基于CAN總線的船舶通信系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、綜合船橋系統(tǒng)(IBS)采用系統(tǒng)設(shè)計的方法，將船上各種導(dǎo)航、操作控制和雷達(dá)避碰等設(shè)備有機(jī)地組合，利用計算機(jī)、現(xiàn)代控制、信息處理等技術(shù)實(shí)現(xiàn)船舶航行的自動化，代表了船舶裝備現(xiàn)代化發(fā)展的趨勢和方向?，F(xiàn)有船舶電子設(shè)備都是以串行接口按照NEMA0183協(xié)議進(jìn)行信息交換，存在傳輸速率低、線路復(fù)雜、節(jié)點(diǎn)多、可靠性差的缺點(diǎn)。而現(xiàn)場總線技術(shù)(CAN)以其較高的抗干擾能力和較高通信速率彌補(bǔ)了這些不足，已廣泛應(yīng)用到了汽車電子設(shè)備，但在船舶數(shù)據(jù)通信尚未得到很好的

2、應(yīng)用。本文著重分析和解決這些通信系統(tǒng)中存在的問題和弊端，擬采用現(xiàn)場總線(CAN)進(jìn)行全新的船舶通信系統(tǒng)設(shè)計，并在所參與研發(fā)的小型船橋系統(tǒng)上進(jìn)行試驗(yàn)，所設(shè)計的CAN結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)具有方便，實(shí)用，經(jīng)濟(jì)，抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
　　 論文詳細(xì)的深入的分析與討論了CAN總線的技術(shù)原理和技術(shù)規(guī)范，提出與實(shí)現(xiàn)了基于CAN總線的船舶數(shù)據(jù)自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計。文中分析了船舶數(shù)據(jù)通信自動化系統(tǒng)的設(shè)計需求，著重針對核心控制器從硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩方面進(jìn)行

3、了介紹。在此基礎(chǔ)上，采用了dsPIC30F數(shù)字信號控制器(DSC)作為控制芯片，設(shè)計了核心控制器軟硬件。該控制器通過CAN現(xiàn)場總線跟數(shù)字磁羅經(jīng)、數(shù)字方位儀、GPS等導(dǎo)航設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，可通過按鍵來切換液晶菜單實(shí)現(xiàn)船舶的綜合航向信息的顯示。
　　 同時，針對NEMA0183接口實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)收發(fā)協(xié)議的轉(zhuǎn)換。這些節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)器通過CAN控制模塊把這數(shù)據(jù)送上CAN總線，與中央控制模塊進(jìn)行通信，用戶可以通過人機(jī)界面處理接收到的數(shù)據(jù)，再通過CAN

4、總線發(fā)回給各個控制數(shù)據(jù)采集控制節(jié)點(diǎn)，文中給出了相關(guān)的硬件框圖和程序流程圖。
　　 此后，采用CAN技術(shù)對前期設(shè)計的小型船橋系統(tǒng)通信子系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了全新的CAN結(jié)構(gòu)船橋系統(tǒng)。該系統(tǒng)以主控器與PC控制器為核心，通過集成系統(tǒng)自行開發(fā)的數(shù)字磁羅經(jīng)、數(shù)字方位儀、GPS、太陽方位儀和搖桿控制臺等數(shù)字化設(shè)備，能準(zhǔn)確測量船舶的航向、舷角、橫滾角、俯仰角以及目標(biāo)真方位等信息，具有自動校準(zhǔn)、自動測算剩余自差和計算、修正磁差的功能；能夠直