綜合艦橋系統(tǒng)多總線網(wǎng)關(guān)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著科技不斷進步,船舶自動化裝備的水平也不斷提高,設(shè)備的種類也越來越多,設(shè)備所應(yīng)用的現(xiàn)場總線的類型各種各樣,而現(xiàn)實情況是,往往需要這些不同的現(xiàn)場總線設(shè)備之間進行信息交互和共享。另外,建立一個綜合性的綜合艦橋系統(tǒng)作為整船的信息網(wǎng)絡(luò)平臺是未來發(fā)展的趨向,它同時要求全船設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化,實現(xiàn)上層管理設(shè)備和下層現(xiàn)場總線設(shè)備的互通。這樣,船舶的操縱者和決策者可以通過管理層的綜合艦橋操作臺實現(xiàn)對下層現(xiàn)場總線層的設(shè)備進行實時監(jiān)控和操作。因此,解決上層管理層

2、和下層現(xiàn)場總線層的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)通成為迫切的需求。
　　本文首先根據(jù)綜合艦橋系統(tǒng)的需求和特點,為了實現(xiàn)綜合艦橋系統(tǒng)下層現(xiàn)場總線層不同總線設(shè)備之間的通信,并且同時實現(xiàn)與上層管理網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)通,提出了一種多總線網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計方案。它以PC104嵌入式平臺為硬件載體,嵌入式實時操作系統(tǒng)VxWorks為軟件核心,構(gòu)成一個強實時嵌入式系統(tǒng)。
　　根據(jù)現(xiàn)實船舶中,大部分現(xiàn)場設(shè)備使用的都是CAN總線或者RS422總線,而上層管理層以以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)為

3、發(fā)展潮流,所以,本文詳細研究了以上三種不同通信接口的技術(shù)特點,提出了一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互連方案,實現(xiàn)了多種總線之間,以及總線與以太網(wǎng)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)化,它是現(xiàn)場總線層與上層管理層實現(xiàn)通信,進行信息共享的理論基礎(chǔ)。并且根據(jù)這種方案設(shè)計了一種全新的基于綜合艦橋?qū)Ш椒窒到y(tǒng)的通信協(xié)議用來證明方案的可行性。
　　本文的重點放在多總線網(wǎng)關(guān)的軟件設(shè)計部分,介紹了多總線網(wǎng)關(guān)的實現(xiàn)功能和技術(shù)要點,根據(jù)設(shè)計的通信協(xié)議,文章著重論述了CAN總線、RS422總線、

4、以太網(wǎng)這三種不同形式的通信接口設(shè)計,依據(jù)綜合艦橋系統(tǒng)的實際工作情況,針對性的設(shè)計了這三種接口的數(shù)據(jù)收發(fā)程序,并且依據(jù)綜合艦橋系統(tǒng)的可靠性要求,對CAN總線和以太網(wǎng)實現(xiàn)了冗余設(shè)計。
　　最后,完成整個多總線網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用程序設(shè)計,并且在實驗室環(huán)境下模擬綜合艦橋?qū)Ш椒窒到y(tǒng)環(huán)境,組成CAN總線網(wǎng)絡(luò)、RS422總線以及以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò),對整個多總線網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)進行功能性測試。最后的測試結(jié)果表明,綜合艦橋系統(tǒng)多總線網(wǎng)關(guān)的各項功能已經(jīng)實現(xiàn),基于綜合艦橋?qū)Ш?/p>