基于船用CAN總線的通信線路故障檢測(cè)和通信實(shí)時(shí)性研究.pdf

1、隨著工業(yè)自動(dòng)化的不斷發(fā)展以及通信結(jié)構(gòu)復(fù)雜化所帶來的實(shí)時(shí)性和可靠性問題已經(jīng)成為了亟待解決的難題。近些年來特別是無人船在環(huán)境監(jiān)測(cè)、水上救援等方面取得不斷突破，其已經(jīng)成為了當(dāng)今世界各國海洋軍事和研究部門的重點(diǎn)研究對(duì)象。在這么一個(gè)智能化、信息化高度集成的平臺(tái)中，其對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯?shí)時(shí)性也提出了更高的要求。其中CAN總線以其實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高、功能完善、結(jié)構(gòu)簡單等突出優(yōu)點(diǎn)，因此更多的被應(yīng)用在船舶通信等工業(yè)通信中。
　　雖然CAN總線自身

2、通過錯(cuò)誤幀、循環(huán)校驗(yàn)、位填充等方式提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，可是當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)物理故障時(shí)系統(tǒng)只能針對(duì)故障做出故障反應(yīng)，并不能及時(shí)定位故障點(diǎn)。論文通過對(duì)各種通信線路故障進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，并依據(jù)不同故障造成的電平、寄存器值變化等對(duì)應(yīng)的故障現(xiàn)象來制定出較完備的檢測(cè)方案，使得系統(tǒng)能夠及定位報(bào)警并完成冗余總線切換。實(shí)時(shí)性方面，傳統(tǒng)CAN總線采取非破壞性仲裁技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，可是隨著網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化和大量的數(shù)據(jù)交互易造成總線負(fù)載過高，從而有可能使得網(wǎng)絡(luò)中優(yōu)先級(jí)

3、較低的站點(diǎn)因?yàn)槎啻沃俨檬《a(chǎn)生較大延時(shí)。因此論文在遵循CANopen協(xié)議棧的基本框架下采用分時(shí)發(fā)送消息和動(dòng)態(tài)改變消息優(yōu)先級(jí)相結(jié)合的方法改善系統(tǒng)實(shí)時(shí)性，論文采用TTCAN協(xié)議實(shí)現(xiàn)消息的分時(shí)發(fā)送，并在TTCAN系統(tǒng)調(diào)度表的仲裁窗內(nèi)通過對(duì)某些特定消息的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)改變從而提升其實(shí)時(shí)性。TTCAN系統(tǒng)調(diào)度表規(guī)定每一列的時(shí)間窗長度必須相同而每一列時(shí)間窗對(duì)應(yīng)的消息的最糟糕傳輸時(shí)間卻不相同，因此調(diào)度表存在著總線資源浪費(fèi)的問題。論文采用自適應(yīng)遺傳算