基于现场总线的船舶信息监控系统的研究与应用

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1、西安理工大学硕士学位论文基于现场总线的船舶信息监控系统的研究与应用姓名：左鹏飞申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：郑岗20040101摘要基于现场总线的船舶信息监控系统的研究与应用学科:控制理论与控制工程研究生:左鹏飞（签名:）导师:郑岗教授（签名:）摘要本文主要研究了现场总线技术在船载航行数据记录仪设计中的应用问题。并对CAN总线与以太网的互联进行了研究。船载航行数据记录仪（VDR）对海难事故的分析起着决定性的意义。论文首先概述了船用黑匣子（VDR）和现场总线技术的发展和现状。对当今流行的5种现场总线进行了对比

2、，结合船舶的特殊环境提出采用CAN总线进行船载航行记录仪开发的思路，并阐述CAN总线的特点和协议规范。论文详细阐述VDR系统的设计要求、整体方案、硬件设计、软件实现、协议制定和网络组建等方面，并给出相应的硬件设计原理图和软件流程图。在协议的制定中，论文改进CAN总线传统静态优先级机制，引入动态优先级晋级机制，并根据工程的实际情况进行了灵活的运用和实践。结合现场总线和以太网的发展趋势，论文对CAN总线与以太网的互联进行了研究，给出基于51单片机的CAN总线以太网网关的硬件设计原理图、以太网驱动程序源代码和相应的TCP/IP协议移植

3、程序函数。i西安理工大学硕士学位论文目前，基于CAN总线的船载航行数据记录仪已基本开发完毕，并进行了实际测试，系统工作良好。关键词：船用黑匣子（VDR），CAN总线，单片机，CAN总线以太网网关iiABSTRACTResearchandApplicationofShip’sInformationMonitorandControlSystemBasedonFieldbusSpeciality:ControlTheoryandControlEngineeringAuthor:PengfeiZuo(Signature:)Supervi

4、sor:Prof.GangZheng(Signature:)ABSTRACTThisthesisismainlyconcernedwithproblemsofapplyingfieldbustoship’sinformationmonitorandcontrolsystemdesign.Also,someresearchesoninterconnectionofCANbusandEthernetweredone.Voyagedatarecorder(VDR)hasafinalsignificantinmarineaccident

5、investigating.First，thepapersummarizedthedevelopmentandpresentsituationofvoyagedatarecorder(VDR)andfieldbus.Bycomparingpresentfivepopularfieldbusandcombiningwithship’sspecialenvironmentrequirements,thearticleproposeddevelopmentprojectofVDRsystem,alsocharacteristicsan

6、dprotocolofCAN(ControlAreaNetwork)fieldbuswereexpounded.Then，thepapergivenadetaildescriptionofVDRdesignrequirements,projectdevelopmentscheme,hardwaredesign,softwarerealization,applicationlayerprotocoldesignandCANcommunicationnetworkconstruction.Inapplicationlayerprot

7、ocoldesign,thepaperimprovedconventionalstaticpriorityschemesandintroduceddynamicpriorityschemes,andpracticedtheminVDRprojectdevelopmentwithgoodresultsacquired.iii西安理工大学硕士学位论文ConsideringthedevelopmenttrendofVDRandfieldbus,someresearchesoninterconnectionofCANfieldbusan

8、dEthernetweredone.Andworksbasedon51serialsinglechipareshown,suchashardwareprincipleschemeofCANEthernetgateway,Ethernetdriversourcec