屈敏[1]2007年在《汽车车身舒适系统的CAN总线及其测控技术的研究》文中进行了进一步梳理网络技术在汽车上的应用,已成为现代汽车电子技术发展的一个重要方向。随着车载网络系统的主流标准——CAN总线技术在现代汽车中的应用,简化了汽车的电气线路,提高了其电控系统的可靠性与灵活性。近年来,国内关于CAN总线技术在汽车上的应用与研究开始起步,本论文主要针对汽车车身舒适系统的CAN总线及其测控技术方面展开研究。本论文综述了CAN总线技术在国内外的研究应用状况;概括、分析了CAN总线的相关理论与技术要点;简述了车载网络系统的基本特点与组成结构,并对国产大众车型中的车载CAN总线网络系统进行了实例分析,总结出车载CAN总线的网络应用方案。设计、搭建了车载CAN总线系统测控分析平台,并利用该平台对实验的车身舒适系统的CAN总线进行测试、仿真与分析。通过测试得出实验的车身舒适系统的CAN总线上传输信号的典型波形与数据帧值,分析了其基本运作特点与方式;并根据车身舒适系统的CAN总线网络仿真实验结论为车载网络系统设计提供实验依据。在对实验的车身舒适系统的CAN总线控制功能测试的基础上,利用单片机和CAN总线控制器SJA1000、收发器PCA82C250等元件,设计开发了CAN总线数据采集通讯节点,在不改变原车身舒适系统的网络硬件结构的情况下实现系统匹配。通过采集车内温度、空气质量、空调开关和车速信号,完善了原车身舒适系统对车窗升降与车锁的控制功能,提升了该车身舒适系统的安全与舒适性。通过对实验的车身舒适系统的左前门主控单元节点J386控制策略的分析,设计了左前门主控单元节点J386的替代节点,并在实现其主要控制功能的同时,改进了原节点不能接受外部CAN总线上的控制数据帧对左前门窗与后视镜远程控制的问题。
吴海红[2]2007年在《汽车车身的CAN总线控制系统研究与应用》文中研究说明随着汽车技术的飞速发展,汽车电子化程度越来越高,传统布线方法已远远不能满足这种需求。微控制器和总线技术进入汽车控制领域后,给汽车发展带来了划时代的变化,如何利用总线技术,减少车内线束、降低成本,使汽车控制更加人性化、智能化就显得尤为重要。本文通过收集和研究国内外资料,对汽车电子的历史、现状和发展趋势进行了总结和归纳,详细论述了汽车CAN总线的优点和特点,描述了CAN总线的分层结构中的数据链路层和物理层。对CAN总线的报文、帧格式、原理及特性做了详尽的阐述。论文中提出了一种合理的基于CAN总线的车身控制系统的设计方案,对方案中选用的元器件(MCS-51系列的AT89C51单片机、CAN控制器SJA1000和收发器PCA82C250)的原理和应用进行了分析。本文采用一种通用模块化的软硬件设计思想,完成了各模块的硬件电路设计和软件程序设计。同时,为保证系统能够稳定、可靠的工作,本文针对汽车中影响系统工作的干扰因素进行了详细的分析,提出了相应的抗干扰措施,对软硬件进行了抗干扰设计。课题中的软硬件设计已应用于瑞风商务车的样车车身系统控制,进行了相关的行驶测试,实现了汽车控制部件的智能化和汽车控制系统的网络化这一目标。
杨振宇[3]2007年在《基于CAN总线的工业控制系统的研究与应用》文中研究说明随着计算机技术、通信技术和控制技术的发展,传统的工业控制领域正经历着一场前所未有的变革,而工业控制的网络化,更拓展了工业控制领域的发展空间,带来新的发展机遇。基于嵌入式技术和现场总线技术的兴起和广泛应用,本文以工业现场和机电设备控制的需求为基础,研究开发基于嵌入式技术的能够完成多种控制任务和数据通信功能的多用途工业控制器,并以此为独立的智能控制节点构建一个基于现场总线的工业网络控制系统,以满足多种工业控制的要求。本文所设计的系统中作为个体的智能控制器可以独立实现控制任务,也可以通过现场网络进行联机工作,具有个体系统的独立性与网络化的联机性相结合的特点,对解决各种中小型生产设备的自动化程序控制和系统管理对网络通信和实时控制的需求具有重要意义。总的来说,本文主要进行以下几个方面的工作:·对工业控制系统的发展状态进行分析,研究了工业控制器和网络化工业控制的应用背景和发展现状;·分析CAN总线满足工业控制网络要求的相关技术,提出工业设备网络控制系统的总体设计,构建系统的基本层次和功能;·在CAN通信的基础上,分析和定位控制对象,提出工业控制器的设计要求,选择嵌入式微处理器,进行控制器主控单元及外围电路的软硬件协同设计,主要包括传感器信号、开关量信号等被控量瞬时值的检测和输入模块,模拟量输入输出模块,数字量输出模块,电源模块,存储模块以及显示和人机接口模块等;·网络控制系统的应用层通信协议的设计,底层智能控制器节点通信功能的实现以及PC-CAN通信适配卡的设计;·分析工业控制系统在拉链机和铝锭连铸堆剁机组中的应用;·基于CAN总线的工业控制系统研究的总结与展望
