基于can总线的指令电话的设计与实现

《基于can总线的指令电话的设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、重庆大学硕士学位论文1绪论1绪论1．1引言CAN是控制网络(ControlAreaNetwork)的简称，它是一种支持分布式控制或实时控制的串行通讯网络的现场总线IlJ。它由德国Bosch公司为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议总线。因为当时没有一种现成的网络方案能够完全满足汽车工程师们的要求。CAN总线提出的初衷就是为了解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通讯，减少不断增加的信号线，增加新功能使其能够应用于产品。这种基于非破坏的仲裁机制，能确保高优先级的报文无延迟传输。该错误检测也包括自动断开故障节点功能，以确保能继

2、续进行剩余节点之间的通讯。传输的报文并非根据报文发送器／接收器的节点地址识别，而是根据报文的内容识别。1993年，CAN已成为国际标准IS01189121。并且它以其卓越的性能、极高的可靠性和低廉的价格，越来越受到工业界的重视。CAN总线主要具有以下特性【3，4l：(1)CAN的直接通信距离在速率5kb／s以下时，最远可达10千米；在通信速率最高为1Mb／s时，通信距离为40米。(2)CAN网络上的信息可分成不同的优先级，满足不同的实时性要求。(3)CAN采用多主方式工作，网络上任意节点不分主从，均可以在任意时刻主动地向网络上的其他节点发送信息，而且通讯方式灵活

3、，无需站地址等节点信息。(4)CAN采用非破坏性总线裁决技术，在多个节点对总线发送信息出现冲突时，低优先级的节点会主动退出发送而保证高优先级的节点的信息传输，因此大大节省了总线冲突裁决时间，最重要的是在网络负载很重的情况下也不会出现网络瘫痪情况。(5)CAN只需通过报文滤波即可以实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据，无需专门的“调度"。(6)CAN协议废除了传统的站地址编码，而对通讯数据块进行编码，使网络中的节点个数在理论上不受限制，当然，由于总线驱动电路的限制，目前可达到的最大节点数为110个。(7)CAN总线每帧信息都有CRC校验和其他检错

4、措施，保证了极低的错误率。(8)CAN节点在错误达到一定程度的时候具有自动关闭输出功能，以使总线以上其他节点的操作不受影响。重庆大学硕士学位论文1绪论(9)CAN的通讯介质可以为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活。(10)CAN总线具有较高的性能价格比。它结构简单，器件容易购置，每个节点的价格较低，而且开发较简单。1．2国内外研究及发展状况目前全球化市场竞争异常激烈，企业逐渐开始实施计算机集成制造系统，采用系统集成、信息集成的方式来组织工业生产。在这个系统中，为了实现现场智能设备之间的多点数字通信和数据交换，计算机测控技术与计算机网络被紧密地结合在一起，从而产生了

5、能在工业现场环境可靠地运行而且造价低廉的现场总线技术。虽然当初研究CAN的起点是应用于客车系统，但CAN得第一个市场应用却来自于其他领域。特别是是在北欧，CAN早已得到非常普遍的应用。在荷兰，Philips医疗系统决定使用CAN构成X光机的内部网络，成为CAN的工业用户。尽管CAN协议已经有二十几年的历史，但它仍处于改进之中。从2000年开始，一个由数家公司组成的ISO任务组织定义了一种时间触发CAN报文传输的协议。BemdMueller博士、ThomasFuehrer、Bosh公司人员和半导体工业专家、学术研究专家将此协议定义为时间触发通信的CAN“TTCAN

6、’’，计划在将来标准化为IS011898．4t31。随着自动化技术的应用越来越趋于方案化和系统化，发生于国际自动化巨头之间的博弈，已经从产品技术本身的较量，转为工业通讯标准之间的较量。可靠、高效、经济依然是他们对于自动化系统本身最基本的要求。作为一种技术先进、可靠性高、功能完善、成本合理的远程网络通讯控制方式，CAN总线已被广泛应用到各个自动化控制系统中15】。例如，在汽车电子、自动控制、智能大厦、电力系统、安防监控等各领域，CAN总线都具有不可比拟的优越性。工业数据通信的内容多种多样，比如生产装置运行参数的测量值、控制量等。工业数据通信系统在声场设备之间传递数

7、字信息，是工厂自动化系统的基础和支撑条件，是工业控制网络技术的重要组成部分【61。工业通信网络包括现场总线技术和控制网络技术。现场总线技术本质上也是一种控制网络，因此，网络技术基础是现场总线的重要基础，在完整的企业网构架中，从底向上依次为现场控制网络、过程控制网络／监控网络、管理信息网【。71。语音通信，一共经历了从最开始的路由器语音模块组网到软交换体系组网三代的发展。第一代是路由器语音模块组网时代，路由器语音模块的方式普遍基于H．323协议实现语音通信，实现起来比较复杂，开发和生产成本都比较高，造成路由器语音模块造价过高，不适宜大规模推广，而且组网规模有限，不

8、适合大规模2重庆人学硕十