建立CAN通信网络的中继节点的方法及CAN通信网络与流程

本发明涉及can通讯网络领域，尤其涉及一种建立can通信网络的中继节点的方法。

背景技术：

can即控制器局域网络，属于工业现场总线的范畴。与一般的通信总线相比，can通信网络的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。由于其良好的性能及独特的设计，can通信网络越来越受到广泛的应用。

当can通讯需要超过规定允许的距离传输数据时，现有技术往往是通过使用can通讯设备在适当的距离点进行数据中转，从而延长传输距离。这种做法是基于can通讯适用于中短距离的局域网络传输的多点通讯，信号在长距离传输时会有衰减失真现象的直接考量，但这增加了can局域网络的设备成本和铺设难度。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述现有技术中设置专门的can通讯设备进行数据中转导致成本高的技术问题，提供一种建立can通信网络的中继节点的方法及can通信网络。

本发明实施例中，提供了一种建立can通信网络的中继节点的方法，其包括：

将位于can通信网络两端中的一个端点的节点设备设置为关键节点a1，然后进行迭代运算，沿着关键节点a1到can通信网络另一个端点的方向上依次找到所有的关键节点an和所有的中继节点kn,所述迭代过程包括：

关键节点an在can通信网络中发送一个测试广播信息；

关键节点an将can通信网络的其它节点设备中接收到所述测试广播信息的信息能量与设定的第一能量值最接近的节点设备设置为中继节点kn，以及将can通信网络的其它节点设备中接收到所述测试广播信息的信息能量与设定的第二能量值最接近的节点设备设置为下一个关键节点an+1，其中，所述第一能量值大于所述第二能量值；

当关键节点an或者中继节点kn为can通信网络的另一个端点的节点设备时，上述迭代完成；

其中，n为自然数，

当n=1时，所述关键节点a1,用于对所述关键节点a1和中继节点k1之间的节点发送的数据进行处理，并通过所述中继节点k1将处理后的数据转发到can通信网络上；

当n>1时，

所述关键节点an,用于对中继节点kn-1及中继节点kn-1到中继节点kn之间的节点发送的数据进行处理，并通过所述中继节点kn将处理后的数据转发到can通信网络上。

本发明实施例中，can通信网络中的节点设备通过计算接收所述关键节点an的广播信息时的功耗的方式来计算所述测试广播信息的信息能量。

本发明实施例中，所述的建立can通信网络的中继节点的方法，还包括：

关键节点an得到与之对应的中继节点kn和关键节点an+1后，将中继节点kn-1到中继节点kn之间的节点设备id信息发送给关键节点an+1，从而使得关键节点an+1在接收网络中其它节点设备反馈回来的所述测试广播信息的信息能量时，过滤掉中继节点kn-1到中继节点kn之间的节点设备。

本发明实施例中，所述的建立can通信网络的中继节点的方法，还包括：关键节点an得到与之对应的中继节点kn和关键节点an+1后，对中继节点kn-1到中继节点kn之间的节点设备接收到的测试广播信息的信息能量进行排序，从而确定这些节点设备在can通信网络中的位置顺序。

本发明实施例中，所述的建立can通信网络的中继节点的方法，还包括对所述can通信网络的各个节点发出的数据帧的数据传输优先级进行如下设定：

关键节点an>中继节点kn>其它节点。

本发明实施例中，所述中继节点发送的中继数据帧包括仲裁域、控制域、数据域和crc分隔符，其中，仲裁域中包括了发出所述中继数据帧的节点设备id和所述中继数据帧中的数据源的节点设备id。

本发明实施例中，还提供了一种can通信网络，其采用上述的建立can通信网络的中继节点的方法在can通信网络建立中继节点。

与现有技术相比较，在建立can通信网络的中继节点的方法中,设置关键节点来处理转发数据，设置中继节点来对数据进行中继，并进行迭代运算，根据can通信网络的其它节点设备中接收到所述测试广播信息的信息能量和设定的标准来找到所有的关键节点和中继节点，可以自动设置出合适的中继节点来完成can通信网络的数据中继，无需增加专门的中继设备，降低了系统的成本。

附图说明

图1是本发明实施例的can通信网络的结构示意图。

图2是本发明实施例的建立can通信网络的中继节点的方法的流程图。

图3是本发明实施例的can通信网络的标准数据帧的示意图。

图4是本发明实施例的can通信网络的扩展数据帧的示意图。

具体实施方式

如图1所示，在本发明实施例中，can通信网络中包括多个节点设备，所述多个节点设备搭载于can总线上，可通过can总线进行通信。在本发明实施例的应用场景中，从can通信网络一端的节点设备a到另一端的节点设备b之间具有很长的通信距离，由于信号传输过程中的信号衰减，使得节点设备a发出的信息无法被节点设备b获取，甚至节点设备a发出的信号有可能无法被中间的某个节点设备获取，因此，需要设置中继节点进行信号中继。为保证在can通信网络上的各个节点能够进行通信，在本发明实施例中，设置关键节点an来处理要转发的数据，设置中继节点kn来转发数据，其中，n为自然数。

