面向流程加工CAN控制網(wǎng)絡應用層協(xié)議的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著控制、計算機、數(shù)字通信等技術的高速發(fā)展，工業(yè)自動化進入網(wǎng)絡控制已成為必然的事實。而CAN總線憑借其數(shù)據(jù)幀短、成本低、實時性高、容錯性與可靠性好、抗干擾能力強、多主工作方式等特點，成為最具發(fā)展?jié)摿Φ目刂凭W(wǎng)絡。由于CAN總線協(xié)議具有開放性，它僅對物理層和數(shù)據(jù)鏈路層進行了規(guī)范，沒有應用層定義，因此導致CAN總線應用開發(fā)周期長、技術難度大。所以，針對流程加工領域，在定義CAN總線數(shù)據(jù)幀編碼、規(guī)范通信模式與通信機制的基礎上，實現(xiàn)CAN控制網(wǎng)絡

2、的通信平臺，始終是CAN總線應用研究的課題。
　　本文首先介紹CAN總線及其主要特性，分析CAN總線通信協(xié)議原理及典型的應用層協(xié)議，明確流程加工測控系統(tǒng)的結構模型，總結流程加工測控系統(tǒng)信息通信的規(guī)律與特點，歸納出相應的通信報文類型。其次，以CAN2.0A技術規(guī)范為基礎，定義標準數(shù)據(jù)幀標識符與數(shù)據(jù)域的編碼，規(guī)范數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡管理的模式，提出面向流程加工領域的CAN總線應用層協(xié)議（簡稱為 ProCAN），分析 ProCAN協(xié)議的編碼效

3、率與通信延遲；采用OPNET工具建模仿真，驗證ProCAN協(xié)議的有效性。在硬件通信平臺設計集成的基礎上，設計實現(xiàn)基于ProCAN的網(wǎng)絡通信軟件，并加以功能測試。
　　網(wǎng)絡通信硬件平臺主要包含PC操作站、USB-CAN適配器、CAN接口及現(xiàn)場控制節(jié)點等層次，其中CAN接口由CAN控制器SJA1000及CAN驅動器PCA82C250等集成。網(wǎng)絡通信軟件分為PC操作站通信軟件和現(xiàn)場控制節(jié)點通信軟件兩部分，其中PC操作站通信軟件包含CAN