[发明专利]一种基于嵌入式的总线通信检测系统及其可靠性检测方法

权利要求书

1.一种基于嵌入式的总线通信检测系统，其特征在于：包括嵌入式监测端，上位机数据分析端；通信模块在测试前由总线数据发送端通过CAN和485两路不同的总线向嵌入式接收端发送任意数据，总线通信检测系统模块将接受到的数据通过以太网线传输到PC端，再由PC端的上位机软件进行数据存储和处理；所述嵌入式监测端包括微处理器STM32F407ZGT6，CAN 收发器 TJA1050，485 收发器 SP3485，以太网芯片LAN8720A和以太网接口插座RJ45；所述微处理器STM32F407ZGT6通过GPIOA11和GPIOA12连接到CAN收发器TJ1050的数据接收和数据发送端口，所述CAN收发器TJ1050的CAN_H和CAN_L两个电平出口连接到CAN总线通信接口；所述微处理器STM32F407ZGT6通过GPIOB10和GPIOB11连接到485收发器SP3485接收数据和发送数据的接口，通过GPIOG8口控制SP3485数据的收发，所述485收发器SP3485的A、B两个电平输出口连接到485总线通信接口；所述以太网芯片LAN8720A与微处理器STM32F407ZGT6之间通过RMII接口传输数据，与所述以太网接口插座RJ45之间通过两对发送和接收差分线传输数据。

2.根据权利要求1所述的基于嵌入式的总线通信检测系统，其特征在于：所述嵌入式监测端与PC端通过各自的RJ45接口使用网线连接起来，两者使用以太网进行数据传输通信，所述PC端的上位机基于Qt编写，上位机软件能够接收不同下位机客户端传输的数据并显示，而且能实现比对原始发送数据与所接收的数据之间误差，计算误码数和误码率的功能，同时能将计算结果显示在界面上，并将错误数据保存到特定的EXCEL文件中。

3.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式的总线通信检测系统的可靠性检测方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1：总线数据发送端进行初始化，检测数据发送端485总线接口和CAN总线接口是否有数据传出以及传出数据是否正确；若数据开始传输且传输正确，则进入步骤2；否则，返回步骤1； 步骤2：嵌入式监测端上电后，开始初始化CAN通信总线，使能CAN时钟，需要设置CAN的模式以及位时序，CAN通信的邮箱和新数据是否覆盖以及滤波器，然后启用CAN总线数据接收中断提示数据到来并接收，接着STM32F767IGT6微处理器芯片检测CAN总线是否初始化成功：若初始化成功，则进入步骤3；否则，打印错误，返回步骤2； 步骤3：嵌入式监测端检测到CAN总线初始化成功，开始初始化485通信总线，配置为接收模式并开启串口接收中断和485接收数据函数，STM32F767IGT6微处理器芯片检测485总线是否初始化成功：若初始化成功，则进入步骤4；否则，打印错误，返回步骤3； 步骤4：嵌入式监测端检测到485总线初始化成功，接着初始化UCOSII操作系统，STM32F407ZGT6微处理器芯片检测操作系统内核初始化返回代码：若为成功代码，则进入步骤5；否则，结束嵌入式监测端程序运行，抛出异常； 步骤5：微处理器接收到UCOSII初始化成功代码，接着判断LAN8720A的RMII接口是否配置成功：若配置成功，则进入步骤6；否则，返回步骤5； 步骤6：RMII接口配置成功，表示嵌入式监测端以太网初始化成功，然后打开上位机，配置上位机端口号，开始侦听对应端口，检查上位机服务器端是否侦听成功：若侦听成功，则进入步骤7；否则，返回步骤6，上位机服务器端不断尝试侦听，直到侦听成功； 步骤7：上位机服务器端侦听成功，表示可以允许嵌入式下位机进行连接，这时需要配置嵌入式监测端即TCP客户端的IP地址、子网掩码、网关信息，选择对应于服务器的端口号，进行TCP连接，然后检查TCP客户端是否连接成功：若连接成功，则进入步骤8；否则，不断重复尝试连接至上位机服务器，返回步骤7； 步骤8：TCP客户端初始化成功，STM32F767IGT6微处理器等待485数据接收中断或者CAN总线接收中断，如果接收到了485数据接收中断，则进入步骤9；如果接收到了CAN总线接收中断，则进入步骤10；否则，返回步骤8，等待任一数据接收中断到来； 步骤9：微处理器接收到485数据接收中断，说明有数据帧通过485总线传输过来，MCU将接收到的数据帧显示在LCD上，同时通过以太网发送接口将此数据帧数据发送至上位机，进入步骤11；否则，返回步骤8等待485数据接收中断； 步骤10：微处理器接收到CAN总线接收中断，说明有数据帧通过CAN总线传输过来，MCU将接收到的数据帧显示在LCD上，同时通过以太网发送接口将此数据帧数据发送至上位机，进入步骤11；否则，返回步骤8等待CAN总线接收中断； 步骤11：嵌入式监测端有采集的数据通过网线传输到PC，则需要查看上位机端客户端的连接情况，当嵌入式客户端连接成功后，开始有不同IP地址的客户端采集到的CAN总线数据帧或485总线数据帧被传到上位机，这时上位机端就会根据不同客户端IP地址将接收到的数据包分类并显示在界面相应区域，同时与预先设定好的发送正确的文本比对，从而计算误码数、误码率、帧周期数据，若数据有错误则将接收的数据保存进每个客户端IP特定的EXCEL文件中，保存的属性有帧周期、时间、误码数、误码率。