STM32 CAN多节点组网项目实操挖坑与填坑记录2

系列文章，持续探索CAN多节点通讯，

上一篇文章链接：

STM32 CAN多节点组网项目实操挖坑与填坑记录-CSDN博客文章浏览阅读120次。CAN线性组网项目开发过程中遇到的数据丢包问题，并尝试解决的记录和推测分析。开发了一个多节点线性组网采集数据的项目。系统包含1个供电和数据网关板还有最多10个节点。节点之间和网关之间通过CAN通讯。硬件环境节点软件开发环境节点IAR 8.32.1VSCODE软件支持包ST HAL 库硬件环境网关板软件开发环境节点KEIL5.14VSCODE软件支持包ST HAL 库PC上位机环境windows10USB-CAN PC上位机CANAGAROOPC串口助手。https://blog.csdn.net/qq_21370051/article/details/134919608?spm=1001.2014.3001.5502

摘要

CAN线性组网项目开发过程中遇到的数据丢包问题，并尝试解决的记录和推测分析。

关键词

CAN串联多节点通讯、CAN10节点通讯、CAN数据丢包、STM32 CAN

背景/项目介绍

概述：

开发了一个多节点线性组网采集数据的项目。

系统包含1个供电和数据网关板还有最多10个节点。

节点之间和网关之间通过CAN通讯。

网关板主要功能：

1.是给总线上每个节点供电

2.并将CAN协议转换为USB CDC设备和PC上位机通讯。

节点的功能：

采集当前位置数据，并通过CAN协议上传给网关板。

通讯线束

CAT6 六类网线，用的网线来传输CAN信号，取网线中的1对双绞线来做CAN_H CAN_L通讯，再取2对网线来做供电，由网关板输出DC12到网线，以此给10个节点做供电，算是自己做了个POE供电，不过是非标的，哈哈哈哈。

节点硬件设计：

一个STM32单片机、两个不带网络变压器的RJ45插座。CAN收发器芯片。

两个RJ45插座完全并联，当接线时，一个用来插入上一个节点延展出的网线水晶头，另一个RJ45插座插入一条网线用来连接下一个节点。

整体系统总线布局

虽然系统物理宏观角度来看是线性连接的，但其实内部每个节点还是通过CAN_H CAN_L挂载到总线上的。类似上图的链接方式。

运行开发环境介绍

硬件环境节点	STM32F091CCT6 J-LINK V11
软件开发环境节点	IAR 8.32.1 VSCODE
软件支持包	ST HAL 库
硬件环境网关板	STM32F072C816 J-LINK V11
软件开发环境节点	KEIL5.14 VSCODE
软件支持包	ST HAL 库
PC上位机环境	windows10
USB-CAN PC上位机	CANAGAROO
PC串口助手	Serial Port Utility

实验1：

实验条件：

测试条件，在最高18层的居民楼馁，网关板在二居室卧室里，后级网线从市内拉到居民楼楼道内，随楼道步梯往楼上呈“之”字形往楼上延伸。网关板和PC之间是USB-TYPE-C线连接，协议为USB-TTL 。

节点布局：

CAN网关板和第一个节点之间用50米的CAT6网线，第二个节点到第十个节点之间都是2米的CAT6网线。

节点间的2米网线没有伸展开，绕圈放置。

线束材料：

CAT6类网线，我是用网线来传输的CAN信号，并且用网线来传输12V DC给接点供电。

其中第一根网线10米，其余为5米。

通讯波特率：

10k

接入节点：

实验1接入的是1.2.3.4.5.6.7.8.9.10 这几个节点。

接点接入方法1：

先开启网关板的供电,然后一个个接入节点设备

节点接入方法2：

先不开启网关板供电，先将所有节点接好，然后再开启网关板供电，所有节点上电。或者是用“节点接入方法1”接好总线后，再给网关板断电，然后重新上电，都是为了实现一个所有节点同时上电。

