CN1343415A - 控制区域网络协议中的双级标识符 - Google Patents

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Abstract

标准CAN协议消息格式的29比特标识符域被分为一个消息功能部分;一级节点标识符部分,用于标识必须能够互相进行通信并且能够与大量***其他节点通信的一级节点;和可选节点标识符部分,其主要部分用作二级节点标识符,以便标识互相不需要通信但只需要与一级节点通信的二级节点,其中一小部分用于当两个一级节点互相通信时作为一级节点标识符。当可选部分最重要的8比特是全0时,可选部分最不重要的8比特代表一级节点标识符,但当可选部分最重要8比特中任何一个比特是1时,最低顺序的8比特就是二级节点标识符的一部分。这样,可选部分就可标识(例如)256个一级节点和65,280个二级节点。

Description

控制区域网络协议中的双级标识符
技术领域
本领域涉及控制区域网络(CAN)消息协议的扩展，以便提供在具有高达数万个节点的电梯控制通信网络中为消息提供路由选择。
背景技术
众所周知，在使用多电梯的电梯***中典型地会将多个电梯安排在一个组内，而在一个建筑中有若干组。
包括每个座舱上的节点、组控制装置内的节点和建筑物内的节点在内的所有这些节点之间的通信可通过具有发送器和接收器的通信协处理器使用单一通信协议来实现。
这样的***需要大量通信硬件。因此，使用符合工业标准、容易提供、低成本的硬件将会有很大的优势。
局域网的最新变革是控制区域网络(CAN)标准，其基本层面在ISO1898和ISO11519-1中确定。CAN标准最初开发用于满足汽车应用中的分布实时控制需要。结果，很多生产商提供符合协议需要的成本非常低的CAN芯片。
在CAN协议中，每个接收节点都要对同一标识符域进行筛选以便确定在任何给定消息中的重要性。通过过滤器的消息被接收而没有通过的则被忽略。CAN协议用于广播型***，其中消息只是被放置在总线上，需要接收给定消息的接收节点根据需要调整筛选。因此，可由CAN协议区分的接收节点的个数要受到标识符域能够表示的数字的限制。CAN协议标识符域在一种格式中被限制在11比特内，在另一种格式中被限制在29比特内。很明显，11比特格式限定了最大数目可达到大约2000种的可区分消息，但这在电梯应用中还远远不够，典型的电梯应用有数万个节点。在电梯控制***中可用的协议必须包括源和目的标识，这意味着在CAN协议的29比特标识符域中必须包含两个单独的标识符。而且，可用于电梯控制***的协议必须有若干优先级和标识符域能够包含的网络业务类型。如果(例如)在一个功能域中包含了5比特，要为源节点标识符和目的节点标识符留下24比特；结果有12比特用来区分各种节点，限制***在大约4000个节点左右，但这是严重不足的。
使用区域控制网络的电梯控制***的例子在共同拥有的美国专利5,387,769和5,202,540中描述，用于这种***中的延伸CAN协议消息格式在共同拥有的美国专利5,854,454中描述。
发明公开
本发明的目的包括提供一个支持数万个节点之间通信的CAN协议，消息具有不同功能，并提供改进的CAN协议以便用于电梯***。
根据我们的见识，本发明部分判定电梯控制***具有相对数目较少的节点，但它们必须能够互相通信并能够与***剩余其他大量节点通信，而且还有二级节点，它们中的每个都不与同级中的其他节点通信，只是与第一级的节点通信。这样，第二级节点的标识就不会在与源节点标识符和目的节点标识符相同的消息中出现。
根据本发明，适用于标准CAN硬件的消息协议使用一部分标识符域来标识第一级节点，每个节点都要与***其他所有的大量其他节点通信，而标识符域的第二部分用来标识第二级节点，每个节点都不与该第二级其他节点通信，只与所述第一级节点通信，所述第二部分包括一个子部分用于标识所述第一级节点，这时所述第二部分的剩余部分使其所有二进制比特都具有相同的二进制数值，并具有所述标识符域的消息功能部分，它在其他事物中识别是否每个节点标识符都识别该节点是源节点还是目的节点。本发明还有很多方面。第一，它将节点分成两个级别，第一级可在一个单一的消息中将同一级别的节点标识为源节点和目的节点，第二级节点并不互相通信，因此在相同消息中将不会出现源节点和目的节点标识。这就允许使用标识符域中的主要部分来标识大量所述第二级节点。第二，本发明删去了为源节点标识符域和目的标识符域分配标识符域部分，而是使用更少的比特容量来将节点标识部分指定为源节点标识符或目的标识符。第三，在两个第一节点之间进行通信时，本发明可能使用第二级节点标识符部分中的一小部分来标识第一级节点。本发明在控制***中可以使用标准CAN硬件，例如电梯控制***，其中有数万个节点而它们并不互相通信。
其他本发明的目标、特性和优势在下面示例性实施例的具体描述和附图说明中将会变得更加明显。
附图简述
图1是先前技术中一个标准CAN2.0协议消息格式的图解。
图2是在一个一级节点和二级节点之间进行通信时，根据本发明修改的CAN2.0协议消息格式的图解。
图3是在两个一级节点之间进行通信时，根据本发明修改的CAN2.0协议消息格式的图解。
实现本发明的最佳模式
参考图1，标准CAN2.0协议消息格式包括11比特标识符域和18比特标识符域，合起来成为29比特标识符域。在图2中，特定为了电梯控制***，CAN2.0协议消息格式被修改，将29比特域分为3部分：X比特作为消息功能域，它包括指定29比特标识域的其他两个部分的哪个是源节点标识，哪个部分代表目的节点标识。在一个具体实施例中，功能部分包含5比特。第二部分的n比特是二级节点标识部分，标识***中大量不需要互相通信的节点。在一个具体实施例中，二级标识部分包含16比特。m比特的第三部分是一级节点标识部分，标识大量既能与其他节点通信又能二级节点通信的一级节点中的一个节点。在一具体实施例中，一级节点标识部分包含8比特。在图2中，二级节点标识符不全用于标识二级节点，当两个一级节点互相进行通信时，此域中最不重要的8比特将用于标识其中一个一级节点。如图3所示，当二级节点标识符域中最重要的8比特全是0时(在一具体实施例中)，二级节点标识符部分的最不重要的8比特标识一级节点。因此，29比特标识符域中包含二级节点标识符的部分这里可称为可选部分。使用可选部分的最低有效位来标识一级节点允许提供用来标识二级节点的最大数目。例如，从可选部分拿出256个一级节点标识符可留下65,280个二级节点标识符。
图3所示不用全0，可选标识符部分的高顺序部分可被设置成全1来表示最不重要的8比特包含一级标识符。这时，一级标识符可以是可选部分的最高顺序数字(即：在65,280和65,535之间)。这样，可选部分的高顺序子部分，在图3中标识为“n-m”可以是全1，不是全0，而且在本发明中始终这样执行。如在一个具体实施例中描述，x是5，n是16而m是18。电梯其他可用实施例中，x可以等于4，n等于15而m等于10。这就允许有具有16中类型功能的超过1,000一级节点和超过31,000二级节点。当然，如果需要可以选择其他数目来实现本发明。
29比特标识符域的功能部分可以用标识符域中的最高有效位来表示，以便使用标识符域的一个或多个最高有效位来建立消息的优先级，这个优先级依次允许通过标准CAN冲突协议来实现优先级，标准CAN冲突协议是从最重要的比特到最不重要的比特逐位比较，0值优先级高于1值。一级标识符部分和标识一级和二级节点的可选部分的顺序是不相关的。
所有上面举的专利申请例子都被纳入作为参考。
这样，虽然本发明在这里结合范例实施例被公开和描述，本领域技术人员应该知道前面的叙述合各种改变，在不脱离本发明主旨和范围的范围内，还可作各种其他改变、删除和增加。

