的通信控制模块连接；
所述通信控制模块分别与所述诊断控制模块和RS485接口芯片1连接实现通信功能逻辑控制；
所述诊断控制模块分别与所述通信控制模块和RS485接口芯片2连接实现诊断功能逻辑控制；
所述RS485接口芯片1和RS485接口芯片2连接实现TTL电平与RS485电平间的转换；
所述控制开关设于RS485接口芯片1和RS485接口芯片2的输出端口之间，其中控制开关S1、S2和所述接口芯片1连接，控制开关S3、S4和所述接口芯片2连接实现RS485接口芯片输出通路的连通与断开。
根据具体使用情况进行***架构配置，当所述通道A的控制开关S1、S2闭合且S3、S4断开，诊断控制模块不工作，同时所述通道B不工作时，所述***为单一通道通信，对单一通道通信***采用一位数据冗余、多位数据冗余和信息冗余重传机制进行诊断校验，解决现有技术中诊断覆盖率不高的问题；所述诊断控制模块对于接收到的数据字段内容完全一致的连续两帧数据进行对比和校验，对所述两帧数据的校验方式不同，如对第一帧数据采取奇校验和多项式为0xBAAD的CRC校验，第二帧数据采取偶校验和多项式为0xC86C的CRC校验，通过两种校验方式的不同，可以降低串行通信接口在数据传输过程中出现共因失效，通过增加信息冗余重传机制可以使通道的诊断覆盖率提高到99％。
当所述通道A的控制开关S1、S2、S3、S4闭合，诊断控制模块工作，同时所述通道B不工作时，所述***为单通道冗余架构，对单通道冗余架构***采用一位数据冗余、多位数据冗余和信息冗余重传机制进行诊断校验。
单通道冗余架构***的数据发送阶段的诊断过程具体包括以下步骤：
S111、通道A的通信控制模块发送组帧数据到RS485接口芯片1的数据接收端口和诊断控制模块；
S112、诊断控制模块接收所述组帧数据；RS485接口芯片1接收所述组帧数据，并将TTL电平转换为RS485电平，输出RS485信号；
S113、RS485接口芯片2接收所述RS485信号进行处理，输出回采数据；
S114、诊断控制模块接收所述回采数据，并将所述回采到的数据与所述组帧数据进行对比，若所述组帧数据与回采到的数据不一样，则说明正常通信通道出现故障；
S115、当诊断控制模块诊断到正常通信通道出现故障，则断开控制开关S1、S2，隔离切断故障通道，诊断控制模块此时改变作用，不作诊断功能，作为正常数据发送模块，利用诊断控制模块通过RS485接口芯片2将组帧数据传输出去。
单通道冗余架构***的数据接收阶段的诊断过程具体包括以下步骤：
S121、通信控制模块从正常通信通道通过RS485接口芯片1接收从设备输入的数据，同时诊断控制模块从诊断通道通过RS485接口芯片2接收从设备输入的数据；
S122、通信控制模块将输入的数据进行解析，输出解析数据；
S123、诊断控制模块接收所述解析数据，并将所述解析数据与从设备输入的数据进行对比，若两种数据不一样，则说明接收通道出现故障，所述接收通道表示诊断通道和正常通信通道中的至少一个；
S124、诊断控制模块结合一位数据冗余、多位数据冗余和信息冗余重传机制对所述接收通道进行诊断校验，当诊断到正常通信通道出现故障时，则控制开关S1、S2断开，且S3、S4闭合，隔离切断故障通道，并使用诊断通道代替正常通信通道进行数据收发。
对于单通道冗余架构***来说，当出现接收通道故障时，通过数据对比没法判定到底是诊断通道还是正常通道有问题，只知道诊断通道和正常通信通道至少有一个有问题，此时采用一位数据冗余、多位数据冗余及信息冗余重传机制进行诊断校验，共同判断具体是哪个通道出现故障。增加的诊断控制模块、冗余RS485接口芯片及冗余控制模拟开关使得***的诊断覆盖率较高，并且具备硬件冗余性，能够在出现故障后及时隔离故障，保证数据的有效传输。