实验发现

只能接收到 5节点的数据。

实验2：

实验条件：

线束材料：

和实验1 相同。

通讯波特率：

10k

接入节点：

也接入的是1.2.3.4.5.6.7.8 9.10 这几个节点。

线束布局：

和实验1 相同。

实验变量：

在实验1的基础上，将节点间的2米网线伸展开。

实验发现

只能接收到6个节点的数据。

总结扩展

我为了增加通讯距离，已经将通讯速率降低到了10Kbps,理论上通讯距离50米应该没问题啊，我之前设置125Kbps，也是网关+10个节点，第一个节点和网关之间20米CAT6网线，节点之间5米网线实验时，通讯是正常的，总长度已经是70米了。而今天的实验，任意两节点间距离达到了50米就出现了如此严重的丢数据现象，是不能接受的。

实验3:

实验条件

线束材料、通讯波特率同实验2。

实验变量

找一个普通节点相同的电路板，将程序改为收到就转发。让他成为一个中继节点。

接入节点：

中继1 节点：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

节点布局：

网关板和第一个中继板之间为10米蓝色的超六类双屏蔽的网线

再接20米的灰色普通CAT6网线。后面的10个节点之间为2米的CAT6网线。

因为空间受限，节点之间的网线没有全延展开。

程序修改

收到CAN数据就原封不动转发的代码实现如下：


uint16_t RecvCanDataToCmdQueue(void)
{
    // uint8_t lu8_sta =0;
    // uint16_t lu16_temp =0;
    // memset(&UpComCmdDP,0,sizeof(UpComCmdDP));
    // memset(&gu8Ar_Result,0,sizeof(gu8Ar_Result)); 

    CanDataRx_TypeDef   ls_CanRxData;
    CanDataTx_TypeDef   Frame;
    ErrorStatus         err = SUCCESS;

	uint16_t            lu16_cnt = 0;
    uint32_t            lu32_sta =0;
    uint16_t            lu16_temp =0;

    memset(&Frame,0,sizeof(Frame));
    
    memset(&UpComCmdDP,0,sizeof(UpComCmdDP));

    memset(&ls_CanRxData,0,sizeof(ls_CanRxData));
    lu16_cnt = QUEUE_StructOut(&QueCanRxData,&ls_CanRxData,1);     


    // CanDataTx_TypeDef   Frame;
    // ErrorStatus  err = SUCCESS;
    // memset(&Frame,0,sizeof(Frame));

    if(gu8_DecvType == M_Repeater)
    {
        if(1 == lu16_cnt) 
        {
            Frame.Header.IDE     = CAN_ID_EXT;
            Frame.Header.StdId   = ls_CanRxData.Header.StdId;
            Frame.Header.ExtId   = ls_CanRxData.Header.ExtId;
            Frame.Header.RTR     = CAN_RTR_DATA;    
            Frame.Header.DLC     = 8;        

            Frame.DataBuf[0]     = ls_CanRxData.DataBuf[0];
            Frame.DataBuf[1]     = ls_CanRxData.DataBuf[1];
            Frame.DataBuf[2]     = ls_CanRxData.DataBuf[2];      

            Frame.DataBuf[3]    = ls_CanRxData.DataBuf[3];  
            Frame.DataBuf[4]    = ls_CanRxData.DataBuf[4];  
            Frame.DataBuf[5]    = ls_CanRxData.DataBuf[5];            

            Frame.DataBuf[6]    = ls_CanRxData.DataBuf[6];  
            Frame.DataBuf[7]    = ls_CanRxData.DataBuf[7];   

            err = CanPackData2TxQue(&Frame);
            if(err!= SUCCESS)
            {
                myprintf(DEBUG_UART,"CanPackData2TxQue ERR \r\n");
                return ERROR;
            }

        }
    }
    else
    {

        if(1 == lu16_cnt) 
        {
            if(gS_SysParm.PCCanID == ls_CanRxData.Header.ExtId )  //如果数据是从PC发来的
            {
                if( ( gS_SysParm.LocalCanID == ls_CanRxData.DataBuf[0] ) || ( BROADCAST_CANID == ls_CanRxData.DataBuf[0] ) ) //如果是发送给本设备的
                {                
                    if( MC_SEND_MESS == ls_CanRxData.DataBuf[1] )  //判断MESSAGETYPE
                    {
                        
                        switch (ls_CanRxData.DataBuf[2])
                        {
                            case MC_WIHTE_BALANCE_START:
                            {
                                UpComCmdDP.CMD_TYPE = UPM_WHITE_BLANCE_START;      
                                