Claims (7)

1.  在多处理器控制***的各个节点间通信的方法，此控制***含有多个一级节点，每个节点都必须与其他所述一级节点通信并和该控制***中所述一级节点之外的节点通信，此控制***还包含多个二级节点，每个二级节点需要与至少一个所述一级节点通信但不需要与其他所述二级节点通信，它们使用控制域网络(CAN)硬件响应标准CAN消息格式，其中最高有效位是帧起始比特，下面31个最高有效位包含29比特标识符域，下一比特包含远端传输请求比特，下面6比特包含一个控制比特域，下一个0到64比特的域包含一个数据域，下一个16比特包含循环冗余校验域，下2比特包含一个证实域，最不重要的7比特包含帧结束域，此方法包含：
提供一个消息功能-类别部分，它包含一个包括所述标识符域的最高有效位的连续CAN标识符域部分，其内容将所述标识符域的其他比特分别标识为目的地节点标识符或源节点标识符；
提供一级节点标识符部分，它包含所述CAN标识符域的连续部分，其内容包含用于标识多个所述一级节点中的一个节点的一级节点标识符；
提供一个可选节点标识符部分，它包含所述CAN标识符域中除了所述消息功能-类别部分和所述一级节点标识符部分外的连续部分，其内容包括：当在其中一个所述一级节点和其中一个所述二级节点之间进行通信时，一个用于标识所述多个二级节点中的一个节点的二级节点标识符，或
当在两个所述一级节点进行通信时，一个所述一级节点标识符。
2.根据权利要求1所述方法，其中所述二级节点标识符中的比特数目大于所述一级节点标识符中的比特数目。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述二级节点标识符中的比特数目是所述一级节点标识符中比特数目的两倍。
4.根据权利要求1所述方法，其中当两个所述一级节点进行通信时，所述可选节点标识符部分包含一个连续的具有完全相同二进制值的二进制比特子部分和一个一级节点标识符子部分。
5.根据权利要求4所述方法，其中所述二进制值是0。
6.根据权利要求1所述方法，其中所述该可选节点标识符部分的所述一级节点标识符子部分包含该可选节点标识符部分最低有效位。
7.根据权利要求1所述方法，其中所述一级节点标识符部分包含所述CAN标识符域的最低有效位。
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