当通道A和通道B的控制开关S1、S2、S3、S4均闭合时，此时***为双通道冗余架构，对双通道冗余架构***采用一位数据冗余、多位数据冗余和信息冗余重传机制进行诊断校验。双通道冗余架构***是在在上述单冗余***的基础上，增加一层冗余架构，解决可能出现诊断通道故障，误认为是正常通道故障，导致误判的情况，通道A是一个单冗余***，通道B和通道A完全一致，共同构成了双通道冗余架构***。
双通道冗余架构***数据发送控制过程的诊断过程包括以下步骤：
S211、通过判断通道状态标识位判断通道A是否正常通信，若故障，则关闭对应故障通道，并将故障状态告知通道B；若通道A正常通信，则通道A准备发送数据，并将待发送数据复制一份，传给通道B；
S212、通过判断通道状态标识位判断通道B是否正常通信，若故障，则关闭对应故障通道，并将故障状态告知通道A；若通道B正常通信，则通道B进行数据组帧得到发送数据，组帧过程包括添加一位数据冗余、多位数据冗余及信息冗余重传机制；
S213、通道A将待发送数据进行数据组帧得到发送数据，组帧过程包括添加一位数据冗余、多位数据冗余及信息冗余重传机制；
S214、通道A和通道B通过通道间的定时脉冲信号控制通信控制模块同时向从设备发送数据，从设备通过判断数据中的通道状态标识位，判断出哪一通道出现故障，并舍弃对应故障通道数据；
S215、在发送数据时，通道A和通道B内部的诊断通道会对发送的数据进行回读；
S216、通道A和通道B的诊断控制模块分别将各自的发送数据和回读数据进行对比诊断，若通道A或通道B的发送数据和回读数据不一致说明对应通道出现故障，则对通道A和通道B的下一帧数据的通道状态位进行标识，重复步骤S211-S216。
双通道冗余架构***的数据接收控制过程的诊断过程包括以下步骤：
S221、通道A的正常通信通道、诊断通道和通道B的正常通信通道、诊断通道同时接收从设备上传的数据；
S222、对通道A和通道B接收到的四组数据进行2oo4表决诊断，表决逻辑为：判断表决结果是否有两个或两个以上数据一致的情况，若表决结果为有两个或两个以上数据一致，则取数据一致的值为正常数据；若表决结果为否，则说明有通道出现故障；
S223、将2oo4表决后的正常数据输出到其它模块，将表决诊断状态上报，并将通道状态标识添加到下帧发送数据的通道状态标识位中，告知从设备通信通道是否出现故障。
双通道冗余架构***的功能包含上诉单一通道和单通道冗余架构中的校验手段、诊断手段及判定逻辑。极大程度提高了***的可靠性及可用性，即使在***出现某些故障时，依然能够正常运行，保证了***有足够的时间完成正在执行的任务阶段，同时将故障状态信息及时上报。
进一步地，为了保证通道A或通道B内的通信控制模块和诊断控制模块能够同步进行数据处理，通信控制模块通过定时器产生定时脉冲信号发送到诊断控制模块，诊断控制模块根据接收到的定时脉冲信号进行流程控制和通信控制模块同步进行数据处理。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明一种多重冗余架构的串行通信接口诊断***及方法，***架构清晰简单，以较低的成本实现了较高的安全可靠性，主要控制逻辑通过软件实现，可在不同的处理器***中实现；能够根据具体应用要求进行灵活配置，可配置为单一通道、单通道冗余、双通道冗余，可应用在不同要求的场景中；通过一系列诊断及冗余方式，极大程度提高了***的诊断覆盖率，***诊断覆盖率能够达到99％以上，同时极大程度提高了***的可靠性及可用性，即使在***出现某些故障时，依然能够正常运行，保证了***有足够的时间完成正在执行的任务阶段，同时将故障状态信息及时上报。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明***结构示意图；
