工程装备can总线监控系统通讯实时性能研究

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1、中南大学硕士论文摘要现场总线技术被誉为是一个控制技术新时代的开端，而CAN(ControllerAreaNetwork)总线标准则是在世界范围内较早出现并且得到了广泛使用的现场总线国际标准之一，它具有成本低、速度快、实时性和可靠性高等特点，其透明开放的协议更方便用户自行定制和扩展总线节点。论文首先概述了工程装备的发展现状和现场总线技术发展背景，分析了国内外CAN总线技术在工程装备上的应用现状，指出CAN总线通讯实时性能研究是非常重要的问题。论文分析了CAN总线结构和通信原理，比较了在工程装备应用中CAN总

2、线应用层协议，针对液压挖掘机定义了CAN总线监控系统中报文类型和报文内容。·论文应用静态优先级任务调度理论和信息排队论M／G／1队列对CAN总线上的数据传输的实时性进行分析，得出CAN总线上信息帧传送延时和平均传送延时算法。并对静态优先级调度算法和排队论算法进行比较，发现静态调度算法更适合CAN报文总线延时分析。建立了CAN总线通信系统仿真模型，仿真分析了CAN总线通信系统中数据帧的字节量、总线传输速率和报文不同优先级对总线延时的影响。针对液压挖掘机建立了CAN总线监控系统实验平台，实验中分析了CAN总线

3、介质访问机制对总线延时的影响。在挖掘机CAN总线监控系统调试过程中，通过数据处理和提高部分报文优先级方法，减少了总线上大量数据堵塞情况，改善了挖掘机上CAN总线全部报文的通讯实时性。关键词：工程装备，挖掘机，监控系统，CAN总线，实时通讯中南大学硕士论文ABSTRACTFieldbusishonoredthebeginningofanewageofcontroltechnology,whilethestandardofCAN(ControllerAreaNetwork)busisoneoftheinter

4、nationalstandardsoffieldbus，whichturnedupearlyandwaswidelyusedintheworld．IthasthecharaeteristicoflOWCOst，fastspeed，highreal-timeandreliability．丑letransparentandopeningprotocolofCANbusiSconvenientforuserstOcustomizeandexpandbusnodes．Inthearticle，thedevelop

5、ingstatusofengineeringequipmentandthedevelopingbackgroundoffieldbustechnologyareintroduced．nlestatusofCANfieldbususedinengineeringequipmentisstudied,andtheimportanceofthestudyonthereal-timenatureofCANfieldbuscommunicantionispointedout．耶1ebasicstructureand

6、communicationtheoryofCANisanalyzed．1heapplicationlayerprotocolsofCANbususedinengineeringequipmentarecompared,themessagemodeandspecificdef'mitionusedinhydraulicexcavatorareputforward．n心theoryofstaticprioritytaskdispatchingandtheM／G／1queueofthequeuetheoryar

7、eappliedtoanalyzethereal-timeofdatatransmissioninCANbus．SOthetransmissiondelayandtheaveragedelayofCANframearefiguredout．Comparedthearithmeticofthetheoryofstaticprioritytaskdispatchingwiththequeuetheory,wefindtheformerismoresuitableforanalysethemessagedela

8、yofCANbus．ThemodelofCANcommunicationsystemsimulationisbuilt,itanalysestheeffectofthebyteofdataflame，fieldbustransmissionrateanddifferentmessagepriorityonfieldbusdelayinCANcommunicationsystem．Experimenttableofmonitor