用于监测环境的can总线通信的方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信方法及系统，特别涉及用于监测环境的CAN总线通信的方法及系统。
【背景技术】
[0002]在微电子生产技术中，芯片加工是一个非常重要的生产环节。加工芯片的环境参数(如温度、湿度、气压等)会直接影响芯片质量甚至生产安全。例如:若温度超标，则会影响产品质量；若湿度过小，则容易引起静电；若气压过大，则容易产生生产设备中的有害气体泄漏，进而会严重危害工作人员的身体健康，甚至引发爆炸等严重后果。
[0003]芯片加工的工艺净化间对环境提出很高的要求。在芯片加工过程中，需要时刻监测工艺净化间的各项环境参数，如温度、湿度、气压等。
[0004]CAN (Controller Area Network，控制器局域网)总线是一种串行通信的现场总线。CAN协议建立在IS0(国际标准组织)的开发系统互联模型基础上，由物理层、数据链路层以及应用层三层构成。CAN的基本协议规范CAN2.0A和CAN2.0B只对物理层和数据链路层进行了定义，而应用层的功能需要用户根据具体应用环境来实现。目前基于CAN总线的商业协议主要有Device Net和CAN open两种协议，这两种总线协议是通用型协议，虽然功能齐全，但是其结构复杂、灵活性差，并且占用系统资源较多。
[0005]随着CAN总线的广泛应用，现有技术中却没有一种适用于工艺净化间的环境监测的CAN总线的通信方法，原因在于，要想使得监控主机和从机通过CAN总线将采集的环境参数进行灵活、快速的通信，其首要任务是设计CAN总线的应用层协议，而在设计过程中需要克服如下困难:
[0006]1、当前，CAN2.0B采用8字节的短帧数据，对于大于8字节的长帧数据，需要分为多个数据帧传送。如何传送各个数据帧，这在CAN协议标识符字段未做明确规定。
[0007]2、CAN总线网络带宽有限，在传输数据的同时需要兼顾传输效率。对于同一从机采集到的多个数据，每个数据占用的字节数都较少，却需要将这些数据分为多帧发送，这势必会降低数据传输效率。
[0008]3、在传统的CAN总线主从式通信方式中，只有主机可主动向总线上的从机发送数据，而从机只有在接收到主机的请求时才能向总线上的主机传送数据。当突发紧急情况时，若主机发出请求不及时，则可能造成安全隐患。
[0009]因为上述问题没能得到解决，所以，通过传统的CAN总线通信来监控环境效果不好。另外，利用常规的视频监控和人工观测等方式监测环境参数，存在效率低、不灵活、不及时、不可靠、不够全面等缺点。
【发明内容】
[0010]为了解决现有技术中存在的不足，根据本发明的一个方面，提供了一种利用CAN总线通信的方法，包括:设置CAN总线应用层协议中仲裁域的标识符和数据帧的数据域，基于设置的CAN总线应用层协议，用于监测环境的监控主机和从机按预设的方式发送和/或接收数据帧。
[0011]从机通过采集点传感器采集环境参数信息；
[0012]当监控主机向从机发出监测环境参数的请求时，从机将所述环境参数信息发送给监控主机；
[0013]当从机采集到预设优先级的环境参数时，主动向所述监控主机发送所述预设优先级的环境参数；
[0014]主机根据接收到的环境参数的优先级做出相应的处理。
[0015]本发明能够根据监控环境的特点，对传输的数据进行灵活、高效的处理，有效增强监控主机和从机间通信的实时性、大幅提高数据传输效率。
[0016]在一些实施方式中，所述仲裁域标识符配置为扩展格式的29位标识符，包括:
[0017]优先级标识，配置为标识所述数据帧的优先级；
[0018]保留位，配置为扩展功能位；
[0019]目标地址，配置为标识数据帧所要到达的目标地址；
[0020]源地址，配置为标识数据帧的来源地址；