图2为单通道冗余架构***数据发送过程流程图；
图3为单通道冗余架构***数据接收过程流程图；
图4为双通道冗余架构***数据发送控制过程流程图；
图5为双通道冗余架构***数据接收控制过程流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1
由于现有技术中，串行通信接口的一位数据冗余和多位数据冗余两种通信诊断方式诊断覆盖率都不高，并且现有技术在诊断到串行通信故障后，不能及时将故障隔离，导致信息传输断路，没有额外冗余手段进行有效数据的传输，***的稳定性和可靠性都不高，会影响整个***的安全功能执行及正常运行。本发明一种多重冗余架构的串行通信接口诊断***，如图1所示，包括通道A和通道B两个一样的串行通信通道，从设备，所述从设备分别与所述通道A和通道B连接，每一个通道包括通信控制模块、诊断控制模块、RS485接口芯片1、RS485接口芯片2、模拟控制开关S1、S2、S3、S4，所述通道A的通信控制模块和通道B的通信控制模块连接；
所述通信控制模块分别与所述诊断控制模块和RS485接口芯片1连接实现通信功能逻辑控制；
所述诊断控制模块分别与所述通信控制模块和RS485接口芯片2连接实现诊断功能逻辑控制；
所述RS485接口芯片1和RS485接口芯片2连接实现TTL电平与RS485电平间的转换；
所述控制开关设于RS485接口芯片1和RS485接口芯片2的输出端口之间，其中控制开关S1、S2和所述接口芯片1连接，控制开关S3、S4和所述接口芯片2连接实现RS485接口芯片输出通路的连通与断开。
根据具体使用情况进行***架构配置，当所述通道A的控制开关S1、S2闭合且S3、S4断开，诊断控制模块不工作，同时所述通道B不工作时，所述***为单一通道通信，对单一通道通信***采用一位数据冗余、多位数据冗余和信息冗余重传机制进行诊断校验，解决现有技术中诊断覆盖率不高的问题；所述诊断控制模块对于接收到的数据字段内容完全一致的连续两帧数据进行对比和校验，对所述两帧数据的校验方式不同，如对第一帧数据采取奇校验和多项式为0xBAAD的CRC校验，第二帧数据采取偶校验和多项式为0xC86C的CRC校验，通过两种校验方式的不同，可以降低串行通信接口在数据传输过程中出现共因失效，通过增加信息冗余重传机制可以使通道的诊断覆盖率提高到99％。
当所述通道A的控制开关S1、S2、S3、S4闭合，诊断控制模块工作，同时所述通道B不工作时，所述***为单通道冗余架构，对单通道冗余架构***采用一位数据冗余、多位数据冗余和信息冗余重传机制进行诊断校验。
如图2所示，单通道冗余架构***的数据发送阶段的诊断过程具体包括步骤S111-S114：
S111、通道A的通信控制模块发送组帧数据到RS485接口芯片1的数据接收端口和诊断控制模块；
S112、诊断控制模块接收所述组帧数据；RS485接口芯片1接收所述组帧数据，并将TTL电平转换为RS485电平，输出RS485信号；
S113、RS485接口芯片2接收所述RS485信号进行处理，输出回采数据；
S114、诊断控制模块接收所述回采数据，并将所述回采到的数据与所述组帧数据进行对比，若所述组帧数据与回采到的数据不一样，则说明正常通信通道出现故障；
S115、当诊断控制模块诊断到正常通信通道出现故障，则断开控制开关S1、S2，隔离切断故障通道，诊断控制模块此时改变作用，不作诊断功能，作为正常数据发送模块，利用诊断控制模块通过RS485接口芯片2将组帧数据传输出去。
如图3所示，单通道冗余架构***的数据接收阶段的诊断过程具体包括步骤S121-S124：
S121、通信控制模块从正常通信通道通过RS485接口芯片1接收从设备输入的数据，同时诊断控制模块从诊断通道通过RS485接口芯片2接收从设备输入的数据；
