基于改進型遺傳算法優(yōu)化的TTCAN網(wǎng)絡(luò)研究與實現(xiàn).pdf

1、CAN總線相比于傳統(tǒng)現(xiàn)場總線在可靠性、實時性和靈活性方面具有很大的優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、航空航天、船舶、工業(yè)控制、傳感器等領(lǐng)域。在CAN協(xié)議使用過程中發(fā)現(xiàn)其事件觸發(fā)機制的缺陷，會導(dǎo)致CAN總線在一些對于實時性、穩(wěn)定性要求特別高的系統(tǒng)中不能很好的工作。為了解決CAN協(xié)議缺陷，基于時間觸發(fā)的TTCAN協(xié)議被提出，并越來越受到人們的重視。TTCAN采用分割時間窗的方法保證了周期型消息的實時性，同時設(shè)立仲裁窗兼顧事件型消息的傳輸。同樣，T

2、TCAN協(xié)議存在著系統(tǒng)矩陣優(yōu)化問題規(guī)模過大，不能應(yīng)用于動態(tài)網(wǎng)絡(luò)等問題。本文立足于TTCAN協(xié)議和遺傳算法，對TTCAN系統(tǒng)矩陣和系統(tǒng)部署更新方式進行了改進，完成了算法設(shè)計和實驗驗證。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴提出了使用改進型遺傳算法優(yōu)化TTCAN系統(tǒng)矩陣。該算法能夠有效提高TTCAN的實時性、可靠性和帶寬利用率。針對提出的矩陣編碼和實數(shù)編碼相結(jié)合的創(chuàng)新性編碼方式，設(shè)計出生成系統(tǒng)矩陣算法，解決了隨機生成初始個體不合理的問題，同時相

3、應(yīng)的改變了交叉、突變步驟；⑵提出了一種動態(tài)更新TTCAN系統(tǒng)矩陣機制。解決了傳統(tǒng)TTCAN系統(tǒng)矩陣采用靜態(tài)離線預(yù)先生成而導(dǎo)致其無法應(yīng)用于動態(tài)網(wǎng)絡(luò)的缺陷。該機制在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生改變時，能夠自動重新生成新的系統(tǒng)矩陣并部署到系統(tǒng)中；⑶設(shè)計并實現(xiàn)實驗驗證平臺。使用該平臺對改進型遺傳算法優(yōu)化TTCAN系統(tǒng)矩陣算法和動態(tài)更新機制進行驗證。該平臺是包含多個節(jié)點的TTCAN網(wǎng)絡(luò)，由嵌入式開發(fā)平臺（上位機）和采用STM32F105作為 MCU的節(jié)點共同組成。針