专利名称：控制局域网络中应用层数据传输方法和控制局域网络系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及应用层协议，更具体地说，涉及一种控制局域网络CAN中的应用层数 据传输方法和CAN网络系统。
背景技术：
CAN (Control Area Network，控制局域网络)总线为串行通讯协议，能有效地支持 较高安全等级的分布实时控制。CAN是一种有效支持分布式控制和实时控制的总线式串行 通信网络，具有物理层、数据链路层和应用层共三层协议。传统的CAN协议，通过在专用接口芯片中集成CAN协议的物理层和数据链路层，可 完成对通信数据的成帧处理。CAN协议本身约定了应用层，但未对应用层协议做任何规定。 在一些常见的CAN总线应用中，CAN节点之间的数据通信采用了一个数据变量对应一个特 定的CAN-ID的方式。这种方式通常会导致在CAN节点和通信数据量增加的情况下，通信数 据的实时性急剧下降以及CAN节点负载的上升，最终导致数据传输的效率低下。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述实时性差、数据传输效率低 的缺陷，提供一种CAN网络中的应用层数据传输方法和CAN网络系统。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种控制局域网络CAN中的应 用层数据传输方法，所述CAN包括多个CAN节点，每一 CAN节点具有与之唯一对应的节点标 识，发送数据变量的CAN节点为源节点，接收数据变量的CAN节点为目的节点；所述方法包 括依据目的节点标识或源节点标识对要传送的数据变量进行分组并生成分组信息， 所述分组信息包括分组组号和所述分组组号对应的数据变量；构建标识符，所述标识符包括功能信息标识、分组组号、源节点标识、目的节点标 识；由源节点将所述标识符和所述标识符中的分组组号对应的数据变量传送至目的 节点，以便目的节点依据所述功能信息标识进行相应的操作。在本发明所述的应用层数据传输方法中，所述CAN包括主从式CAN总线；所述多个 CAN节点通过主从式CAN总线通信连接，所述多个CAN节点包括一个CAN主节点和与所述 CAN主节点通信的多个CAN从节点。在本发明所述的应用层数据传输方法中，所述功能信息标识包括配置信息，所述 主节点为源节点；其中，由源节点将所述标识符和所述标识符中的分组组号对应的数据变 量传送至目的节点，以便目的节点依据所述功能信息标识进行相应的操作具体包括由所述主节点将所述标识符传送至与所述配置信息相关的从节点，以便所述从节 点依据所述配置信息进行更新，从而实现所述主节点对与所述配置信息相关的从节点的配 置。
在本发明所述的应用层数据传输方法中，所述功能信息标识包括配置请求信息； 所述主节点为目的节点；其中，由源节点将所述标识符和所述标识符中的分组组号对应的 数据变量传送至目的节点，以便目的节点依据所述功能信息标识进行相应的操作具体包 括由所述从节点发送所述标识符至所述主节点，以便所述主节点依据所述配置请求 信息生成配置信息并传送至所述从节点，从而实现所述主节点对所述从节点的配置。
在本发明所述的应用层数据传输方法中，所述CAN还包括多主式CAN总线；所述多 个CAN节点还通过多主式CAN总线通信连接；在同一时刻只启用主从式CAN总线和多主式CAN总线中的一个进行通信；当启用多主式CAN总线进行通信时，将主从式CAN总线的所述从节点转换为主节 点，以便实现所述CAN网络中所述多个CAN节点的数据通信。本发明还提供一种CAN网络系统，包括多个CAN节点，每一 CAN节点具有与之唯一 对应的节点标识，发送数据变量的CAN节点为源节点，接收数据变量的CAN节点为目的节占.所述源节点用于依据目的节点标识或源节点标识对要传送的数据变量进行分组并生成分组信息， 所述分组信息包括分组组号和所述分组组号对应的数据变量；构建标识符，所述标识符包括功能信息标识、分组组号、源节点标识、目的节点标 识；将所述标识符和所述标识符中的分组组号对应的数据变量传送至所述目的节点， 以便目的节点依据所述功能信息标识进行相应的操作。在本发明所述的CAN网络系统中，所述CAN网络系统包括主从式CAN总线；所述多 个CAN节点通过主从式CAN总线通信连接，所述多个CAN节点包括一个CAN主节点和与所 述CAN主节点通信的多个CAN从节点。在本发明所述的CAN网络系统中，所述功能信息标识包括配置信息，所述主节点 为源节点；所述主节点用于将所述标识符传送至与所述配置信息相关的从节点，以便所述从 节点依据所述配置信息进行更新，从而实现所述主节点对与所述配置信息相关的从节点的配置。