面向流程加工CAN控制網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著控制、計(jì)算機(jī)、數(shù)字通信等技術(shù)的高速發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)控制已成為必然的事實(shí)。而CAN總線憑借其數(shù)據(jù)幀短、成本低、實(shí)時(shí)性高、容錯(cuò)性與可靠性好、抗干擾能力強(qiáng)、多主工作方式等特點(diǎn)，成為最具發(fā)展?jié)摿Φ目刂凭W(wǎng)絡(luò)。由于CAN總線協(xié)議具有開(kāi)放性，它僅對(duì)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行了規(guī)范，沒(méi)有應(yīng)用層定義，因此導(dǎo)致CAN總線應(yīng)用開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、技術(shù)難度大。所以，針對(duì)流程加工領(lǐng)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(jī)制的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)CAN控制網(wǎng)絡(luò)

2、的通信平臺(tái)，始終是CAN總線應(yīng)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(yīng)用層協(xié)議，明確流程加工測(cè)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型，總結(jié)流程加工測(cè)控系統(tǒng)信息通信的規(guī)律與特點(diǎn)，歸納出相應(yīng)的通信報(bào)文類型。其次，以CAN2.0A技術(shù)規(guī)范為基礎(chǔ)，定義標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)幀標(biāo)識(shí)符與數(shù)據(jù)域的編碼，規(guī)范數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)管理的模式，提出面向流程加工領(lǐng)域的CAN總線應(yīng)用層協(xié)議（簡(jiǎn)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(yàn)證ProCAN協(xié)議的有效性。在硬件通信平臺(tái)設(shè)計(jì)集成的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)基于ProCAN的網(wǎng)絡(luò)通信軟件，并加以功能測(cè)試。
　　網(wǎng)絡(luò)通信硬件平臺(tái)主要包含PC操作站、USB-CAN適配器、CAN接口及現(xiàn)場(chǎng)控制節(jié)點(diǎn)等層次，其中CAN接口由CAN控制器SJA1000及CAN驅(qū)動(dòng)器PCA82C250等集成。網(wǎng)絡(luò)通信軟件分為PC操作站通信軟件和現(xiàn)場(chǎng)控制節(jié)點(diǎn)通信軟件兩部分，其中PC操作站通信軟件包含CAN