如图2所示，本发明实施例中，将位于can通信网络两端中的一个端点的节点设备设置为关键节点a1，然后进行迭代运算，沿着关键节点a1到can通信网络另一个端点b的方向上依次找到所有的关键节点an和所有的中继节点kn,所述迭代过程包括：

关键节点an在can通信网络中发送一个测试广播信息；

关键节点an将can通信网络的其它节点设备中接收到所述测试广播信息的信息能量与设定的第一能量值最接近的节点设备设置为中继节点kn，以及将can通信网络的其它节点设备中接收到所述测试广播信息的信息能量与设定的第二能量值最接近的节点设备设置为下一个关键节点an+1，其中，所述第一能量值大于所述第二能量值；

当关键节点an或者中继节点kn为can通信网络的另一个端点的节点设备时，上述迭代完成。

需要说明的是，在上述方法中，关键节点an根据其它节点接收到的所述测试广播信息的信息能量来判断其与其它节点的通信距离，其它节点接收到所述测试广播信息的信息能量越大，则说明通信距离越近，无需数据中继，反之，则说明通信距离越远，需要进行数据中继。因此，通过合理的设置所述第一能量值和第二能量值，可以找到通信距离合适的关键节点an和中继节点kn。

所述关键节点an和所述中继节点kn的具体功能如下：

当n=1时，所述关键节点a1,用于对所述关键节点a1和中继节点k1之间的节点发送的数据进行处理，并通过所述中继节点k1将处理后的数据转发到can通信网络上；

当n>1时，

所述关键节点an,用于对中继节点kn-1及中继节点kn-1到中继节点kn之间的节点发送的数据进行处理，并通过所述中继节点kn将处理后的数据转发到can通信网络上。

本发明实施例中，由于采用关键节点an来处理要转发的数据，中继节点kn只需要进行数据转发即可，大大降低了中继节点kn的数据处理量，防止了中继节点因为负荷过重导致数据传输延时。通过上述数据中继方式，无需采用专门的中继设备，仅仅采用自动设置的关键节点an和中继节点kn，就可以实现位于can通信网络中两个端点的节点设备之间的通信。

本发明实施例中，can通信网络中的节点设备通过计算接收所述关键节点an的广播信息时的功耗的方式来计算所述测试广播信息的信息能量。

本发明实施例中，关键节点an得到与之对应的中继节点kn和关键节点an+1后，对中继节点kn-1到中继节点kn之间的节点设备接收到的测试广播信息的信息能量进行排序，从而确定这些节点设备在can通信网络中的位置顺序。进一步地，关键节点an得到与之对应的中继节点kn和关键节点an+1后，将中继节点kn-1到中继节点kn之间的节点设备id信息发送给关键节点an+1，从而使得关键节点an+1在接收网络中其它节点设备反馈回来的所述测试广播信息的信息能量时，过滤掉中继节点kn-1到中继节点kn之间的节点设备，从而使得关键节点an+1在寻找中继节点an+1和下一个关键节点an+2时，沿着关键节点a1到can通信总线另一个端点b的方向上寻找，避免了找到中继节点kn-1到中继节点kn之间的节点设备作为中继节点。

在本发明实施例中，为了保证can通信网络的通畅，还需要对所述can通信网络的各个节点发出的数据帧的数据传输优先级进行如下设定：

关键节点an>中继节点kn>其它节点。

图3示出了can通信网络的标准数据帧的结构，其包括仲裁域、控制域、数据域和crc分隔符。其中，仲裁域包括了发出所述数据帧的节点设备的id（标识符）。

图4示出了中继节点发出的扩展数据帧的结构，其中，仲裁域包括了发出所述中继数据帧的节点设备id（标识符）和所述中继数据帧中的数据源的节点设备id（扩展标识符），从而使得接收所述扩展数据帧的节点设备可以得知数据的来源。

进一步地，本发明实施例中，还提供一种can通信网络，其采用上述的建立can通信网络的中继节点的方法在can通信网络建立中继节点。

综上所述，在建立can通信网络的中继节点的方法中,设置关键节点来处理转发数据，设置中继节点来对数据进行中继，并进行迭代运算，根据can通信网络的其它节点设备中接收到所述测试广播信息的信息能量和设定的标准来找到所有的关键节点和中继节点，可以自动设置出合适的中继节点来完成can通信网络的数据中继，无需增加专门的中继设备，降低了系统的成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。