在本发明所述的CAN网络系统中，所述功能信息标识包括配置请求信息；所述主 节点为目的节点；所述从节点用于发送所述标识符至所述主节点，以便所述主节点依据所述配置请 求信息生成配置信息并传送至所述从节点，从而实现所述主节点对所述从节点的配置。在本发明所述的CAN网络系统中，所述CAN网络系统还包括多主式CAN总线；所述 多个CAN节点还通过多主式CAN总线通信连接；在同一时刻只启用主从式CAN总线和多主式CAN总线中的一个进行通信；当启用多主式CAN总线进行通信时，将主从式CAN总线的所述从节点转换为主节 点，以便实现所述CAN网络中所述多个CAN节点的数据通信。本发明的有益效果是标识符划分为功能信息标识、分组组号、源节点标识、目的
5节点标识，将需要传输的数据变量按照相同的目的节点标识或者源节点标识进行分组，每 个分组组号对应的数据变量与帧信息中的标识符组成一个唯一的数据帧，这样一个数据帧 可以同时传送一个分组的多个数据变量，从而减轻CAN节点负载，以及提高CAN总线的利用 率、数据传输效率。而且，在不同的应用中，标识符每一部分的位置以及长度均可以调整。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图1是依据本发明一实施例的示范性CAN网络结构示意图；图2是依据本发明一实施例的CAN网络中的应用层数据传输方法流程图；图3是依据本发明一实施例的具有主从式CAN总线和多主式CAN总线的CAN网络 结构示意图。
具体实施例方式图1是依据本发明一实施例的示范性CAN网络100结构示意图。参考图6，示出的 CAN网络600包括多个CAN节点CAN节点A、CAN节点B、CAN节点C、CAN节点AD、CAN节点 E。这里所示的CAN节点的数量仅为示例，并不作为对本发明的限制。关于图1中每一 CAN节点之间的数据传输将由下文详细描述。图2是依据本发明一实施例的CAN网络中的应用层数据传输方法200流程图。所 述CAN网络(例如图1所示的CAN网络100)包括多个CAN节点，每一 CAN节点具有与之唯 一对应的节点标识，发送数据变量的CAN节点为源节点，接收数据变量的CAN节点为目的节 点。方法200包括以下步骤步骤201、依据目的节点标识(例如但不限于目的节点地址)或源节点(例如但不 限于源节点地址)标识对要传送的数据变量进行分组并生成分组信息，所述分组信息包括 分组组号和所述分组组号对应的数据变量。为了提高CAN总线的利用率以及传输效率，按照相同的目的地址或源地址将数据 变量进行分组。每个节点中保留与其它进行通信的所有节点的变量分组信息，每个节点按 照分组信息进行发送和接收数据。步骤202、构建标识符(用CAN-ID表示)，所述CAN-ID标识符包括功能信息标识、 分组组号、源节点标识、目的节点标识。 步骤203、由源节点将所述CAN-ID标识符和所述CAN-ID标识符中的分组组号对应 的数据变量传送至目的节点，以便目的节点依据所述功能信息标识进行相应的操作。CAN-ID标识符的具体帧格式见表1所示。表1所示的CAN-ID帧格式遵循CAN2. OA/ B规范要求，支持11位和29位ID。CAN数据帧格式主要是对CAN-ID部分进行定义，从而实 现不同的功能。由表1可知，CAN-ID标识符包括以下部分功能信息标识、分组组号、节点 标识。其中节点标识分别规定了接收和发送数据的目的节点标识(例如目的节点地址)和 源节点标识(例如源节点地址)。分组组号，作为CAN数据帧中数据变量所述组号的判断依 据；功能信息标识，可以用来规定发送的帧的含义，如配置信息帧、数据帧以及其它特殊帧寸。表 1
权利要求
一种控制局域网络中的应用层数据传输方法，所述控制局域网络CAN包括多个CAN节点，其特征在于，每一CAN节点具有与之唯一对应的节点标识，发送数据变量的CAN节点为源节点，接收数据变量的CAN节点为目的节点；所述方法包括依据目的节点标识或源节点标识对待传送的数据变量进行分组并生成分组信息，所述分组信息包括分组组号和所述分组组号对应的数据变量；构建标识符，所述标识符包括功能信息标识、分组组号、源节点标识和目的节点标识；由源节点将所述标识符和所述标识符中的分组组号对应的数据变量传送至目的节点，以便目的节点依据所述功能信息标识进行相应的操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述CAN包括主从式CAN总线；所述多个 CAN节点通过主从式CAN总线通信连接，所述多个CAN节点包括一个CAN主节点和与所述 CAN主节点通信的多个CAN从节点。