一种车载网络CAN总线节点监测系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112083710A(43)申请公布日2020.12.15(21)申请号202010920524.8(22)申请日2020.09.04(71)申请人南京信息工程大学地址210004江苏省南京市江北新区宁六路219号(72)发明人葛化敏冯宇彤祝天培艾华(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人柏尚春(51)Int.Cl.G05B23/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种车载网络CAN总线节点监测系统及方法(57)摘要本发明公开了一种车载网络CAN总线节点监测系统及方法，所述系统监测框架结构为独立耦合，总线监测器的监测通道连接到CAN总线上，反馈通道连接到相应的监测节点及其收发器，一个监测器可同时监测多个同一类型的总线节点。所述方法为当监测器监测到发送该消息的节点失效时，监测器发送错误隔离指令给发送消息i的节点以及CAN收发器，阻断失效节点ECU发送到CAN总线的消息，防止更多的错误节点消息发送到总线上。本发明的系统架构简单，系统成本低，一个监测器可以同时监测多个同类型节点；本发明的系统采用反馈循环的逻辑架构，通过监测器监测CAN节点，控制故障节点的工作模式，减少了具有失效故障节点对整个系统的影响，检测能力较强。CN112083710ACN112083710A权利要求书1/1页1.一种车载网络CAN总线节点监测系统，其特征在于，包括总线节点ECU、总线监测器、CAN收发器以及CAN总线；所述总线节点ECU包括微控制器和CAN控制器，CAN控制器和总线监测器通过反馈通道相连；所述微控制器为CAN总线提供差动的接收功能；所述总线监测器，通过反馈通道连接总线节点ECU及其收发器，通过监测通道连接物理总线，用于监测发送到CAN总线的消息节点是否失效，并在发生故障时向失效节点和CAN收发器发送错误隔离指令；当节点失效排除之后，节点和收发器发送请求指令给监测器，监测器再发送解除错误隔离指令；所述CAN收发器，是总线节点与物理总线之间的接口，通过反馈通道与总线监测器连接，进行二进制码流和差分信号的转换，实现逻辑电平与显性、隐性的转换，为CAN总线提供差动的发送与接收功能。2.根据权利要求1所述的车载网络CAN总线节点监测系统，其特征在于，所述系统监测框架采用独立耦合的架构，内部设有独立的时钟。3.根据权利要求1所述的车载网络CAN总线节点监测系统，其特征在于，所述CAN总线上有多个节点时，监测器连接同一物理位置的节点，监测器同时监测同一类型的多个节点。4.根据权利要求1所述的车载网络CAN总线节点监测系统，其特征在于，所述CAN控制器用于标准帧和扩展帧信息的接收和发送、接收FIFO64字节、在标准和扩展格式中都有单/双验收滤波器含屏蔽和代码寄存器、读/写访问的错误计数器、可编程的错误限制报警。5.根据权利要求1所述的车载网络CAN总线节点监测系统，其特征在于，所述CAN控制器型号为SJA1000。6.根据权利要求1所述的车载网络CAN总线节点监测系统，其特征在于，所述CAN收发器型号为TJA1050。7.一种车载网络CAN总线节点监测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)监测器实时采集CAN总线的以下特性参数：消息i触发的最坏情况响应时间Ri，触发事件之间已知的最小到达间隔时间Ti，监测器的最早可接收值Si，消息终止时间Ei；(2)预设阈值Gi：G0＝-∞，Gi+1＝max(Gi,Ei-R)+T，其中Gi为消息i的计算阈值，Gi+1为消息i+1的计算阈值，i＝0,1,2……N；(3)监测器比较Ei和Gi大小，如Gi≤Ei≤Gi+R时，监测的节点正常工作，反之，节点失效，发送错误隔离指令给发送消息i的节点和CAN收发器；(4)CAN收发器接收到错误隔离指令后，阻断总线节点ECU发送到CAN总线的消息；(5)步骤(3)中的节点接收到错误隔离指令时，该节点转换为静默模式，找出节点的错误并进行修正，当节点修正后，修正的节点和收发器发送请求指令给监测器，监测器再发送解除隔离指令，修正的节点实现正常工作；(6)i值加一，重复步骤(3)～(5)，直到监测完所有消息，即直到i＝N。2CN112083710A说明书1/4页一种车载网络CAN总线节点监测系统及方法技术领域[0001]本发明涉及一种故障检测系统及方法，尤其涉及一种车载网络CAN总线节点监测系统。背景技术[0002]随着信息技术的发展，现代汽车对带有电子控制单元(ECU)的传感器需求日益增加。现在大约有50-100个ECU被部署在车辆上，它们不再与外部隔离。实际上，每个ECU都被分配了几个功能，并通过CAN总线系统进行连接。CAN协议是汽车工业中最常用的协议，