CAN总线元器件通信状态的检测方法及检测装置.pdf

本发明公开一种CAN总线元器件通信状态的检测方法，包括以下步骤：接收到当前帧元器件数据时，刷新目标地址中的数据；在所述目标地址中的当前数据为非特定值时，在所述目标地址中写入特定值，并开始计时；在所述目标地址中的当前数据为特定值时，判断是否到达预设计时时间；若是，发出报警信号；若否，接收下一帧元器件数据。本发明能够在元器件通信异常时进行报警；由于目标地址中特定值的写入、更新容易实现，不依赖于特定元器件，扩大了元器件选择范围，使得系统设计与元器件选型更加灵活。在此基础上，本发明还公开一种CAN总线元器件通信状态的检测装置。

1、  一种CAN总线元器件通信状态的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收到当前帧元器件数据时，刷新目标地址中的数据；
在所述目标地址中的当前数据为非特定值时，在所述目标地址中写入特定值，并开始计时；
在所述目标地址中的当前数据为特定值时，判断是否到达预设计时时间；若是，发出报警信号；若否，接收下一帧元器件数据。

2、  如权利要求1所述的CAN总线元器件通信状态的检测方法，其特征在于，所述目标地址为所述元器件数据中无效字节所对应的内存地址。

3、  如权利要求1所述的CAN总线元器件通信状态的检测方法，其特征在于，以所述当前帧元器件数据刷新所述目标地址中的数据。

4、  如权利要求3所述的CAN总线元器件通信状态的检测方法，其特征在于，所述特定值明显区别于所述元器件数据。

5、  如权利要求1所述的CAN总线元器件通信状态的检测方法，其特征在于，所述目标地址中的初始数据为特定值。

6、  如权利要求1所述的CAN总线元器件通信状态的检测方法，其特征在于，在开始计时前，计时清零。

7、  如权利要求1-6任一项所述的CAN总线元器件通信状态的检测方法，其特征在于，所述报警信号为声、光、电、振动信号或任意组合。

8、  一种CAN总线元器件通信状态的检测装置，其特征在于，包括：
计时器，用于检测计时；
存储器，用于存储有关数据；
控制器，用于控制所述计时器的计时动作，接收所述CAN总线元器件检测并输出的元器件数据，以及与所述存储器进行数据交互；并且，根据预定的控制策略，输出报警控制信号；
报警器，用于根据所述报警控制信号，发出报警信号；
该检测装置启动时，所述控制器按照以下策略进行控制：接收到当前帧元器件数据时，刷新存储器目标地址中的数据；在所述目标地址中的当前数据为非特定值时，在所述目标地址中写入特定值，并控制所述计时器开始计时；在所述目标地址中的当前数据为特定值时，判断所述计时器是否到达预设计时时间；若是，发出所述报警控制信号；若否，接收下一帧元器件数据。

