一种基于CAN总线通信装置的制作方法

本发明涉及通信领域，具体涉及一种基于can总线收发器的通信装置。

背景技术：

在现有技术中，目前常见的多机通信机制一般都是基于rs485的电平传输的一主多从的通信机制。其实现的前提是必须在通信网络中构造主/从机结构。

为了绕开主/从机结构的限制，在现有技术中提出了基于rs485使用令牌环实现的多主机通信方案。但是该多主机通信方案的软件运行效率较低，总线带宽使用率也较低。

进一步的，为了提高通信效率，在现有技术中还提出了以太网和控制器局域网络(controllerareanetwork,can)总线等高级的多主机通信方案，但是，对于通信过程中的数据传输成功与否不能及时知晓，对于can总线上数据传输的具体状态不能及时知晓，当can总线上的数据传输异常而维护人员没有迅速做出挽救反应时，会对整个can总线的运行造成较大影响。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种基于can总线收发器的通信装置，用于解决现有技术中的问题，如：对于通信过程中的数据传输成功与否不能及时知晓，对于can总线上数据传输的具体状态不能及时知晓，当can总线上的数据传输异常而维护人员没有迅速做出挽救反应时，会对整个can总线的运行造成较大影响。

本发明提供了一种基于can总线通信装置，所述装置包括：

can总线收发器，从微处理器接收待发送数据并进行数据发送，并生成与发送数据相同的回环数据反馈给所述处理器；

微处理器，包含用于发送数据的发送端以及用于接收数据的接收端，通过所述发送端及接收端与所述can总线收发器双向连接，进行数据收发，在微处理器的一个发送端发送数据后，微处理器的一个接收端接收can总线收发器反馈的回环数据，在所述发送端完成数据发送后比较该发送的数据以及所述回环数据，比较结果一致时判定数据发送成功；

寄存数值检测器，与所述微处理器连接，用于检测can总线上的总线状态寄存数值，所述总线状态寄存数值用于对应can总线上的数据传输状态，其中，所述寄存数值检测器检测到can总线上寄存数值为发送定时值对应can总线上有数据发送，所述寄存数值检测器检测到can总线上寄存数值为接收定时值对应can总线上有数据接收，所述寄存数值检测器检测到can总线上寄存数值为发送异常寄存数值对应can总线上数据发送异常，所述寄存数值检测器检测到can总线上寄存数值为接收异常寄存数值对应can总线上数据接收异常；

显示电路，与所述微处理器连接，用于显示所述寄存数值检测器检测到的can总线上的总线状态寄存数值和数据传输状态，还用于显示所述微处理器发送端的数据是否发送成功。

优选的，还包括光纤模块和信号调理电路，所述光纤模块通过信号调理电路与所述微处理器连接。

优选的，所述光纤模块包括：

时序采集装置，用于获取光纤通信系统的数字高速串行收发器实时的工作时序；

时序比较装置，将所述工作时序与预存的数字高速串行收发器正常工作时的参考时序进行比较，当所述工作时序与所述参考时序不一致时，判定光纤通信系统的光路故障，并将光路故障的判定结果发送至控制器；

故障定位装置，在控制器的控制下对光路故障进行定位，其具体方式为：在光路正常状态下，在光路上确定若干标定点，测量光线自光路的起始点到达所有标定点的光路距离，形成距离集合，获取所有标定点的地理坐标，形成坐标集合，当所述故障比较装置判定光路出现故障时，测量光线自光路的起始点到达故障点的故障距离，找到距离集合中与故障距离差值最小的光路距离，根据差值最小的光路距离确定与故障点距离最近的第一标定点，自坐标集合中获取第一标定点的地理坐标；

故障自愈装置，在控制器的控制下对光路故障进行自愈，其具体方式为：光路故障状态下，在所述故障定位装置获取第一标定点的地理坐标的基础上，向所述数字高速串行收发器发送预设的自愈时序，响应所述自愈时序执行光纤通信系统故障自愈；

