發(fā)布時(shí)間：2020-05-05 04:44

【摘要】： 隨著現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化程度的提高,安全自動(dòng)化開(kāi)始由強(qiáng)調(diào)設(shè)備安全性向著強(qiáng)調(diào)現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸?shù)陌踩约翱煽啃缘姆较虬l(fā)展,而傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線在某些有實(shí)時(shí)性和可靠性要求的應(yīng)用中,在使用上遇到不少的限制。 安全現(xiàn)場(chǎng)總線的概念要求報(bào)文發(fā)送的實(shí)時(shí)性,任何任務(wù)都要在截止時(shí)間內(nèi)完成。而CAN總線作為典型的事件觸發(fā)通信方式,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上多個(gè)節(jié)點(diǎn)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),由于采用非破壞性的總線仲裁機(jī)制,高優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)將贏得總線,而低優(yōu)先級(jí)的或許永遠(yuǎn)都處于延后狀態(tài)中。而且其無(wú)法防御Babbling Idiot問(wèn)題,所以不適合用于安全現(xiàn)場(chǎng)總線中。 TTCAN協(xié)議基于傳統(tǒng)CAN協(xié)議,通過(guò)時(shí)間觸發(fā)機(jī)制傳輸報(bào)文,保證了總線傳輸實(shí)時(shí)性。但由于其不允許報(bào)文錯(cuò)誤自動(dòng)重發(fā),導(dǎo)致TTCAN協(xié)議的可靠性降低,需要利用總線冗余的策略來(lái)提高系統(tǒng)可靠性,使其滿足安全性要求。 本文首先分析了CAN實(shí)時(shí)性與可靠性的不足;其次分析了TTCAN協(xié)議的基本實(shí)現(xiàn)方法及其不足;探討了TTCAN冗余系統(tǒng)的組建方法;并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出一套可用于工業(yè)系統(tǒng)中基于TTCAN協(xié)議的高安全性總線系統(tǒng)。 本課題利用AT89S51單片機(jī)及CC790A總線控制器設(shè)計(jì)基于TTCAN冗余雙通道的總線系統(tǒng)。系統(tǒng)具有冗余的雙通道傳輸總線,實(shí)現(xiàn)TTCAN協(xié)議級(jí)別1和級(jí)別2的全部功能,并且設(shè)計(jì)總線保護(hù)器以防止BabblingIdiot問(wèn)題。在軟件設(shè)計(jì)上,利用總線控制器特有觸發(fā)信號(hào)來(lái)控制雙總線的同步;總線保護(hù)器使得節(jié)點(diǎn)只在發(fā)送時(shí)間窗口將數(shù)據(jù)傳入總線并使節(jié)點(diǎn)具有故障沉默特性;此外配合冗余的數(shù)據(jù)驗(yàn)證策略,減少節(jié)點(diǎn)實(shí)際錯(cuò)誤數(shù)量,使得總線可靠性得到大幅提升。比起CAN總線,實(shí)時(shí)性、可靠性皆有大幅度的提升,可用于需要高安全性的系統(tǒng)中。
【圖文】：

圖 2-2 最壞情況下的位填充Figure.2-2 Worst-case Bit Stuffing CAN 總線上有 3 個(gè)節(jié)點(diǎn)分別需要傳輸一條周期報(bào)文，具為了體現(xiàn)在最壞情況下的報(bào)文傳輸情況，，我選擇了 125K情況下的位填充，每條報(bào)文的最大可能長(zhǎng)度為 125 位，所文 1ms。表 2-1 CAN 報(bào)文的具體時(shí)間信息數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 優(yōu)先級(jí) 傳輸周期 有效時(shí)限 7 字節(jié) 1 2.5ms 2.5ms 7 字節(jié) 2 3.5ms 3.25ms 7 字節(jié) 3 3.5ms 3.25ms

長(zhǎng)度為兩條參考報(bào)文之間的時(shí)間之差，如圖 3-2 所示。一個(gè)基本循環(huán)內(nèi)，包間窗口可以大小不同，離線確定，它提供傳輸不同報(bào)文所需要的時(shí)間。在，不是所有的基本循環(huán)都必須是相同的。通過(guò)循環(huán)計(jì)數(shù)可以區(qū)分不同的基個(gè)計(jì)數(shù)器每經(jīng)過(guò)一個(gè)基本循環(huán)就加 1，直到最大值后清 0 以重新計(jì)數(shù)。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TP302.8

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 黎軍華;TTCAN總線技術(shù)在汽車(chē)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];東華理工大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2649564