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述功能信息标识包括配置信息，所述主 节点为源节点；其中，由源节点将所述标识符和所述标识符中的分组组号对应的数据变量 传送至目的节点，以便目的节点依据所述功能信息标识进行相应的操作具体包括由所述主节点将所述标识符传送至与所述配置信息相关的从节点，以便所述从节点依 据所述配置信息进行更新，从而实现所述主节点对与所述配置信息相关的从节点的配置。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述功能信息标识包括配置请求信息；所 述主节点为目的节点；其中，由源节点将所述标识符和所述标识符中的分组组号对应的数 据变量传送至目的节点，以便目的节点依据所述功能信息标识进行相应的操作具体包括由所述从节点发送所述标识符至所述主节点，以便所述主节点依据所述配置请求信息 生成配置信息并传送至所述从节点，从而实现所述主节点对所述从节点的配置。
5.根据权利要求2 4任一项所述的方法，其特征在于，所述CAN还包括多主式CAN总 线；所述多个CAN节点还通过多主式CAN总线通信连接；在同一时刻只启用主从式CAN总线和多主式CAN总线中的一个进行通信；当启用多主式CAN总线进行通信时，将主从式CAN总线的所述从节点转换为主节点，以 便实现所述CAN网络中所述多个CAN节点的数据通信。
6.一种控制局域网络系统，包括多个控制局域网络CAN节点，其特征在于每一 CAN节 点具有与之唯一对应的节点标识，发送数据变量的CAN节点为源节点，接收数据变量的CAN 节点为目的节点；所述源节点用于依据目的节点标识或源节点标识对要传送的数据变量进行分组并生成分组信息，所述 分组信息包括分组组号和所述分组组号对应的数据变量；构建标识符，所述标识符包括功能信息标识、分组组号、源节点标识、目的节点标识；将所述标识符和所述标识符中的分组组号对应的数据变量传送至所述目的节点，以便 目的节点依据所述功能信息标识进行相应的操作。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述CAN系统包括主从式CAN总线；所述 多个CAN节点通过主从式CAN总线通信连接，所述多个CAN节点包括一个CAN主节点和与 所述CAN主节点通信的多个CAN从节点。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述功能信息标识包括配置信息，所述主节点为源节点；所述主节点用于将所述标识符传送至与所述配置信息相关的从节点，以便所述从节 点依据所述配置信息进行更新，从而实现所述主节点对与所述配置信息相关的从节点的配置。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述功能信息标识包括配置请求信息；所 述主节点为目的节点；所述从节点用于发送所述标识符至所述主节点，以便所述主节点依据所述配置请求信 息生成配置信息并传送至所述从节点，从而实现所述主节点对所述从节点的配置。
10.根据权利要求7 9任一项所述的方法，其特征在于，所述CAN系统还包括多主式 CAN总线；所述多个CAN节点还通过多主式CAN总线通信连接；在同一时刻只启用主从式CAN总线和多主式CAN总线中的一个进行通信； 当启用多主式CAN总线进行通信时，将主从式CAN总线的所述从节点转换为主节点，以 便实现所述CAN网络中所述多个CAN节点的数据通信。
全文摘要
本发明涉及一种控制局域网络中的应用层数据传输方法和控制局域网络系统，控制局域网络CAN包括多个CAN节点，每一CAN节点具有与之唯一对应的节点标识，所述方法包括依据目的节点标识或源节点标识对要传送的数据变量进行分组并生成分组信息，分组信息包括分组组号和对应的数据变量；构建标识符，包括功能信息标识、分组组号、源节点标识、目的节点标识；由源节点将标识符和所述标识符中的分组组号对应的数据变量传送至目的节点，以便目的节点依据功能信息标识进行相应的操作。本发明的技术方案提高了CAN总线的利用率、数据传输效率，且在不同的应用中，标识符每一部分的位置以及长度均可以调整。
文档编号H04L12/28GK101945026SQ20101021389
公开日2011年1月12日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者任会平, 何金奎, 冯明奇, 宫晓华, 尚江龙, 李耀辉, 淮伟华, 潘自强, 邹韬, 陈刚毅, 韩小光 申请人:艾默生网络能源有限公司