控制器，用于接收处理所述时序比较装置反馈来的判定结果，根据所述判定结果控制所述故障定位装置对光路故障进行定位并接收所述故障定位装置反馈的故障定位结果，即第一标定点的地理坐标，根据第一标定点的地理坐标控制所述故障自愈装置对光路故障进行故障自愈，并接收所述故障自愈装置反馈的故障自愈结果；

其中，时序采集装置的输出端与所述时序比较装置的输入端连接，所述时序比较装置的输出端与所述控制器的一个输入端连接，所述故障定位装置与所述控制器双向连接，所述故障自愈装置与所述控制器双向连接，所述控制器的一个输出端与所述信号调理电路的输入端连接，所述信号调理电路的输出端与所述微处理器的一个接收端连接。

优选的，所述光纤模块还包括备用故障检测装置，所述备用故障检测装置包括光功率检测装置、光纤振动检测装置、非工作光纤检测装置、otdr和光检测装置；

所述光功率检测装置的输出端与所述控制器的一个输入端连接，用于检测光纤通信系统光路的光功率，并将光功率检测结果发送至所述控制器；

所述光纤振动检测装置的输出端与所述控制器的一个输入端连接，用于检测光纤通信系统光路的振动信息，并将振动信息检测结果发送至所述控制器；

所述otdr的一个输出端与所述非工作光纤检测装置的输入端连接，所述非工作光纤检测装置的输出端与所述控制器的一个输入端连接，用于通过所述otdr来检测光纤通信系统非工作光纤的故障信息，并将非工作光纤故障信息的检测结果发送至所述控制器；

所述otdr的一个输出端与所述光检测装置的输入端连接，所述光检测装置的输出端与所述控制器的一个输入端连接，用于通过所述otdr来检测光纤通信系统光路的故障信息，并将光路故障信息的检测结果发送至所述控制器；

当所述控制器接收到所述时序比较装置发送来的光路故障判定结果或接收到所述光检测装置发送来的光路故障检测结果时，所述控制器则确定光纤通信系统光路处于故障状态。

优选的，所述光纤模块还包括工作光路切换装置，所述工作光路切换装置与所述控制器连接，用于控制光纤通信系统的工作光纤光路和非工作光纤光路的通断。

优选的，当所述控制器确定光纤通信系统光路处于故障状态时，所述工作光路切换装置将光纤通信系统原本的工作光纤光路切断，接通至光纤通信系统备用的非工作光纤光路。

优选的，当所述控制器接收的所述光功率检测结果为异常状态时，所述工作光路切换装置将光纤通信系统原本的工作光纤光路切断，接通至光纤通信系统备用的非工作光纤光路。

优选的，当所述控制器接收的所述振动信息检测结果为异常状态时，所述工作光路切换装置将光纤通信系统原本的工作光纤光路切断，接通至光纤通信系统备用的非工作光纤光路。

优选的，当所述控制器接收的非工作光纤故障信息的检测结果为故障状态时，所述工作光路切换装置将光纤通信系统原本的工作光纤光路切断，同时也光纤通信系统备用的非工作光纤光路切断。

优选的，所述光纤模块还包括紧急报警装置，所述紧急报警装置与所述控制器连接，当光纤通信系统的工作光纤光路和非工作光纤光路同时切断时，所述紧急报警装置发出报警信息。

本发明的有益效果：(1)、本发明通过微处理器可实时检测自身的发送端是否将数据发送成功；寄存数值检测器可实时检测总线上数据的传输状态；显示电路可对上述的检测结果进行实时显示；以保证本通信装置的数据传输处于正常状态，并且当本通信装置出现异常时，维护人员可根据显示装置来快速做出反应。

(2)、光纤模块通过获取数字高速串行收发器实时的工作时序，当所述工作时序与所述参考时序不一致时，判定光纤通信系统的光路故障，并向所述数字高速串行收发器发送所述工作时序的正脉冲，响应所述正脉冲执行光纤通信系统故障自愈，能够自动对光路的故障进行排查及自愈，提高了故障排查及恢复效率，减少了人工的干预，本发明中对整个光路的状态检测是在线实时检测，能够在不影响设备正常工作的前提下进行实时的检测，保证了设备工作的独立性和检测装置的时效性。