S122、通信控制模块将输入的数据进行解析，输出解析数据；
S123、诊断控制模块接收所述解析数据，并将所述解析数据与从设备输入的数据进行对比，若两种数据不一样，则说明接收通道出现故障，所述接收通道表示诊断通道和正常通信通道中的至少一个；
S124、诊断控制模块结合一位数据冗余、多位数据冗余和信息冗余重传机制对所述接收通道进行诊断校验，当诊断到正常通信通道出现故障时，则控制开关S1、S2断开，且S3、S4闭合，隔离切断故障通道，并使用诊断通道代替正常通信通道进行数据收发。
对于单通道冗余架构***来说，当出现接收通道故障时，通过数据对比没法判定到底是诊断通道还是正常通道有问题，只知道诊断通道和正常通信通道至少有一个有问题，此时采用一位数据冗余、多位数据冗余及信息冗余重传机制进行诊断校验，共同判断具体是哪个通道出现故障。增加的诊断控制模块、冗余RS485接口芯片及冗余控制模拟开关使得***的诊断覆盖率较高，并且具备硬件冗余性，能够在出现故障后及时隔离故障，保证数据的有效传输。
当通道A和通道B的控制开关S1、S2、S3、S4均闭合时，此时***为双通道冗余架构，对双通道冗余架构***采用一位数据冗余、多位数据冗余和信息冗余重传机制进行诊断校验。双通道冗余架构***是在在上述单冗余***的基础上，增加一层冗余架构，解决可能出现诊断通道故障，误认为是正常通道故障，导致误判的情况，通道A是一个单冗余***，通道B作为冗余通道，通道B和通道A完全一致，共同构成了双通道冗余架构。
如图4所示，双通道冗余架构***数据发送控制过程的诊断过程包括步骤S211-S216：
S211、通过判断通道状态标识位判断通道A是否正常通信，若故障，则关闭对应故障通道，并将故障状态告知通道B；若通道A正常通信，则通道A准备发送数据，并将待发送数据复制一份，传给通道B；
S212、通过判断通道状态标识位判断通道B是否正常通信，若故障，则关闭对应故障通道，并将故障状态告知通道A；若通道B正常通信，则通道B进行数据组帧得到发送数据，组帧过程包括添加一位数据冗余、多位数据冗余及信息冗余重传机制；
S213、通道A将待发送数据进行数据组帧得到发送数据，组帧过程包括添加一位数据冗余、多位数据冗余及信息冗余重传机制；
S214、通道A和通道B通过通道间的定时脉冲信号控制通信控制模块同时向从设备发送数据，从设备通过判断数据中的通道状态标识位，判断出哪一通道出现故障，并舍弃对应故障通道数据；
S215、在发送数据时，通道A和通道B内部的诊断通道会对发送的数据进行回读；
S216、通道A和通道B的诊断控制模块分别将各自的发送数据和回读数据进行对比诊断，若通道A或通道B的发送数据和回读数据不一致说明对应通道出现故障，则对通道A和通道B的下一帧数据的通道状态位进行标识，重复步骤S211-S216。
如图5所示，双通道冗余架构***的数据接收控制过程的诊断过程包括步骤S221-S223：
S221、通道A的正常通信通道、诊断通道和通道B的正常通信通道、诊断通道同时接收从设备上传的数据；
S222、对通道A和通道B接收到的四组数据进行2oo4表决诊断，表决逻辑为：判断表决结果是否有两个或两个以上数据一致的情况，若判断结果为有，则取数据一致的值为正常数据；若判断结果为否，则说明有通道出现故障；
S223、将2oo4表决后的正常数据输出到其它模块，将表决诊断状态上报，并将通道状态标识添加到下帧发送数据的通道状态标识位中，告知从设备通信通道是否出现故障。
双通道冗余架构***的功能包含上诉单一通道和单通道冗余架构中的校验手段、诊断手段及判定逻辑。极大程度提高了***的可靠性及可用性，即使在***出现某些故障时，依然能够正常运行，保证了***有足够的时间完成正在执行的任务阶段，同时将故障状态信息及时上报。
