基于CAN-bus的RTPS協(xié)議的實現(xiàn)研究.pdf

1、對實時控制系統(tǒng)來說，通信是一切的基礎。數(shù)據(jù)必須在有限的時間內(nèi)可靠地傳送到接收方才有意義。分布實時應用系統(tǒng)自身的特點決定了其通信的特殊性：必須處理不同類型的數(shù)據(jù)流；當節(jié)點離開或加入系統(tǒng)時系統(tǒng)的配置狀態(tài)也會發(fā)生變化；多節(jié)點的內(nèi)部通訊使得數(shù)據(jù)流變得極為復雜；對傳輸過程嚴格的時間要求更增加了這種復雜度。傳統(tǒng)的Client/Server結(jié)構中所有通訊都必須經(jīng)過中心服務器，這就使該結(jié)構不適合于實時應用系統(tǒng)的通訊要求。而Publish/Subscri

2、be結(jié)構則不同，它是專為簡化一對多的數(shù)據(jù)傳輸要求而設計的，相對于Client/Server結(jié)構具有明顯的優(yōu)勢。在Publish/Subscribe結(jié)構中，發(fā)布方和訂購方只需匿名地發(fā)布或接收數(shù)據(jù)，并不需要了解整個網(wǎng)絡的結(jié)構，也不需要知道對方的地址，一個應用程序可以是發(fā)布方，也可以是訂購方，或者同時具備二者的身份。Publish/Subscribe結(jié)構非常適合于復雜數(shù)據(jù)流的分布式應用。 CAN總線屬于現(xiàn)場總線技術的一種。與一般的通信

3、總線相比，CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性，非常適合于RTPS(Real-TimePublish/Subscribe)模型的實現(xiàn)。 本文的研究針對P/S通訊結(jié)構和CAN總線技術進行了深入的探討。在CAN-bus上實現(xiàn)發(fā)布/訂購協(xié)議，必須解決路由、過濾、捆綁、可靠性和高效性等一系列的問題，本文在充分開發(fā)CAN網(wǎng)絡特性的基礎上，設計了兩個功能模塊ECH(EventChannelHandler)和ECB(Event

4、ChannelBroker)，ECH負責為應用對象提供事件信道接口，以它們的事件標簽為基礎完成信息的過濾，ECB負責完成配置請求和捆綁請求。本文中，協(xié)議實現(xiàn)的系統(tǒng)采用分布式設計，硬件由監(jiān)控主機、USBCAN接口卡和ARM7開發(fā)平臺組成，軟件開發(fā)基于嵌入式實時操作系統(tǒng)ucOS-Ⅱ和ADS1.2集成開發(fā)環(huán)境，開發(fā)語言采用C語言。 經(jīng)測試分析，ECH和ECB功能達到了設計要求，基于CAN-bus的RTPS協(xié)議能滿足實時控制系統(tǒng)的通信需