[发明专利]一种适于多主通信的星载CAN总线通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种星载CAN总线通信方法，特别是一种适于多主通信的星载CAN总线通信方法，属于星载CAN总线技术领域。

背景技术

CAN(Controller Area Network)总线是一种串行通信的现场总线，具有可靠性高、实时性好、抗干扰能力强、通信方式灵活、组网简单等优点，因此国内外均已将其引入卫星上电子系统，甚至作为星上骨干网络来完成星上设备间的信息传递。

在CAN总线协议方面，德国BOSCH公司的“CAN Specification Version2.0，1991”对CAN总线通信协议进行了详细说明，即我们现在使用的CAN2.0A标准规范。该协议后经国际标准化组织(ISO)采用开放系统互联(OSI)模型标准化后得到ISO11898和ISO11519两个标准，分别对高、低速CAN总线的物理层和数据链路层作出了规定。由于CAN的OSI模型标准没有对数据链路层以上的协议进行规定，因此增强了CAN总线应用的灵活性。多个行业根据应用特点在CAN底层协议的基础上形成了高层应用标准，如Rockwell公司针对工业自动化建立基于CAN总线的开放式现场总线标准DeviceNet；CiA组织针对工业应用建立的CANopen规范；德国Stock Flight System公司针对航空飞行器应用建立的新型航空机载设备通信总线协议CANaerospace；美国航空无线电公司ARI NC针对航空飞行器应用建立了ARI NC-825标准。

在卫星应用领域，目前还没有代表性的针对CAN总线的应用协议规范。现有星上使用的CAN总线应用协议普遍是基于CAN2.0A标准规范建立的仅适于主从通信或准多主通信的方法，不能适用星上多个通信节点间自主数据交换的多主通信需求。满足星载CAN总线多个通信节点间自主数据交换的多主通信方法还未见有专利及文献报道

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种适于多主通信的星载CAN总线通信方法，解决星载CAN总线网络上多个通信节点间自主数据交换的问题。

本发明的技术解决方案是：

一种适于多主通信的星载CAN总线通信方法，基于卫星CAN总线通信协议的CAN2.0A标准规范，按照如下方法进行节点间通信：

将CAN2.0A协议中的11bit标识符区域划分为三个部分，依次是源地址、目的地址和帧类型，其中源地址表示发起数据传输的节点自身地址，分配4bit；目的地址表示发送目标节点的地址，分配4bit；帧类型分配3bit，包括单帧数据、多帧数据起始帧、多帧数据中继帧和多帧数据结束帧；所述节点为卫星上使用CAN总线连接起来的各个分系统中具有CAN通信接口的设备或传感器；

单帧数据的数据场长度为8字节，第一个字节表示数据类型，后面七个字节全部为应用数据；多帧数据起始帧数据场长度为4个字节，第一个字节为数据帧数，表示实际传送的数据帧的数目，第二个字节为数据长度，第三个字节为数据类型，第四个字节为保留字节；多帧数据的中继帧数据场长度为8字节，全部为应用数据，不足8字节的中继帧补足8字节；多帧数据结束帧数据场长度为1字节，该字节为应用数据的校验和；

节点地址设计为两类，第一类节点仅接收发给自己的数据，即数据帧中的目的地址与接收节点的本地地址一致，第二类节点可以接收发给自己的数据，即数据帧中的目的地址与接收节点的本地地址一致，同时还可以接收网络广播数据，即数据帧的目的地址为设定的广播地址；

网络中广播地址设置为“1111”，其余地址的分配依据网络中第二类地址数目需求来定，分为三种情况：

1)当第二类节点数目需求为0时，广播地址以外的其余地址可全部分配为第一类地址，共计15个；

2)当第二类节点数目需求为1～4时，4bit节点地址中“1”的数目为3的组合分配作为第二类地址，即“1110”、“1101”、“1011”和“0111”，共计4个；4bit节点地址中“1”的数目为0、1和2的组合均可以分配作为第一类地址，共计11个；

3)当第二类节点数目需求为5～6时，4bit节点地址中“1”的数目为2的组合分配作为第二类地址，即“1100”、“1001”、“0011”、“1010”、“0110”和“0101”，共计6个；4bit节点地址中“1”的数目为0和1的组合均可以分配作为第一类地址，共计5个，4bit节点地址中“1”的数目为3的节点地址禁用；