                                lu32_sta = QUEUE_StructIn(&UpMachComCmdQue,&UpComCmdDP,1);
                                if(1 == lu32_sta)
                                {
                                    APP_ACK2PC_CanTxQue(MC_WIHTE_BALANCE_START,0);
                                }
                                else
                                {
                                    myprintf(DEBUG_UART,"QUEUE_StructIn(&UpMachComCmdQue,&UpComCmdDP,1) ERR\r\n");
                                }
                            }
                            break;
                            
                            case MC_OPEN_LED:
                            {
                                UpComCmdDP.CMD_TYPE = UPM_SET_TCS_LED_PWM_START;
                                if(ls_CanRxData.DataBuf[3] < 1)
                                {
                                    UpComCmdDP.u32Value = 1;
                                }
                                else if(ls_CanRxData.DataBuf[3] > 10)
                                {
                                    UpComCmdDP.u32Value = 10;
                                }                            
                                else
                                {
                                    UpComCmdDP.u32Value = ls_CanRxData.DataBuf[3];
                                }
                                uint8_t lu8_val = (uint8_t)UpComCmdDP.u32Value;
                                // UpComCmdDP.u32Value = MC_TCS_LED_INIT_PWM;
                                lu32_sta = QUEUE_StructIn(&UpMachComCmdQue,&UpComCmdDP,1);
                                if(1 == lu32_sta)
                                {
                                    APP_ACK2PC_CanTxQue(MC_OPEN_LED,lu8_val);
                                }
                                else
                                {
                                    myprintf(DEBUG_UART,"QUEUE_StructIn(&UpMachComCmdQue,&UpComCmdDP,1) ERR\r\n");
                                }                            
                            }
                            break;        
                            
                            case MC_CLOSE_LED:
                            {
                                UpComCmdDP.CMD_TYPE = UPM_CLOSE_TCS_LED; 
                                UpComCmdDP.u32Value = 0;
                                lu32_sta = QUEUE_StructIn(&UpMachComCmdQue,&UpComCmdDP,1);
                                if(1 == lu32_sta)
                                {
                                    APP_ACK2PC_CanTxQue(MC_CLOSE_LED,0);
                                }
                                else
                                {
                                    myprintf(DEBUG_UART,"QUEUE_StructIn(&UpMachComCmdQue,&UpComCmdDP,1) ERR\r\n");
                                }                            
                            }
                            break;      
                            
                            case MC_OPEN_RGB_DATAUP:
                            {
                                UpComCmdDP.CMD_TYPE = UPM_OPEN_RGB_DATAUP; 
                                
                                lu32_sta = QUEUE_StructIn(&UpMachComCmdQue,&UpComCmdDP,1);
                                if(1 == lu32_sta)
                                {
                                    APP_ACK2PC_CanTxQue(MC_OPEN_RGB_DATAUP,0);
                                }
                                else
                                {
                                    myprintf(DEBUG_UART,"QUEUE_StructIn(&UpMachComCmdQue,&UpComCmdDP,1) ERR\r\n");
                                }                            
                            }
                            break;                        
                            
                            case MC_CLOSE_RGB_DATAUP:
                            {
                                UpComCmdDP.CMD_TYPE = UPM_CLOSE_RGB_DATAUP; 
                                
                                lu32_sta = QUEUE_StructIn(&UpMachComCmdQue,&UpComCmdDP,1);
                                if(1 == lu32_sta)
                                {
                                    APP_ACK2PC_CanTxQue(MC_CLOSE_RGB_DATAUP,0);
                                }
                                else
                                {
                                    myprintf(DEBUG_UART,"QUEUE_StructIn(&UpMachComCmdQue,&UpComCmdDP,1) ERR\r\n");
                                }                                                             
                            }
                            break;  
                                                        
                            default:
                                myprintf(DEBUG_UART,"{ CAN_UPM: unknow DataBuf[2]  002  !!}\r\n");     
                                break;
                        }
                    }   
                    // else if( MC_ACK_MESS == ls_CanRxData.DataBuf[1] )  //判断MESSAGETYPE
                    // {

                    // }
                    // else if( MC_AUTO_UP == ls_CanRxData.DataBuf[1] )  //判断MESSAGETYPE
                    // {
                        
                    // }                

                }             
            }
        } //endof if(1 == lu16_cnt) 

    }//endof else

    return 1;//1条指令解析成功，入通讯命令队列
}