本发明的其它特征或优点将在随后的说明书中阐述。并且，本发明的部分特征或优点将通过说明书而变得显而易见，或者通过实施本发明而被了解。本发明的目的和部分优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的步骤来实现或获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的实施例1的结构示意图。

图2为本发明的实施例2的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此本发明的实施人员可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

实施例1：

一种基于can总线通信装置，所述装置包括：

can总线收发器，从微处理器接收待发送数据并进行数据发送，并生成与发送数据相同的回环数据反馈给所述处理器；

微处理器，包含用于发送数据的发送端以及用于接收数据的接收端，通过所述发送端及接收端与所述can总线收发器双向连接，进行数据收发，在微处理器的一个发送端发送数据后，微处理器的一个接收端接收can总线收发器反馈的回环数据，在所述发送端完成数据发送后比较该发送的数据以及所述回环数据，比较结果一致时判定数据发送成功；

寄存数值检测器，与所述微处理器连接，用于检测can总线上的总线状态寄存数值，所述总线状态寄存数值用于对应can总线上的数据传输状态，其中，所述寄存数值检测器检测到can总线上寄存数值为发送定时值对应can总线上有数据发送，所述寄存数值检测器检测到can总线上寄存数值为接收定时值对应can总线上有数据接收，所述寄存数值检测器检测到can总线上寄存数值为发送异常寄存数值对应can总线上数据发送异常，所述寄存数值检测器检测到can总线上寄存数值为接收异常寄存数值对应can总线上数据接收异常；

显示电路，与所述微处理器连接，用于显示所述寄存数值检测器检测到的can总线上的总线状态寄存数值和数据传输状态，还用于显示所述微处理器发送端的数据是否发送成功。

微处理器可实时检测自身的发送端是否将数据发送成功；寄存数值检测器可实时检测总线上数据的传输状态；显示电路可对上述的检测结果进行实时显示；以保证本通信装置的数据传输处于正常状态，并且当本通信装置出现异常时，维护人员可根据显示装置来快速做出反应。

优选的，还包括光纤模块和信号调理电路，所述光纤模块通过信号调理电路与所述微处理器连接。

优选的，所述光纤模块包括：

时序采集装置，用于获取光纤通信系统的数字高速串行收发器实时的工作时序；

时序比较装置，将所述工作时序与预存的数字高速串行收发器正常工作时的参考时序进行比较，当所述工作时序与所述参考时序不一致时，判定光纤通信系统的光路故障，并将光路故障的判定结果发送至控制器；

故障定位装置，在控制器的控制下对光路故障进行定位，其具体方式为：在光路正常状态下，在光路上确定若干标定点，测量光线自光路的起始点到达所有标定点的光路距离，形成距离集合，获取所有标定点的地理坐标，形成坐标集合，当所述故障比较装置判定光路出现故障时，测量光线自光路的起始点到达故障点的故障距离，找到距离集合中与故障距离差值最小的光路距离，根据差值最小的光路距离确定与故障点距离最近的第一标定点，自坐标集合中获取第一标定点的地理坐标；

故障自愈装置，在控制器的控制下对光路故障进行自愈，其具体方式为：光路故障状态下，在所述故障定位装置获取第一标定点的地理坐标的基础上，向所述数字高速串行收发器发送预设的自愈时序，响应所述自愈时序执行光纤通信系统故障自愈；

控制器，用于接收处理所述时序比较装置反馈来的判定结果，根据所述判定结果控制所述故障定位装置对光路故障进行定位并接收所述故障定位装置反馈的故障定位结果，即第一标定点的地理坐标，根据第一标定点的地理坐标控制所述故障自愈装置对光路故障进行故障自愈，并接收所述故障自愈装置反馈的故障自愈结果；

其中，时序采集装置的输出端与所述时序比较装置的输入端连接，所述时序比较装置的输出端与所述控制器的一个输入端连接，所述故障定位装置与所述控制器双向连接，所述故障自愈装置与所述控制器双向连接，所述控制器的一个输出端与所述信号调理电路的输入端连接，所述信号调理电路的输出端与所述微处理器的一个接收端连接。

