基于通用即插即用的分布式can网络研究

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要即插即用（PnP）原本是一项用于自动处理PC机硬件设备安装的工业标准。随着不断发展，即插即用扩展到整个网络，使得网络上的设备能够被发现和控制，实现了网络节点的即插即用。本文的主旨就是把针对TCP/IP网络的通用即插即用（UPnP）标准应用到CAN网络，实现CAN网络节点的自动识别。本文在介绍了课题来源、目的及意义之后，首先综述网络控制系统、分布式CAN网络、通用即插即用以及智能传感器IEEE1451标准等方面相关文献，然后分析了基于CAN总线的通信协议，包括定义数据链路层和物理层的CANBus2.0B协议以及定义应用层的CANope

2、n协议。在此基础上，本文提出了基于UPnP的CAN节点自动识别解决方案。首先介绍方案的基本思想——划分为两个通信阶段，基于物理地址的CANBus2.0B通讯阶段和基于节点位置信息的CANopen通讯阶段。然后进一步阐述了从节点位置自动识别的算法，并详细说明如何配置主从节点需要保存的信息。最后介绍了基于单片机的CAN节点即插即用原理样机的开发，硬件开发包括与上位机通讯的串口模块、主从节点通讯的CAN接口模块；软件开发包括主从节点程序流程。针对该CAN节点原理样机，本文通过实验论证了自动识别方案的可行性，同时分析对比了方案的实时性。本文最后针对所作的工作加以总结，

3、进一步展望了下一步工作的几个核心问题。关键词:控制局域网;即插即用;物理地址;自动识别;报文传输I华中科技大学硕士学位论文AbstractPlugandPlay(PnP)wasoriginallyanindustrystandardwhichisconstitutedforautomaticprocessingofPChardwareinstallation.Withthecontinuousdevelopment,plug-and-playextendedtotheentirenerwork,sotheequipmentofnetworkcanbefound

4、andcontrolledwhichrealizedplug-and-playofnetworknodes.ThetopicofthispaperistoapplyUniversalPlugandPlay(UPnP)whichisaddressedTCP/IPnetworktotheCANnetwork,realizeautomaticidentificationoftheCANnetworknodes.Afterintroducedthesubjectsource,purposeandsignificance,firstly,thispaperreviewe

5、dtheliterature.Secondly,itanalysedthecommunicationprotocolbasedontheCANbus,includingCANBus2.0BandCANopen.Onthisbasis,thispaperputforwardthesolutionofautomaticidentificationoftheCANnodesbasedonUPnP.Firstly,itintroducedthebasicideawhichdividescommunicationprocessintotwostagesincluding

6、thestageofCANBus2.0BcommunicationbasedonphysicaladdressandthestageofCANopencommunicationbasedonnodelocationinformation.Secondly,itfurtherlyexpoundedthearithmeticaboutautomaticidentificationofslavenodelocation,anddetaileddescriptionofhowtoconfigurethenodefromtheneedtopreservetheinfor

7、mation.Finally,itdescribedthedevelopmentofthePnPCANnodeprototypebasedonMCU,hardwaredevelopmentincludingtheserialportcommunicationmoduleandtheCANcommunicationmodule,softwaredevelopmentincludingthedesignofthemainflowfromthenodeprocedure.AgainsttheCANnodeprototype,thispaperthroughtheex

8、perimentprovedthefe