帶總線錯誤解析功能的can總線分析系統的製作方法

2023-06-24 14:22:56

帶總線錯誤解析功能的can總線分析系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種帶總線錯誤解析功能的CAN總線分析系統。本發明通過檢測總線信號，記錄總線上的正常幀和發送時間戳，總線上存在錯誤有錯誤幀時，觸發總線錯誤信號，記錄總線上錯誤幀與時間戳，並對錯誤幀及被中斷幀進行解析分析，確定錯誤幀類型和被中斷節點地址，並將記錄信息發送給後臺進行後續處理。本發明與現有技術相比具有的有益效果：本系統不僅能夠記錄正常幀和錯誤幀信息，而且具有總線錯誤解析功能，能夠結合總線模擬信號進行模式識別，獲取被中斷幀的源地址，為定位故障節點提供初步分析。
【專利說明】帶總線錯誤解析功能的CAN總線分析系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及自動化技術和故障診斷【技術領域】，尤其涉及一種帶總線錯誤解析功能的CAN總線分析系統。
【背景技術】
[0002]現場總線技術，是計算機數字通信技術向工業自動化領域的延伸。控制器區域網(Control Area Network, CAN)總線是國際上應用最廣泛地現場總線之一。它廣泛地應用於車載電子微控制器通訊、工業網絡自動化控制、重要電力系統和安防監控等諸多領域。
[0003]隨著分布式網絡系統架構複雜性不斷增加，實際的產業化網絡通信過程中出現的設備老化、關聯點動作強度大以及作業環境的強電磁幹擾等諸多因素，更容易給正常總線通信和產品質量帶來影響，嚴重地威脅著產業生產線的正常運作和人身安全。
[0004]現有研究主要涉及總線網絡可靠性參數的探索，和影響控制網、設備網、乙太網等網絡的傳輸性能的因素的探索。然而，較少研究針對網絡的故障作實時監控和對故障進行實時錯誤解析。
[0005]如果總線存在網絡故障，節點檢測到錯誤時，會中斷正在發送數據的節點，往總線上發送錯誤幀。在輪詢通信模式下，當錯誤節點處於數據發送狀態時，總線上所有的節點將一致對錯誤作出響應，所得的錯誤幀錯誤標誌長度表現為6位；當錯誤節點處於數據接收狀態時，總線上節點將依次對錯誤作出響應，所得的錯誤幀錯誤標誌長度表現為6?12位。

【發明內容】

[0006]本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種帶總線錯誤解析功能的CAN總線分析系統。
[0007]帶總線錯誤解析功能的CAN總線分析系統包括CAN收發器CTM1050、0pen3S500EFPGA開發板、9針的RS232串口 ；0pen3S500E FPGA開發板的Pl 15輸入/輸出口與RS232的2引腳相連，0pen3S500E FPGA開發板的P120輸入/輸出口與第一 CAN收發器CTM1050的3引腳相連，0pen3S500E FPGA開發板的P127輸入/輸出口與第二 CAN收發器CTM1050的3引腳相連，第一 CAN收發器CTM1050與第二 CAN收發器CTM1050的2引腳同時接地，I引腳同時接5V正電壓，7引腳用來連接CAN總線的CAN_L，6弓丨腳用來連接CAN總線的CAN_H ；RS232串口能用USB模塊和乙太網模塊代替，用來發送數據給後臺計算機，並執行如下內容:
[0008]I)系統檢測CAN總線信號，當檢測到有幀起始的顯性位後進行數據的監聽,並將數據存儲在0pen3S500E FPGA開發板的一個寄存器中，當檢測到CAN總線上連續的七個隱性位時說明幀結束，停止監聽等待下一次的幀起始，同時記錄發送正常幀的時間戳，等待發送給後臺計算機；
[0009]2)系統檢測CAN總線信號並進行錯誤幀的識別和生成觸發信號，假設CAN總線通信速率V，則數據位的時間長度為設置採樣周期為f ns，即每數據位採樣
【權利要求】
1.一種帶總線錯誤解析功能的CAN總線分析系統，其特徵在於包括CAN收發器CTM1050、0pen3S500E FPGA 開發板、9 針的 RS232 串口 ；0pen3S500E FPGA 開發板的 P115 輸入/輸出口與RS232的2引腳相連，0pen3S500E FPGA開發板的P120輸入/輸出口與第一CAN收發器CTM1050的3引腳相連，0pen3S500E FPGA開發板的P127輸入/輸出口與第二CAN收發器CTM1050的3引腳口相連，第一 CAN收發器CTM1050與第二 CAN收發器CTM1050的2引腳同時接地，I引腳同時接5V正電壓，7引腳用來連接CAN總線的CAN_L，6引腳用來連接CAN總線的CAN_H ；RS232串口能用USB模塊和乙太網模塊代替，用來發送數據給後臺計算機，並執行如下內容: 1)系統檢測CAN總線信號，當檢測到有幀起始的顯性位後進行數據的監聽，並將數據存儲在0pen3S500E FPGA開發板的一個寄存器中，當檢測到CAN總線上連續的七個隱性位時說明幀結束，停止監聽等待下一次的幀起始，同時記錄發送正常幀的時間戳，等待發送給後臺計算機； 2)系統檢測CAN總線信號並進行錯誤幀的識別和生成觸發信號，假設CAN總線通信速率V，則數據位的時間長度為^xlO3聲，設置採樣周期為f ns，即每數據位採樣^><16 Vv V 次，根據CAN總線錯誤界定協議，若檢測到連續6位或6位以上顯性位，只要連續採樣數大於等於個，說明CAN總線上有錯誤幀，將會觸發錯誤幀識別信號的產生，將用於識 (/別和記錄錯誤幀信息，同時，準確識別錯誤幀的下降沿，在錯誤幀下降沿時復位錯誤幀識別信號； 3)不同的錯誤幀的錯誤標誌長度代表錯誤幀的不同事件類型，這對CAN總線錯誤定位和故障定位產生重要影響，錯誤觸發後，記錄錯誤幀錯誤標誌長度值和錯誤幀產生的時間戳，並對被錯誤幀中斷的正常數據幀的信息進行分析，獲得被中斷節點地址，將錯誤信息與被中斷幀地址整合記錄在寄存器中，等待發送給後臺計算機進行錯誤信息後期處理，數據幀標識符中含有幀源地址，在獲取被中斷幀源地址時，要結合總線模擬波形進行分析，如果被中斷幀的源地址數據完整，直接獲取；如果源地址損壞，結合模擬信號對被中斷幀進行模式識別，獲得源地址； 4)記錄的正常幀信息與錯誤幀信息通過RS232串口、USB或乙太網發送給後臺計算機，以便對CAN總線錯誤進行進一步分析。
【文檔編號】H04L12/40GK103475523SQ201310410826
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月10日 優先權日:2013年9月10日
【發明者】雷勇, 湯龍浩, 袁勇 申請人:浙江大學