获取光纤通信系统的数字高速串行收发器实时的工作时序，将所述工作时序与预存的数字高速串行收发器正常工作时的参考时序进行比较；当所述工作时序与所述参考时序不一致时，判定光纤通信系统的光路故障；在光路故障状态下，向所述数字高速串行收发器发送预设的自愈时序，响应所述自愈时序执行光纤通信系统故障自愈；所述工作时序包括数字高速串行收发器发送复位时序和数字高速串行收发器接收复位时序；

所述数字高速串行收发器接收复位时序包括接收物理媒介子层复位时序、接收低功耗模式复位时序和接收物理编码子层复位时序；

当所述工作时序为信号数字高速串行收发器接收复位时序时，向所述数字高速串行收发器发送所述预设的自愈时序，响应所述自愈时序执行光纤通信系统故障自愈的步骤包括：

向所述数字高速串行收发器发送锁相环复位时序；其中，所述数字高速串行收发器响应所述锁相环复位时序的正脉冲返回锁相环锁定时序；

若检测到所述锁相环锁定时序的负脉冲，将所述接收物理媒介子层复位时序发送至所述数字高速串行收发器；其中，所述数字高速串行收发器在检测到所述接收物理媒介子层复位时序的正脉冲之后，执行接收物理媒介子层复位时序自愈进程，并在所述接收物理媒介子层复位时序自愈进程结束之后返回接收物理媒介子层复位完成时序的高电平；

响应所述接收物理媒介子层复位完成时序的高电平将所述接收低功耗模式复位时序发送至所述数字高速串行收发器；其中，所述数字高速串行收发器在检测到所述接收低功耗模式复位时序的正脉冲之后，执行接收低功耗模式复位时序自愈进程，并在所述接收低功耗模式复位时序自愈进程结束之后返回接收用户准备时序的高电平；

响应所述接收用户准备时序的高电平将所述接收物理编码子层复位时序发送至所述数字高速串行收发器；其中，所述数字高速串行收发器在检测到所述接收物理编码子层复位时序的正脉冲之后，执行接收物理编码子层复位时序自愈进程，并在所述接收物理编码子层复位时序自愈进程结束之后返回接收复位完成时序的高电平；

所述数字高速串行收发器接收复位时序还包括接收缓存复位时序；

当所述工作时序为数字高速串行收发器接收复位时序时，向所述数字高速串行收发器发送预设的自愈时序，响应所述自愈时序执行光纤通信系统故障自愈的步骤还包括：

响应所述接收用户准备时序的高电平将所述接收缓存复位时序发送至所述数字高速串行收发器；其中，所述数字高速串行收发器在检测到所述接收缓存复位时序的正脉冲之后，执行接收缓存复位时序自愈进程，并在所述接收缓存复位时序自愈进程结束之后返回接收复位完成时序的高电平；

在将所述接收物理媒介子层复位时序发送至所述数字高速串行收发器之后，还包括以下步骤：

向所述数字高速串行收发器发送动态重配置指令和动态重配置指令准备时序；

其中，所述数字高速串行收发器在检测到所述动态重配置指令准备时序的第一个正脉冲后，响应所述动态重配置指令执行写0操作；

所述数字高速串行收发器在检测到所述动态重配置指令准备时序的第二个正脉冲后，响应所述动态重配置指令执行数据恢复操作。

上述方案通过获取数字高速串行收发器实时的工作时序，当所述工作时序与所述参考时序不一致时，判定光纤通信系统的光路故障，并向所述数字高速串行收发器发送所述工作时序的正脉冲，响应所述正脉冲执行光纤通信系统故障自愈，能够自动对光路的故障进行排查及自愈，提高了故障排查及恢复效率，减少了人工的干预，本发明中对整个光路的状态检测是在线实时检测，能够在不影响设备正常工作的前提下进行实时的检测，保证了设备工作的独立性和检测装置的时效性。

