基于船用CAN總線的通信線路故障檢測和通信實時性研究.pdf

1、隨著工業(yè)自動化的不斷發(fā)展以及通信結構復雜化所帶來的實時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、水上救援等方面取得不斷突破，其已經(jīng)成為了當今世界各國海洋軍事和研究部門的重點研究對象。在這么一個智能化、信息化高度集成的平臺中，其對數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯崟r性也提出了更高的要求。其中CAN總線以其實時性強、可靠性高、功能完善、結構簡單等突出優(yōu)點，因此更多的被應用在船舶通信等工業(yè)通信中。
　　雖然CAN總線自身

2、通過錯誤幀、循環(huán)校驗、位填充等方式提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性，可是當系統(tǒng)出現(xiàn)物理故障時系統(tǒng)只能針對故障做出故障反應，并不能及時定位故障點。論文通過對各種通信線路故障進行模擬實驗，并依據(jù)不同故障造成的電平、寄存器值變化等對應的故障現(xiàn)象來制定出較完備的檢測方案，使得系統(tǒng)能夠及定位報警并完成冗余總線切換。實時性方面，傳統(tǒng)CAN總線采取非破壞性仲裁技術進行數(shù)據(jù)傳輸，可是隨著網(wǎng)絡結構的復雜化和大量的數(shù)據(jù)交互易造成總線負載過高，從而有可能使得網(wǎng)絡中優(yōu)先級

3、較低的站點因為多次仲裁失敗而產(chǎn)生較大延時。因此論文在遵循CANopen協(xié)議棧的基本框架下采用分時發(fā)送消息和動態(tài)改變消息優(yōu)先級相結合的方法改善系統(tǒng)實時性，論文采用TTCAN協(xié)議實現(xiàn)消息的分時發(fā)送，并在TTCAN系統(tǒng)調度表的仲裁窗內(nèi)通過對某些特定消息的優(yōu)先級進行動態(tài)改變從而提升其實時性。TTCAN系統(tǒng)調度表規(guī)定每一列的時間窗長度必須相同而每一列時間窗對應的消息的最糟糕傳輸時間卻不相同，因此調度表存在著總線資源浪費的問題。論文采用自適應遺傳算