9、  如权利要求8所述的CAN总线元器件通信状态的检测装置，其特征在于，所述计时器在开始计时前，计时清零。

10、  如权利要求8或9所述的CAN总线元器件通信状态的检测装置，其特征在于，所述报警信号为声、光、电、振动信号或任意组合。

CAN总线元器件通信状态的检测方法及检测装置
技术领域
本发明涉及测量设备或装置的测试领域，具体来说是CAN总线元器件通信状态的检测方法及检测装置。
背景技术
在智能型机械设备中，各执行机构协调运动品质的好坏直接影响产品的质量。例如，智能型混凝土泵车在进行浇注时，如果各节臂架的运动不协调，将使得臂架末端点的运动不能按照预定的路线运动；这势必影响浇注的质量，并进而影响工程质量，造成安全隐患。因此，在进行智能型混凝土泵车研究的过程中，要精确地控制臂架末端点的位置；而控制的基础在于精确获取各节臂架所处的位置，这需要在各节臂架上安装测量角度的传感器(例如旋转编码器、倾角传感器等，以下统称传感器)。同样地，对于其它智能型设备或机器，也需要安装传感器，以便进行精确的控制。
显然，传感器的测量精度及可靠性将极大地影响控制的效果：如果传感器精度不高，影响控制精度；如果传感器的数据出错，就会导致对机械臂或机器手位置的错误判断，使得控制输出并不合乎实际；这种情况下，控制机械臂或机器手动作就会带来不可预知的后果。由此可见，为有效地进行控制，必须保证传感器能够可靠地检测、输出数据。
目前，各领域的控制系统中，控制器与各检测机构、执行机构之间多采用CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线通信，这是由于CAN总线具有突出的可靠性、实时性和灵活性的缘故。为方便起见，以下将这种CAN总线通信下的传感器称为CAN总线元器件(简称元器件)。
在这种控制系统中，元器件的通信可靠性十分关键。如果元器件发生损坏、断线等通信异常故障，控制系统将不能正常工作；此时，如继续控制执行机构动作，可能会产生严重后果。因此，有必要对CAN总线元器件的通信状况进行监控，在出现通信异常时进行报警，以便及时采取应急措施。
现有技术中，常使用一种带心跳信号的元器件监控CAN总线元器件的通信状况。所述心跳信号是元器件发送数据中一个特定的字节位，在发送数据时在0和1之间轮流跳变。通过检测该心跳信号的有无，可以判断通信状态是否异常；若发生通信异常，则进行报警；并在进一步检测后，将损坏、断线的元器件进行更换或维修，以保证控制系统的正常运行。
问题在于：有些元器件并不带有产生心跳信号的功能，此时，上述方法将失效；同时，带心跳信号的元器件价格较高，大量使用势必增加生产使用成本。由于上述检测方法要求使用带心跳信号的元器件，这限制了元器件的选择范围，通用性较差。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种CAN总线元器件通信状态的检测方法，能够在元器件通信异常时进行报警，适用于各种元器件，通用性较好。在此基础上，本发明还提供一种CAN总线元器件通信状态的检测装置。
为解决以上技术问题，本发明提供的CAN总线元器件通信状态的检测方法，包括以下步骤：
接收到当前帧元器件数据时，刷新目标地址中的数据；
在所述目标地址中的当前数据为非特定值时，在所述目标地址中写入特定值，并开始计时；
在所述目标地址中的当前数据为特定值时，判断是否到达预设计时时间；若是，发出报警信号；若否，接收下一帧元器件数据。
优选地，所述目标地址为所述元器件数据中无效字节所对应的内存地址。
优选地，以所述当前帧元器件数据刷新所述目标地址中的数据。
优选地，所述特定值明显区别于所述元器件数据。
优选地，所述目标地址中的初始数据为特定值。
优选地，在开始计时前，计时清零。
优选地，所述报警信号为声、光、电、振动信号或任意组合。
本发明提供的CAN总线元器件通信状态的检测装置，包括：
计时器，用于检测计时；
存储器，用于存储有关数据；
控制器，用于控制所述计时器的计时动作，接收所述CAN总线元器件检测并输出的元器件数据，以及与所述存储器进行数据交互；并且，根据预定的控制策略，输出报警控制信号；
报警器，用于根据所述报警控制信号，发出报警信号；
该检测装置启动时，所述控制器按照以下策略进行控制：接收到当前帧元器件数据时，刷新存储器目标地址中的数据；在所述目标地址中的当前数据为非特定值时，在所述目标地址中写入特定值，并控制所述计时器开始计时；在所述目标地址中的当前数据为特定值时，判断所述计时器是否到达预设计时时间；若是，发出所述报警控制信号；若否，接收下一帧元器件数据。
优选地，所述计时器在开始计时前，计时清零。
优选地，所述报警信号为声、光、电、振动信号或任意组合
与现有技术相比，本发明通过在目标地址中写入特定值的方法，能够在元器件通信异常时进行报警，适用于各种元器件，通用性较好，具体而言：
接收数据元器件前，在目标地址中写入特定值，以便检测下一帧元器件数据的通信状态；在通行正常时，可接收到元器件发送的数据，并刷新目标地址中的特定值；在通行中断的情况下，无法接收到元器件发送的数据，因而不能刷新目标地址中的特定值；当目标地址中的特定值在持续时间内未被刷新的情况下，表明元器件发送数据异常，因而及时进行报警，以便采集应急处理措施。本发明中，目标地址中的特定值的写入、更新容易实现，不依赖于特定元器件；因此，无需选择带心跳信号元器件，元器件通用性好；这扩大了元器件选择范围，也使得系统设计与元器件选型更加灵活。
附图说明
图1是本发明CAN总线元器件通信状态的检测方法一较优实施例的流程图；
图2是本发明CAN总线元器件通信状态的检测装置的方框图。
具体实施方式
本发明的基本构思是，在接收数据前，在目标地址中填充特定值；接收到元器件数据时，对目标地址中的特定值进行刷新；在一定时间内该特定值未被刷新，判断通信异常并报警。
