[发明专利]基于CANopen协议的轨道交通车辆级网络调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种调度方法，尤其是指基于CANopen协议的用于轨道交通车辆级网络及其他大数据量和高实时性网络应用的调度方法。

背景技术

轨道交通领域是目前国家大力发展的关系国计民生的重要行业，车辆级网络为车辆上各分布式设备提供信息共享通道，是整个车辆控制中的一个重要环节，在轨道交通现代化发展中有着极其重要的作用。目前，轨道交通的车辆级总线主要采用MVB。MVB是国际标准IEC61375——列车通信网络标准(TrainCommunication Networks，TCN)中的一部分，在其制定之时就是专门用于列车车辆级网络。这种总线标准至今已有几十年历史，并且仍处于主导低位，它最大的优点是通信速率快、总线利用率高，但是它对国家的轨道交通发展的制约也日益明显：它的硬件结构复杂、网络协议不公开等。网络通信系统开发困难导致国家对基于网络通信的网络控制系统的开发更加难以实现、国家自主研制的其他车辆设备无法接入车辆网络运行等严重后果。当前，轨道交通车辆网络仍然是国家在整车车辆研制上的最大障碍。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于CANopen协议的轨道交通车辆级网络调度方法，使轨道交通车辆级网络的协议公开、开发易于实现，提供轨道交通车辆级设备生产者一个公开、可靠、易于开发的网络平台，轻松实现轨道交通车辆级设备在车辆级网络上的互联。

为了解决上述技术问题，本发明提出的基于CANopen协议的轨道交通车辆级网络调度方法，包括以下步骤：

(a)确定轨道交通车辆级网络周期参数；

(b)确定数据标识符；

(c)通过网络周期参数和数据标识符制定网络调度表；

(d)网络各节点在接收到网络同步帧信号后，根据网络调度表决定是否发送相应周期数据；偶发数据在数据变化时随时发送。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：所述步骤(a)中确定的周期参数是根据网络设备数量、设备数据、周期数据数据实时性、偶发数据和网络性能要求来确定网络基本周期、宏周期和其他周期参数。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：所述网络基本周期、宏周期和其他周期参数需满足条件为：

T_{_other}(m_i)mod T_{_base}＝0，并且T_{_large} mod T_{_other}(m_i)＝0

其中，T_{_base}表示网络基本周期，T_{_other}(m_i)表示网络其他周期，m_i表示第i种周期类型，T_{_lare}表示网络宏周期。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：所述步骤(b)中确定的数据标识符是根据CANopen协议及数据的周期确定，同一个节点中的数据，周期越小，优先级越高，标识符越小。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：所述步骤(c)中络调度表的制定步骤如下：(i)把网络宏周期T_{_large}平均分为N＝T_{_large}/T_{_base}份；(ii)对当前未调度的标识符最小的周期数据进行调度，被调度的基本周期的剩余时间Time_Left(n_i)减去该数据帧发送需要的时间，得到调度后该基本周期新的剩余时间，n_i表示一个宏周期中的第n_i个基本周期；(iii)以基本周期T_{_base}传输的数据，每个基本周期都必须调度；(IV)以其他周期T_{_other}(m_i)传输的数据，搜索当前宏周期中每个基本周期剩余时间Time_Left(n_i)最长的基本周期，在该基本周期中调度，并以该基本周期为基准，每M＝T_{_other}(m_i)/T_{_base}个基本周期调度一次，一个宏周期调度P＝N/M次；(IIV)以宏周期T_{_large}传输的数据，搜索当前宏周期中每个基本周期剩余时间Time_Left(n_i)最长的基本周期，在该基本周期中调度，每个宏周期调度一次。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：所述步骤(d)中网络同步帧带有有效数据字节，其有效字节数值为1，或2，或3，或4，或5，或6，或7，或8。