基于can总线的测量系统通信网络的设计

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1、分类号：TP274+.2单位代码：10110学号：S20080500基于中北大学硕士学位论文总线的测量系统通基于CAN总线的测量系统通信网络的设计信网络的设计田帅帅中北大 学硕士研究生田帅帅指导教师任勇峰学科专业测试计量技术及仪器2011年06月01日图书分类号TP274+.2密级非密UDC______________________620_________________________________________硕士学位论文基于CAN总线的测量系统通信网络的设计田帅帅指导教师（姓名、职称）任

2、勇峰教授申请学位级别工学硕士专业名称测试计量技术及仪器论文提交日期2011年04月24日论文答辩日期_2011年___05月__29_日学位授予日期_年____月____日论文评阅人夏路易教授刘文怡教授答辩委员会主席张宽收教授2011年06月01日原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任

3、由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：中北大学学位论文基于CAN总线的测量系统通信网络的设计摘要作为目前最有前途的现场总线之一

4、，CAN总线的主要特点为通信实时性好、可靠性高、性价比突出。因此CAN总线正在逐渐成为当前自动化领域发展的热点之一，应用范围已经从汽车总线逐渐扩展到了诸多工业控制现场领域。本文主要研究对象为基于CAN总线的测量系统通信网络。根据测量系统任务需求，本通信网络由主功能节点和若干个传感器节点组成，本网络须具备高实时性和高可靠性，因此对网络中所有通信节点进行了硬件上的总线冗余设计，同时对作用最为关键的主节点也进行了冗余设计。同时在CAN2.0B的基础上，制订了适用于本通信网络的应用层协议，主要包括帧ID格式

5、的制定、实时通信机制以及冗余自动切换机制。网络中所有节点遵照此协议进行通信，可以实现数据的实时性通信以及在总线或者主节点主线故障时自动冗余切换的功能。由于CAN总线自身的特点，通信距离有限，节点数目最多只能连入110个。为了扩大CAN总线通信距离，增加网络节点数目，实现高低速率网络数据交换，本文设计了CAN总线网络中继器，这大大提高了网络的可扩展性。为了能在PC机上查看CAN总线网络的数据情况，本文设计了CAN网络监测器，可以对CAN总线网络进行实时监测。它们共同组成了一个功能完备的CAN总线通信网

6、络，可以直接其应用于工业现场。整个系统设计完成后，对通信系统进行了测试。测试结果表明：基于CAN总线的测量系统通信网络运行良好，性能稳定，达到了预期设计要求。关键词：CAN总线；冗余切换；中继器；监测器中北大学学位论文TheDesignofCommunicationNetworkoftheMeasurementSystemBasedonCANbusAbstractAsoneofthemostpromisingfieldbuscurrently,ThemaincharacteristicofCANbu

7、sisthehavegoodreal-timeperformanceincommunication,highreliability,andcost-effectiveoutstanding.SotheCANbusaregraduallybecomingahotspotofautomationdevelopment.it’sapplicationareashasbeenexpandedgraduallyfromcarbustomanyindustrialcontrolareas.Thispaperma

8、inlystudiesonthecommunicationnetworkofmeasurementsystembasedonCANbus.Accordingtotheactualneedsofthemeasurementsystem,thenetworkcomposedofmasternodeandsomedataacquisitionnodesincomposition,thenetworkmustpossesshighreal-timeandhighreliabi