本文關鍵詞：基于電源母線的星載CAN總線系統(tǒng)研究

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【摘要】：衛(wèi)星系統(tǒng)內(nèi)部對各個載荷的系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)傳輸使用的電纜非常復雜,大量的信號線纜不僅增加衛(wèi)星的重量,導致有效載荷重量占比下降,同時也大大增加了艙內(nèi)布線集成的工作量。CAN(Controller Area Network)屬于現(xiàn)場總線,是一種有效支持分布式控制和實時控制的串行總線通信網(wǎng)絡。CAN協(xié)議憑借其可靠、實時、靈活等突出優(yōu)勢,在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中扮演著越來越重要的角色。本文研究了一種以電力線載波通信(PLC)技術為基礎的CAN總線系統(tǒng),用于替代現(xiàn)有星務CAN總線系統(tǒng)。該系統(tǒng)在電源母線長度、噪聲干擾、阻抗等方面都模擬了衛(wèi)星系統(tǒng)的實際情況。本文首先介紹了課題的應用背景及PLC技術的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,對電力線載波通信和CAN總線的主要技術及原理進行了介紹,對所需的相關技術原理進行了分析比較,為接下來的設計提供了充實的理論依據(jù)。在此基礎上論述了本文耦合電路、FSK調制解調系統(tǒng)、CAN通信模塊的詳細設計,并進行了仿真測試,最終實現(xiàn)了該系統(tǒng)。本文完成了基于電源母線的星載CAN總線系統(tǒng)的總體設計及驗證,該系統(tǒng)采用電力線載波通信的方式來替代傳統(tǒng)信號線進行數(shù)據(jù)傳輸。實現(xiàn)結果表現(xiàn),該系統(tǒng)在FSK調制解調的方式下,數(shù)據(jù)傳輸速率可達100Kbps。
【關鍵詞】：電力線載波通信 星載 CAN FSK
【學位授予單位】：中國科學院國家空間科學中心
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V443;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第一章 緒論14-18
• 1.1 應用背景14-15
• 1.2 PLC國外發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.3 PLC國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.4 本課題的目的和意義17
• 1.5 本文的主要結構17-18
• 第二章 電力線載波通信技術和CAN通信技術介紹18-36
• 2.1 電力線載波通信的主要技術18-22
• 2.1.1 擴頻通訊（SSC）18-19
• 2.1.2 幅值鍵控（ASK）19-20
• 2.1.3 頻移鍵控（FSK）20-21
• 2.1.4 相位鍵控（PSK）21-22
• 2.1.5 三種調制方式的比較22
• 2.2 CAN總線技術22-34
• 2.2.1 CAN協(xié)議歷史及標準22-24
• 2.2.2 CAN物理層24-29
• 2.2.3 CAN數(shù)據(jù)鏈路層29-33
• 2.2.4 CAN總線仲裁與沖突33-34
• 2.2.5 CAN應用層34
• 2.3 本章小結34-36
• 第三章 系統(tǒng)設計方案36-50
• 3.1 總體設計方案36-38
• 3.2 耦合電路38-42
• 3.2.1 耦合電路總體方案概述38-39
• 3.2.2 信道特性及頻帶需求39-40
• 3.2.3 DC/DC電源變換器組成40-41
• 3.2.4 耦合電路設計41-42
• 3.3 FSK數(shù)字調制解調系統(tǒng)方案42-44
• 3.4 CAN總線模塊44-48
• 3.4.2 MCU介紹44-45
• 3.4.3 CAN總線數(shù)據(jù)幀45-46
• 3.4.4 程序設計方案46-48
• 3.5 本章小結48-50
• 第四章 FSK數(shù)字調制解調的設計50-64
• 4.1 工作原理50-54
• 4.1.1 DDS技術簡介與工作原理50-52
• 4.1.2 FSK原理52-54
• 4.2 方案設計54-62
• 4.2.1 DDS設計54-55
• 4.2.2 數(shù)/模轉換器和低通濾波器55
• 4.2.3 解調模塊設計55-62
• 4.3 本章小結62-64
• 第五章 基于電源母線的CAN總線系統(tǒng)實現(xiàn)及驗證64-78
• 5.1 耦合電路功能測試64-68
• 5.1.1 點對點測試66-67
• 5.1.2 多點網(wǎng)絡測試67-68
• 5.2 FSK調制解調系統(tǒng)功能仿真、測試及FPGA實現(xiàn)68-77
• 5.2.1 系統(tǒng)功能仿真68-73
• 5.2.2 系統(tǒng)測試及FPGA實現(xiàn)73-77
• 5.3 本章小結77-78
• 第六章 總結與展望78-80
• 6.1 總結78
• 6.2 展望78-80
• 參考文獻80-82
• 致謝82-84
• 攻讀碩士期間取得的研究成果84

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