为了保证通道A或通道B内的通信控制模块和诊断控制模块能够同步进行数据处理，通信控制模块通过定时器产生定时脉冲信号发送到诊断控制模块，诊断控制模块根据接收到的定时脉冲信号进行流程控制和通信控制模块同步进行数据处理。
可以理解的是，通过本发明一种多重冗余架构的串行通信接口诊断***，***架构清晰简单，以较低的成本实现了较高的安全可靠性，主要控制逻辑通过软件实现，可在不同的处理器***中实现；能够根据具体应用要求进行灵活配置，可配置为单一通道、单通道冗余、双通道冗余，可应用在不同要求的场景中；通过一系列诊断及冗余方式，极大程度提高了***的诊断覆盖率，***诊断覆盖率能够达到99％以上，同时极大程度提高了***的可靠性及可用性，即使在***出现某些故障时，依然能够正常运行，保证了***有足够的时间完成正在执行的任务阶段，同时将故障状态信息及时上报。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种多重冗余架构的串行通信接口诊断***，其特征在于，包括通道A和通道B两个一样的串行通信通道，从设备，所述从设备分别与所述通道A和通道B连接，每一个通道包括通信控制模块、诊断控制模块、RS485接口芯片1、RS485接口芯片2、模拟控制开关S1、S2、S3、S4，所述通道A的通信控制模块和通道B的通信控制模块连接；
所述通信控制模块分别与所述诊断控制模块和RS485接口芯片1连接实现通信功能逻辑控制；
所述诊断控制模块分别与所述通信控制模块和RS485接口芯片2连接实现诊断功能逻辑控制；
所述RS485接口芯片1和RS485接口芯片2连接实现TTL电平与RS485电平间的转换；
所述控制开关设于RS485接口芯片1和RS485接口芯片2的输出端口之间，其中控制开关S1、S2和所述接口芯片1连接，控制开关S3、S4和所述接口芯片2连接实现RS485接口芯片输出通路的连通与断开。
2.一种多重冗余架构的串行通信接口诊断方法，应用于权利要求1所述的串行通信接口诊断***，其特征在于，当通道A的控制开关S1、S2闭合且S3、S4断开，同时所述通道B不工作时，所述***为单一通道通信，对单一通道通信***采用一位数据冗余、多位数据冗余和信息冗余重传机制进行诊断校验，所述诊断控制模块对于接收到的数据字段内容完全一致的连续两帧数据进行对比和校验，对所述两帧数据的校验方式不同，对第一帧数据采取奇校验和多项式为0xBAAD的CRC校验，第二帧数据采取偶校验和多项式为0xC86C的CRC校验。
3.根据权利要求2所述的一种多重冗余架构的串行通信接口诊断方法，其特征在于，当所述通道A的控制开关S1、S2、S3、S4闭合，同时所述通道B不工作时，所述***为单通道冗余架构，对单通道冗余架构***采用一位数据冗余、多位数据冗余和信息冗余重传机制进行诊断校验，对单通道冗余架构***串行通信接口的诊断过程包括数据发送阶段和数据接收阶段。
4.根据权利要求3所述的一种多重冗余架构的串行通信接口诊断方法，其特征在于，对所述数据发送阶段的诊断过程具体包括以下步骤：
S111、通道A的通信控制模块发送组帧数据到RS485接口芯片1的数据接收端口和诊断控制模块；
S112、诊断控制模块接收所述组帧数据；RS485接口芯片1接收所述组帧数据，并将TTL电平转换为RS485电平，输出RS485信号；
S113、RS485接口芯片2接收所述RS485信号进行处理，输出回采数据；
S114、诊断控制模块接收所述回采数据，并将所述回采到的数据与所述组帧数据进行对比，若所述组帧数据与回采到的数据不一样，则说明正常通信通道出现故障；
