[发明专利]一种避免冲突的CAN总线通信网络设计方法

说明书

本发明提供一种避免冲突的CAN总线通信网络设计方法，无人机CAN总线通信网络节点包含1个飞控计算机和多个伺服设备，飞控计算机作为主设备，伺服设备作为从设备；主设备每个通信周期向从设备发送一个携带有ID地址的控制帧，从设备每个通信周期向主设备反馈状态信息；主机在建立20ms通信周期，并依次向从设备发送控制帧，从设备保持侦听状态，接收ID地址与本设备一致的控制帧；从设备接收到数据帧后进行时间同步，开始计时，延时向主设备发送携带有ID地址的反馈数据帧。主设备与从设备间采用主从工作模式，网络节点在不同的时隙占用总线发送数据，该方法避免多个网络节点同时发送数据，从机理上避免网络冲突，保证了通信的实时性和可靠性。

技术领域

本发明涉及通信领域，具体是一种避免冲突的CAN总线通信网络设计方法。

背景技术

当前无人机航电系统多以串口实现互联，已公知的专利(专利号：CN 110727290A)设备间通过RS422接口点对点方式进行连接，互联线缆多，可扩展性较差。此外，专用航空总线价格昂贵，性价比较差，难以满足无人机低成本需求。

CAN是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络，CAN总线传输距离远、通信速率最高可达1Mbps。其采用非破坏总线仲裁技术，当多个节点同时向总线发送信息发生冲突时，优先级较低的节点会主动的退出发送，而最高优先级的节点可不受影响的继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间。

本质上CAN总线并未解决总线多节点的冲突问题，若CAN总线直接应用到航空电子系统中，不进行时序管理，网络中低优先级节点因为总线冲突会频繁退出发送，难以满足航空电子系统实时性和可靠性要求。

发明内容

本发明解决的技术问题是：本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种避免网络冲突的方法，使网络节点在不同的时隙占用总线发送数据，保证了通信的实时性和可靠性。

本发明的技术方案是：一种避免冲突的CAN总线通信网络设计方法，包括以下步骤：

步骤1：搭建设网络系统：包括1个飞控计算机和多个伺服设备，其中飞控计算机作为主设备，伺服设备作为从设备；飞控计算机和多个伺服设备通过CAN互连，主设备每个通信周期向从设备发送一个携带有ID地址的控制帧，从设备每个通信周期向主设备反馈状态信息；

步骤2：定义主设备为最高优先，对从设备编号1到n，从设备优先级依次降低；

步骤3：主设备通过本机20ms中断建立通信周期并发起通信，按照从设备编号依次向总线发送携带有ID地址的控制帧；

步骤4：从设备保持侦听状态，接收ID地址与本设备一致的控制帧，接收到数据帧后与总线建立同步；

步骤5：从设备依据同步点开始计时，延时向主设备发送携带有ID地址的反馈数据帧，

步骤6：主设备接收从设备反馈数据帧。

本发明进一步的技术方案是：所述主设备与从设备之间的通信周期为20ms。

本发明进一步的技术方案是：所述从设备编号1到12，从设备优先级依次降低。

本发明进一步的技术方案是：所述从设备的优先级根据编号依次降低，编号越大，优先级越低。

本发明进一步的技术方案是：所述步骤5中的延时时长为0.5*(n-1)+4ms，n为设备编号。

发明效果

本发明的技术效果在于：本发明利用主节点作为通信发起者，从节点的通信都是由主节点发起的，从机理上避免网络冲突，网络节点在不同的时隙占用总线发送数据，保证了通信的实时性和可靠性。采用CAN总线技术作为无人机通信网络，互联简单，便于系统升级，具有较高的性价比。

附图说明

图1本发明实施例中一种避免冲突的CAN总线通信网络及方法的流程图；

图2本发明实施例中总线时序图；

具体实施方式