[0021]长短帧标识，配置为标识传输的数据帧为长帧或短帧；
[0022]长帧序号标识，配置为标识长数据帧拆分后的帧序号；
[0023]长帧结束标识，配置为标识当前数据帧是否为长数据帧的最后一帧；
[0024]采集数据数目，配置为标识当前从机向监控主机发送的数据帧中包含的采集点数据的数目；
[0025]应答标识，配置为标识数据帧是否需要应答确认。
[0026]通过对上述仲裁域中29位标识符的具体设置，尽可能地合理安排和利用标识符中空间位置，和数据传输的优先级，不仅提升了数据传输的速度，而且主机可向全部或指定从机发出控制命令、配置信息和请求信息，从机在接收到主机发出的数据请求后向主机发出应答，并通过CAN总线将采集点传感器采集的环境数据传输给监控主机。当环境参数出现异常情况时，从机主动向主机发出信息。避免了当某项环境参数超出指标时，因主机请求数据不及时而没有及时采取相应措施，从而造成安全隐患的情况。另外，对于长帧数据，可以将其灵活分割为多个短帧数据，对于多个短帧数据可以合并成一个多帧数据。能够有效增强通信节点间通信的灵活性，大幅提高数据传输效率。
[0027]本实施例中保留位，用于支持新的功能标识扩展。例如可以将该位配置为方向标识，用于指示数据传送的方向，若该位配置为I，则表示当前为主机向从机发送数据，若该位为0，则表示从机向主机发送数据。该位也可用于扩充其它标识符的位数。另外，该位还可根据需求灵活变换其在29位标识符中的位置。29位标识符在总数不变的情况下，也可以按需求增加或者减少其中各种标识符的位数，或者变化各种标识符的位置。本领域的技术人员可以对上述技术手段做出若干变形，对其灵活设置，这些技术手段均在本发明的保护范围之内。
[0028]在一些实施方式中，所述数据帧的优先级按通信的数据帧的重要性配置为异常信息优先级、控制命令优先级、主从配置信息优先级、主从请求信息优先级、从机采集数据优先级。
[0029]通过对上述优先级的设置，可以将从机发给主机的信息优先级设置得高于主机向从机发送的信息的优先级，所以，生产芯片的工艺净化间环境参数出现异常情况会得到主机优先处理。而避免了当从机采集到环境参数异常时的紧急情况，因为主机的优先级必须大于从机的优先级，而不能由从机及时报告给主机，导致主机处理不及时而可能造成安全隐患。
[0030]在一些实施方式中，所述数据帧包括:
[0031]主从数据帧，配置为监控主机向从机发送的数据或指令信息的数据帧；
[0032]单数据帧，配置为从机向主机发送的单个采集点对应的数据信息的数据帧；
[0033]多数据帧，配置为从机向主机发送的由多个所述单数据帧的数据域合并组成的数据帧。
[0034]通过上述数据帧的设置，若采用正常数据帧形式传送数据，则需要传输多个独立的数据帧，而采用本实施例中多数据帧格式，则仅需一帧即可完成多个采集点数据的传输，传输效率大大提高了。
[0035]在一些实施方式中，所述单数据帧的数据域包括:
[0036]采集点单元号，配置为标识与从机连接的采集点的单元号；
[0037]数据字节数目，配置为标识该数据域中数据部分占用的字节数；
[0038]数据部分，配置为标识传输的数据。
[0039]根据本发明的另一个方面，提供了一种利用CAN总线通信的系统，包括:
[0040]协议设置单元，配置为设置CAN总线应用层协议中仲裁域的标识符和数据帧的数据域；
[0041]用于监测环境的监控主机和从机，配置为基于设置的所述CAN总线应用层协议，按预设的方式发送和/或接收数据帧。
[0042]在一些实施方式中，所述从机，配置为通过采集点传感器采集环境参数信息；
[0043]当监控主机向从机发出监测环境参数的请求时，从机将所述环境参数信息发送给监控主机；
[0044]当从机采集到预设优先级的环境参数时，主动向所述监控主机发送所