基于嵌入式系統(tǒng)的調(diào)距槳控制器MicroCAN通訊協(xié)議研究與實現(xiàn).pdf

1、調(diào)距槳裝置（ControllablePitchPropeller，簡稱CPP）是船舶設(shè)備中技術(shù)含量高、又十分重要的特種機(jī)械。為了滿足船舶動力系統(tǒng)信息化、網(wǎng)絡(luò)化的要求，使用具有現(xiàn)場總線技術(shù)的嵌入式控制器作為調(diào)距槳控制系統(tǒng)的專用控制器已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)的發(fā)展趨勢。而CAN總線作為最主要的現(xiàn)場總線之一，成為船舶動力系統(tǒng)應(yīng)用的主流。但從開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OpenSystemInterconnectReferenceModel，簡稱OSI）的角度來

2、看，CAN現(xiàn)場總線底層協(xié)議僅定義了物理層（第一層）和數(shù)據(jù)鏈路層（第二層），沒有定義應(yīng)用層。而當(dāng)前國際上一些標(biāo)準(zhǔn)的CAN總線高層協(xié)議規(guī)范比較復(fù)雜，理解和開發(fā)的難度較大，對調(diào)距槳這樣較為簡單的基于CAN總線的控制網(wǎng)絡(luò)不太適合。
　　基于調(diào)距槳控制系統(tǒng)傳輸距離較短，控制信息單一，可靠性要求高等特點，本文通過對CAN總線應(yīng)用層的分析和研究，定義了一種簡單可靠的CAN應(yīng)用層協(xié)議：MicroCAN通訊協(xié)議,作為調(diào)距槳控制器的CAN總線通訊協(xié)議

3、，同時在調(diào)距槳嵌入式控制器中對MicroCAN協(xié)議進(jìn)行了實際應(yīng)用。
　　論文首先分析了調(diào)距槳嵌入式控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)及其特點，總結(jié)出調(diào)距槳控制器現(xiàn)場總線所需滿足的實際需求；同時，結(jié)合當(dāng)前現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展和實際應(yīng)用，分析了CAN總線在調(diào)距槳控制系統(tǒng)中應(yīng)用的技術(shù)優(yōu)勢。
　　其次，論文對當(dāng)前主要的CAN總線高層協(xié)議進(jìn)行分析和研究，提出針對調(diào)距槳控制系統(tǒng)的特點設(shè)計專用高層通訊協(xié)議的必要性；接著，介紹了專用協(xié)議（即MicroCAN通

4、訊協(xié)議）的實現(xiàn)目標(biāo)，重點研究設(shè)計了MicroCAN通訊協(xié)議的標(biāo)識符定義、主從結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)傳輸規(guī)范，并用C++語言編程實現(xiàn)了MicroCAN通訊協(xié)議。
　　最后，詳細(xì)描述了MicroCAN通訊協(xié)議在調(diào)距槳控制系統(tǒng)中的具體應(yīng)用過程，并對該通訊協(xié)議的進(jìn)一步發(fā)展做了展望。
　　MicroCAN通訊協(xié)議采用主從式網(wǎng)絡(luò)模型，采用無連接尋址發(fā)送過程，簡化了數(shù)據(jù)傳輸過程；增加了海量數(shù)據(jù)傳輸功能，設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸查詢與重發(fā)機(jī)制，滿足大批量數(shù)據(jù)傳輸