为便于对本发明进行描述，现对本发明的原理进行简要说明。
CAN总线元器件发送出来的每帧数据中，有些字节的数据并非为有效数据，但同样会占用总线数据帧中的字节位置，因此可定义该字节位置为断线或故障检测位。
在收到数据之前，将与断线或故障检测位数据完全不同的数据写入目标地址(不失一般性，假定为断线检测变量)；当收到新数据时，将该数据赋值给上述断线检测变量；如果元器件工作正常，新数据将会把断线检测变量的数据修改；否则，断线检测变量的数据为所写入的特定值。
因此，通过该断线检测变量是否被刷新来判断元器件当前工作是否正常；若是，元器件工作正常，反之，判断元器件断线或故障。如此不断地进行，使得断线检测变量的数据不断地在元器件传过来的数据和填充数据间不断跳动。当元器件没有数据传输过来时，填充的数据得不到刷新，在一定时间后，就可判定总线元器件通讯异常。
下面结合附图与实施例对本发明具体说明。
请参见图1，该图是本发明CAN总线元器件通信状态的检测方法一较优实施例的流程图。包括以下步骤：
S110、计时清零。
计时清零，开始进入检测过程。
S120、在目标地址中写入特定值。
在接收到下一帧元器件数据前，在目标地址中写入特定值。如果下一帧元器件数据通信正常，则该特定值被刷新；否则，目标地址中仍将保存该特定值。一般地，该特定值明显区别于元器件数据，以免产生误报。优选地，所述目标地址中的初始数据为特定值，以便在目标地址从未被刷新的情况下，可以进行报警。
需说明的是，步骤S110、步骤S120也可以相反顺序执行或同时执行，在此不再赘述。
S130、开始计时。
计时目的在于防止误报，只有在目标地址中数据未被刷持续一定时间后，才判断为元器件通信异常。
S140、接收元器件数据，并刷新目标地址中的数据。
在通信正常时，可以接收到当前帧元器件数据，从而不断地将目标地址中的数据刷新；反之，接收不到当前帧元器件数据，目标地址中的数据得不到刷新；此时，目标地址中为先前写入的特定值。
其中，所述目标地址可为寄存器、内存、或其它外部存储器中的物理地址。优选地，该目标地址为元器件数据中无效字节所对应的内存地址，以便节省存储空间，提高存储速度。优选地，以当前帧元器件数据刷新目标地址中的数据，以便提高刷新效率。
S150、判断目标地址中的当前数据是否为特定值，
若是，进入步骤S160；
若否，返回步骤S110。
在目标地址中的当前数据为特定值的情况下，表明未被元器件数据刷新，发生了通信中断的情况；否则，在目标地址中的当前数据非为特定值的情况下，表明上一帧元器件数据未发生通信中断，数据进行了刷新，因此进入下一次检测循环。
实际上，少数几帧元器件数据的通信中断不会对控制系统造成太大影响，因此需要进一步判断通信中断的持续时间：只有在通信中断的持续预设计时时间的情况下，才能判断为通信异常；否则，将可能发生误报、虚警。
S160、判断是否到达预设计时时间。
若是，进入步骤S170；
若否，返回步骤S130；
在目标地址中的特定值数据未被刷新持续一定时间后，表明通信异常，发生元器件损坏、断线等故障，需要进行报警；反之，有可能只是暂时的通信中断，不会对控制系统造成破坏，可以继续接收元器件数据。
S170、发出报警信号。
在通信异常时，发出报警信号，以便采取措施。此时，一般需要中止控制系统运行，发生元器件损坏、断线等故障时，应及时维修、更换有关元器件。其中，所述报警信号可为声、光、电、振动信号或任意组合，以保证可靠报警为准。
该CAN总线元器件通信状态的检测方法，通过在目标地址中写入特定值的方法，能够在元器件通信异常时进行报警，适用于各种元器件，通用性较好，具体而言：
接收数据前，在目标地址中写入特定值，以便检测下一帧元器件数据的通信状态；在通行正常时，可接收到元器件发送的数据，并刷新目标地址中的特定值；在通行中断的情况下，无法接收到元器件发送的数据，因而不能刷新目标地址中的特定值；当目标地址中的特定值在持续时间内未被刷新的情况下，表明元器件数据异常，因而及时进行报警，以便采集应急处理措施。本发明中，目标地址中的特定值的写入、更新容易实现，不依赖于特定元器件；因此，无需选择带心跳信号元器件，元器件通用性好；这扩大了元器件选择范围，也使得系统设计与元器件选型更加灵活。
在上述检测方法的基础上，以下对本发明CAN总线元器件通信状态的检测装置进行描述。
请参见图2，该图是本发明CAN总线元器件通信状态的检测装置的方框图。该检测装置包括：
计时器4，用于检测计时；一般地，在计时开始前，计时器4应该计时清零；
存储器5，用于存储有关数据；
控制器3，用于控制所述计时器4的计时动作，接收所述CAN总线元器件2检测并输出的元器件数据，以及与所述存储器进行数据交互；并且，根据预定的控制策略，输出报警控制信号；
报警器1，用于根据所述报警控制信号，发出报警信号；一般地，所述报警信号为声、光、电、振动信号或任意组合；
该检测装置启动时，所述控制器3按照以下策略进行控制：接收到当前帧元器件数据时，刷新存储器5目标地址中的数据；在所述目标地址中的当前数据为非特定值时，在所述目标地址中写入特定值，并控制所述计时器4开始计时；在所述目标地址中的当前数据为特定值时，判断所述计时器4是否到达预设计时时间；若是，发出报警控制信号；若否，接收下一帧元器件数据。
在通行中断的情况下，无法接收到CAN总线元器件2发送的数据，因而不能刷新目标地址中的特定值；当目标地址中的特定值在持续时间内未被刷新的情况下，表明元器件数据异常，因而及时进行报警，以便采集应急处理措施。本发明中，目标地址中的特定值的写入、更新容易实现，不依赖于特定元器件；因此，无需选择带心跳信号元器件，元器件通用性好；这扩大了元器件选择范围，也使得系统设计与元器件选型更加灵活。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。