实施例2：

在实施例1的基础上优选的，还包括备用故障检测装置，所述备用故障检测装置包括光功率检测装置、光纤振动检测装置、非工作光纤检测装置、otdr和光检测装置；

所述光功率检测装置的输出端与所述控制器的一个输入端连接，用于检测光纤通信系统光路的光功率，并将光功率检测结果发送至所述控制器；

所述光纤振动检测装置的输出端与所述控制器的一个输入端连接，用于检测光纤通信系统光路的振动信息，并将振动信息检测结果发送至所述控制器；

所述otdr的一个输出端与所述非工作光纤检测装置的输入端连接，所述非工作光纤检测装置的输出端与所述控制器的一个输入端连接，用于通过所述otdr来检测光纤通信系统非工作光纤的故障信息，并将非工作光纤故障信息的检测结果发送至所述控制器；

所述otdr的一个输出端与所述光检测装置的输入端连接，所述光检测装置的输出端与所述控制器的一个输入端连接，用于通过所述otdr来检测光纤通信系统光路的故障信息，并将光路故障信息的检测结果发送至所述控制器；

当所述控制器接收到所述时序比较装置发送来的光路故障判定结果或接收到所述光检测装置发送来的光路故障检测结果时，所述控制器则确定光纤通信系统光路处于故障状态。

通过光功率检测结果、振动信息检测结果、非工作光纤故障信息的检测结果、光路故障信息的检测结果，可全面实时自动检测光纤通信系统的工作情况，极大程度地便利了光纤通信系统维护人员对于整个系统的把控。

优选的，还包括工作光路切换装置，所述工作光路切换装置与所述控制器连接，用于控制光纤通信系统的工作光纤光路和非工作光纤光路的通断。

优选的，当所述控制器确定光纤通信系统光路处于故障状态时，所述工作光路切换装置将光纤通信系统原本的工作光纤光路切断，接通至光纤通信系统备用的非工作光纤光路。

优选的，当所述控制器接收的所述光功率检测结果为异常状态时，所述工作光路切换装置将光纤通信系统原本的工作光纤光路切断，接通至光纤通信系统备用的非工作光纤光路。

优选的，当所述控制器接收的所述振动信息检测结果为异常状态时，所述工作光路切换装置将光纤通信系统原本的工作光纤光路切断，接通至光纤通信系统备用的非工作光纤光路。

通过控制光纤通信系统的工作光纤光路和非工作光纤光路的通断，在原本的工作光纤光路出现故障时，可将光纤通信系统切换至备用的非工作光纤光路，可保证光纤通信系统的正常工作，减小原本的工作光纤光路故障所带来的不良影响。

优选的，当所述控制器接收的非工作光纤故障信息的检测结果为故障状态时，所述工作光路切换装置将光纤通信系统原本的工作光纤光路切断，同时也光纤通信系统备用的非工作光纤光路切断。可有效保护光纤通信系统其他线路的安全运行，不被此故障线路影响。

优选的，还包括紧急报警装置，所述紧急报警装置与所述控制器连接，当光纤通信系统的工作光纤光路和非工作光纤光路同时切断时，所述紧急报警装置发出报警信息。

通过紧急报警装置发出的报警信息，可告知光纤通信系统维护人员线路的故障情况，光纤通信系统自身的自愈系统已经克服不了目前光纤通信系统发生的故障，需要光纤通信系统维护人员到场进行紧急处理。

实施例3：

在实施例2的基础上优选的，当电力系统通信业务量增加需将备用的非工作光线光路改成工作光线光路时，本方案可远程完成对应装置由非工作光线光路运行模式到工作光线光路运行模式的切换；当为了提高监测的独立性保证工作光线光路运行的通信精确度，该系统可远程完成由带保护的工作光线光路运行模式到非工作光线光路运行模式的切换。

所述的控制器采用型号为stm32f205的单片机，所述光纤振动检测装置为rj45接口的光纤振动探测器，所述的光检测装置采用型号为stm8s105系列的单片机，所述的非工作光纤检测装置采用型号为stm8s105系列的单片机，所述光功率检测装置为rs232接口光功率计，紧急报警装置采用mdz12系列芯片，所述的工作光路切换装置采用型号为stm8s103系列的单片机。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。本发明所述的技术方案还可有其他多种实施例。在不背离本发明实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变或变形，但这些相应的改变或变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。