基于CAN总线的实时通讯研究

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1、北京化工大学硕士学位论文基于CAN总线的实时通讯研究姓名：李明波申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：庞彦斌20060608北京化I：人学硕士学位论文基于CAN总线的实时通讯研究摘要CAN总线是目前最有前途的现场总线之一，它已经在多个领域得到了广泛的应用，然而随着工业控制自动化系统复杂性的增加，对信息实时性的要求越来越高，因此，研究CAN协议的实时性问题，采取合理的措施克服CAN协议中国定优先级机制的缺陷，提高CAN总线通讯系统的实时性具有重要的应用价值。本文首先分析了CAN协议的特点，指出它应用于实时系统时所存在的问题，总结了国内外学

2、者在CAN协议的改进方面所取得的研究成果，详细讨论了实时系统中的几种典型的静态调度算法和动态调度算法，通过对它们各自优缺点的分析比较，提出了一种新的混合调度算法，该算法以EDF调度算法为基础，借鉴了CDF调度算法的思想，能够有效地提高CAN总线通讯系统的灵活性与实时性；然后在Matlab的环境下建立了CAN通讯协议的仿真模型，并将各种调度算法应用于该模型建立了多个基于CAN总线的仿真系统，进行了仿真运行，验证了混合调度算法的可行性；最后以五个CAN节点组成了CAN总线通讯的硬件实验系统，编程实现了混合调度算法以及对实验结果的分析。实验结果证明该混合调度

3、方法能够有效地改进CAN总线通讯系统的实时性。CAN总线及调度算法仿真平台的建立为CAN总线系统性能的进一步研究提供了广阔的前景，并将对其实时眭的研究起到推动作用。关键词：CAN总线，实时性，调度算法，EDF，CDF!!窒些!!叁堂堕±堂堡堡茎一一REAL．TIMECOMⅣ兀mjICATIONRESEARCHBASEDONCANBUSABSTRACTCANbushasbeenthemostpromisingfieldbusandithasbeenwidelyusedinmanyareas，butwiththeincreasingofcomplicacy

4、inautomationsystemsforindustrialcontrolling，peoplehavemoreandmorestrictrequirementtothereal．timecapabilityofinformation，Soitisveryimportanttostudythereal-timecharacteristicofCANprotocolforsurmountingthelimitationofaptoticpriorityinCANprotocolbytakingeffectivemeasuresandimproving

5、thereal·timecharacteristicofcommunicationsystembasedonCANbus．Firstly,thispaperanalyzedthecharacteristicofCANprotocol，andindicatedthatthereweresomeproblemswhenitwasusedinrear-timesvstem，thenmadeasummaryofimprovementforCANprotocolwhichhadbeenresearchedbyscholarsin-countryandoverse

6、as，andanalyzedsomekindsoftypicalstaticschedulingalgorithmanddynamicschedulingalgorithms．Bycomparingthemeritanddisadvantageofthesealgorithms，weproposedanewkindofmixedschedulingalgorithm·Wecanimprovetheflexibilityandreal-timecapabilityeffectivelybyusingthisalgorithmbasedonEDFandCD

7、Fschedulingalgorithm．Secondly，wecreatedtheiIl北京化1‘人学硕+学位论文simulationmodelofCANprotocolbyusingMatlab，andestablishedseveralsimulationsystemthatwereembeddedthoseschedulingalgorithmThenewalgorithmwasprovedfeasibleafterrunningthesesystems．Finally,weestablishedtheexperimentalsystemtha

8、tcomposedoffiveCANnodes，andimplementedthenewsch