本文關(guān)鍵詞：基于LED的星載光無(wú)線CAN通信系統(tǒng)研究

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【摘要】：航天器內(nèi)部相關(guān)設(shè)備間實(shí)現(xiàn)測(cè)控、數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)碾娎|非常繁雜,大量的通信電纜不僅增加了航天器重量,使得有效載荷總重量占比降低,同時(shí)也加大了總裝集成工作的難度。另外,某些特定的設(shè)備如處于移動(dòng)狀態(tài)的機(jī)構(gòu),也需要這種無(wú)線方式的連接,以和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。CAN協(xié)議具有極高的可靠性、靈活性和卓越的實(shí)時(shí)性等優(yōu)點(diǎn),它是一種對(duì)等式、現(xiàn)場(chǎng)、串行總線通信協(xié)議,支持多主機(jī),能有效的支持具有很高安全等級(jí)的分布實(shí)時(shí)控制系統(tǒng),CAN協(xié)議比MIL-STD-1553B協(xié)議更加簡(jiǎn)單,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航天任務(wù)中。文章描述了一種利用LED光通信代替?zhèn)鹘y(tǒng)導(dǎo)線進(jìn)行星載數(shù)據(jù)傳輸?shù)男禽d光無(wú)線CAN通信系統(tǒng)。所實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在器件選用、功耗等方面盡可能考慮了在軌應(yīng)用可行性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所實(shí)現(xiàn)基于LED的星載光無(wú)線CAN通信系統(tǒng),在通過(guò)漫反射方式進(jìn)行無(wú)線光通信且通信設(shè)備間距離為0.5m時(shí),數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)100Kbps。本文主要包括以下內(nèi)容:1基于LED的星載光無(wú)線通信和地面光無(wú)線通信的發(fā)展調(diào)研。2星載光無(wú)線CAN通信方案的說(shuō)明,包括星載CAN通信協(xié)議、光路分析及調(diào)制方案的制定。3星載光無(wú)線通信系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì),主要包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵器件選型情況的說(shuō)明及軟硬件設(shè)計(jì)。4星載光無(wú)線CAN通信系統(tǒng)驗(yàn)證。5結(jié)論與展望,對(duì)星載光無(wú)線通信系統(tǒng)進(jìn)行總結(jié),對(duì)下一步工作進(jìn)行展望。
【關(guān)鍵詞】：LED 光無(wú)線通信 CAN總線 星載
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V443.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-24
• 1.1 研究背景與意義12-15
• 1.2 國(guó)外研究進(jìn)展15-19
• 1.2.1 星載LED光無(wú)線通信的發(fā)展15-18
• 1.2.2 地面LED光無(wú)線通信的發(fā)展18-19
• 1.3 國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展19-21
• 1.3.1 星載LED光無(wú)線通信的發(fā)展19-20
• 1.3.2 地面LED光無(wú)線通信的發(fā)展20-21
• 1.4 本文主要的研究?jī)?nèi)容21-24
• 第2章 星載光無(wú)線CAN通信方案介紹24-46
• 2.1 CAN協(xié)議介紹24-36
• 2.1.1 CAN協(xié)議歷史及標(biāo)準(zhǔn)24-25
• 2.1.2 CAN物理層概述25-31
• 2.1.3 CAN數(shù)據(jù)鏈路層概述31-35
• 2.1.4 CAN應(yīng)用層概述35-36
• 2.2 CAN協(xié)議在星載光無(wú)線通信中實(shí)現(xiàn)方案36-39
• 2.2.1 星載光無(wú)線CAN收發(fā)器實(shí)現(xiàn)36-38
• 2.2.2 星載CAN位表示及仲裁38-39
• 2.3 光無(wú)線通信系統(tǒng)光路分析39-43
• 2.3.1 光無(wú)線通信鏈路39
• 2.3.2 光無(wú)線通信鏈路計(jì)算39-43
• 2.4 光無(wú)線通信系統(tǒng)調(diào)制方式43-45
• 2.4.1 非歸零開關(guān)鍵控（OOK-NRZ）43
• 2.4.2 歸零開關(guān)鍵控（OOK-RZ）43-44
• 2.4.3 脈沖位置調(diào)制（PPM）44-45
• 2.4.4 調(diào)制方案45
• 2.5 本章小結(jié)45-46
• 第3章 星載光無(wú)線CAN通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)46-72
• 3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)46-48
• 3.2 關(guān)鍵器件選型說(shuō)明48-61
• 3.2.1 LED選型48-52
• 3.2.2 PD選型52-56
• 3.2.3 其它芯片選型56-61
• 3.3 硬件設(shè)計(jì)61-64
• 3.3.1 光發(fā)送電路設(shè)計(jì)61
• 3.3.2 光接收電路設(shè)計(jì)61-62
• 3.3.3 系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)62
• 3.3.4 JTAG電路設(shè)計(jì)62-64
• 3.4 MCU程序設(shè)計(jì)64-67
• 3.4.1 CAN控制器64-65
• 3.4.2 設(shè)計(jì)思想65-66
• 3.4.3 初始化設(shè)置66-67
• 3.5 FPGA程序設(shè)計(jì)67-71
• 3.5.1 調(diào)制程序設(shè)計(jì)68-69
• 3.5.2 解調(diào)程序設(shè)計(jì)69-70
• 3.5.3 程序仿真驗(yàn)證70-71
• 3.6 本章小結(jié)71-72
• 第4章 星載光無(wú)線CAN通信系統(tǒng)調(diào)試及試驗(yàn)驗(yàn)證72-78
• 4.1 程序正確性驗(yàn)證72-73
• 4.1.1 MCU程序驗(yàn)證72
• 4.1.2 FPGA程序驗(yàn)證72-73
• 4.2 光收/發(fā)電路功能驗(yàn)證73-75
• 4.2.1 光發(fā)送電路73-74
• 4.2.2 光接收電路74-75
• 4.3 數(shù)據(jù)傳輸75-76
• 4.4 本章小結(jié)76-78
• 第5章 結(jié)論與展望78-80
• 5.1 課題總結(jié)78
• 5.2 課題展望78-80
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文80-81
• 致謝81-82
• 參考文獻(xiàn)82-83

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 胡國(guó)永;陳長(zhǎng)纓;陳振強(qiáng);;白光LED照明光源用作室內(nèi)無(wú)線通信研究[J];光通信技術(shù);2006年07期

2 陶志剛;李晴;;小衛(wèi)星星載CAN總線的應(yīng)用層傳輸方法研究[J];航天器工程;2011年03期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 楊亞克;便攜式車輛CAN分析儀設(shè)計(jì)[D];武漢理工大學(xué);2008年

2 杜志波;基于USB接口的CAN總線數(shù)據(jù)分析器的研究與實(shí)現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2007年

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本文編號(hào)：868405