S115、当诊断控制模块诊断到正常通信通道出现故障，则断开控制开关S1、S2，隔离切断故障通道，并使用诊断通道代替正常通信通道作为正常数据发送模块，利用诊断控制模块通过RS485接口芯片2传输组帧数据。
5.根据权利要求3所述的一种多重冗余架构的串行通信接口诊断方法，其特征在于，对所述数据发送阶段的诊断过程具体包括以下步骤：
S121、通信控制模块从正常通信通道通过RS485接口芯片1接收从设备输入的数据，同时诊断控制模块从诊断通道通过RS485接口芯片2接收从设备输入的数据；
S122、通信控制模块将输入的数据进行解析，输出解析数据；
S123、诊断控制模块接收所述解析数据，并将所述解析数据与从设备输入的数据进行对比，若两种数据不一样，则说明接收通道出现故障，所述接收通道表示诊断通道和正常通信通道中的至少一个；
S124、诊断控制模块结合一位数据冗余、多位数据冗余和信息冗余重传机制对所述接收通道进行诊断校验，当诊断到正常通信通道出现故障时，则控制开关S1、S2断开，且S3、S4闭合，隔离切断故障通道，并使用诊断通道代替正常通信通道进行数据收发。
6.根据权利要求2所述的一种多重冗余架构的串行通信接口诊断***方法，其特征在于，当通道A和通道B的控制开关S1、S2、S3、S4均闭合时，此时***为双通道冗余架构，对双通道冗余架构***采用一位数据冗余、多位数据冗余和信息冗余重传机制进行诊断校验，对双通道冗余架构***串行通信接口的诊断过程包括数据发送控制过程和数据接收控制过程。
7.根据权利要求6所述的一种多重冗余架构的串行通信接口诊断方法，其特征在于，对所述数据发送控制过程的诊断过程包括以下步骤：
S211、通过判断通道状态标识位判断通道A是否正常通信，若故障，则关闭对应故障通道，并将故障状态告知通道B；若通道A正常通信，则通道A准备发送数据，并将待发送数据复制一份，传给通道B；
S212、通过判断通道状态标识位判断通道B是否正常通信，若故障，则关闭对应故障通道，并将故障状态告知通道A；若通道B正常通信，则通道B进行数据组帧得到发送数据，组帧过程包括添加一位数据冗余、多位数据冗余及信息冗余重传机制；
S213、通道A将待发送数据进行数据组帧得到发送数据，组帧过程包括添加一位数据冗余、多位数据冗余及信息冗余重传机制；
S214、通道A和通道B通过通道间的定时脉冲信号控制通信控制模块同时向从设备发送数据，从设备通过判断数据中的通道状态标识位，判断出哪一通道出现故障，并舍弃对应故障通道数据；
S215、在发送数据时，通道A和通道B内部的诊断通道会对发送的数据进行回读；
S216、通道A和通道B的诊断控制模块分别将各自的发送数据和回读数据进行对比诊断，若通道A或通道B的发送数据和回读数据不一致说明对应通道出现故障，则对通道A和通道B的下一帧数据的通道状态位进行标识，重复步骤S211-S216。
8.根据权利要求6所述的一种多重冗余架构的串行通信接口诊断方法，其特征在于，对所述数据接收控制过程的诊断过程包括以下步骤：
S221、通道A的正常通信通道、诊断通道和通道B的正常通信通道、诊断通道同时接收从设备上传的数据；
S222、对通道A和通道B接收到的四组数据进行2oo4表决诊断，表决逻辑为：判断表决结果是否有两个或两个以上数据一致的情况，若判断结果为有，则取数据一致的值为正常数据；若判断结果为否，则说明有通道出现故障；
S223、将2oo4表决后的正常数据输出到其它模块，将表决诊断状态上报，并将通道状态标识添加到下帧发送数据的通道状态标识位中，告知从设备通信通道是否出现故障。
9.根据权利要求3-8任一所述的一种多重冗余架构的串行通信接口诊断方法，其特征在于，所述通信控制模块通过定时器产生定时脉冲信号发送到诊断控制模块，和诊断控制模块同步进行数据处理。
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