葛雄飞[4]2008年在《轻型卡车CAN总线应用研究与设计》文中认为随着电子技术的发展,利用电子技术提高汽车的性能已经是汽车开发中的一个重要手段。汽车上的电控单元越来越多,传统的线束已经不能满足通讯要求,同时线束大量使用也增加了车辆的重量和不可靠性。因此总线技术在汽车上的应用,解决了信息共享与控制单元之间的高效率通讯。本文针对简式国际汽车设计北京(有限)公司开发的一款高端轻型卡车,对CAN总线在该系列车型上的应用进行了研究与系统设计。通过查阅与收集大量的国内外的资料,对国内外的总线技术的应用与现状进行了分析。本文的课题背景是卡车CAN总线的应用,对国际上主流的商用车通讯协议SAEJ1939协议进行了深入的研究并在该项目上采用J1939协议。本文的主要内容是构建一个适合卡车应用的车用总线系统平台,采用高低速总线结合的型式。对动力传动系统总线各节点通过总线的控制流程与方法进行了详细的研究。对车身总线节点的设置从整个卡车系列的电气平台的角度考虑,结合成本与性能优化设计了各控制节点,并研究了各节点间的通讯与控制时序。通过对J1939的研究制定了基于J1939的车身总线通讯协议。最后对高速的动力传动系统总线和低速的车身总线的网络负载进行了分析,对总线系统通讯是否可靠与安全做出初步的判断。
吴招辉[5]2008年在《基于工业以太网的远程测控通信技术研究》文中研究表明随着嵌入式应用的快速发展,计算机技术、通信技术以及以太网技术的广泛应用,引发了工业控制领域的深刻技术变革。控制系统结构网络化与控制系统体系开放化将是控制系统发展的未来。因此,工业以太网远程控制技术将是继现场总线控制系统(FCS)技术后新的发展趋势。CAN(Controller Area Network)总线作为有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络,在世界得到大面积的推广与应用。越来越多的工业设备采用CAN总线联网,组成分布式控制系统。以TCP/IP协议等协议为基础的Internet除了在通用计算机(PC机)上得到普及外,开始进入工业控制领域。现场设备接入以太网将大大提高控制系统的分布式特性,所以研究基于工业以太网的远程测控通信技术显得及时而且必要。针对工业以太网与CAN总线互联测控通信的研究,本文主要从以下两个方面进行了研究:一、基于CAN总线智能控制节点的设计。智能控制节点采用步进电机作为控制单元,CAN总线与控制节点的通信采用经典连接方式,并且通过单片机实现智能节点的控制。二、基于Ethernet-CAN总线的嵌入式网关的设计。这部分介绍了嵌入式网关的硬件设计以及μC/OS-Ⅱ下以太网与CAN总线之间的协议转换。通过这种不同总线的互联,实现对生产设备的控制。本文正是基于μC/OS-Ⅱ+TCP/IP+CAN的解决方案,以μC/OS-Ⅱ为软件平台,ARM为硬件模拟平台,开发了一种嵌入式的网关协议转换器;以单片机为平台设计CAN智能控制节点,最终实现以太网的远程控制。本文涉及CAN总线技术、TCP/IP技术、嵌入式系统等多方面技术,并主要针对系统的特点着重介绍整个系统的设计思路、需要考虑的问题、整个硬件电路的设计原理以及软件部分的实现。
张海艳[6]2008年在《RS232/485与CAN总线协议转换器的研究与设计》文中进行了进一步梳理现场总线(Fieldbus)是一种应用于生产现场,在现场设备之间、现场设备与控制室之间实行双向、串行、多节点数字通信的技术。但现场总线在协议标准上存在的差异给实践带来复杂性,也影响了总线之间的开放性和可互操作性。这种情况下,就需要利用协议转换器使不同总线之间互联。因此,本文针对传统的RS485网络与CAN总线之间的互联设计出一种协议转换器,将其应用在温度监测系统中,通过RS232接口连接上位机,实现对两种网络温度数据的监控。本文首先针对CAN总线在实时性方面的局限性,在分析了CAN总线的通信原理包括报文格式、帧结构及错误类型等内容的基础上,总结给出改进其实时性问题的方法——动态优先级分配机制。其次,设计出RS232/RS485与CAN总线协议转换器的硬件电路,主要包括核心模块、CAN总线接口、RS485接口和RS232接口以及系统供电,采用AT89S51为主控制器进行数据的处理,以SJA1000为CAN总线控制器,P28C250为CAN总线收发器共同完成CAN总线的数据收发。然后,在硬件基础上,设计出各功能模块的通信程序,其中包括主程序模块、CAN通信模块、RS485通信模块、RS232通信模块以及通过RS232与上位机连接的人机交互程序。在CAN通信模块和RS485通信模块中都采用中断方式接收数据和发送数据,人机交互程序可以使协议转换器对CAN总线和RS485网络上的参数进行管理和动态地配置。本文设计的协议转换器可以应用在电缆温度监测等监控系统中,能够将RS485网络和CAN总线网络连接起来,很好地完成了由两种现场总线构成的监控网络的数据采集任务,为今后协议转换器应用到更多工业现场奠定了基础。
孟诏[7]2008年在《基于CANopen协议的CAN总线控制系统研究》文中研究表明传统的机械传动方式一般采用长轴来传递力矩,以期达到同步运行的目的,但是随着生产技术的不断进步以及对设备精度要求的不断提高,长轴刚性,稳定性差,噪声大的弱点暴露无遗。针对这一现象,无轴传动技术做为一种新兴的高精度的传动技术在国内外悄然兴起,它以相互独立的伺服电机系统代替了原有的机械长轴,通过程序软件以及工业现场总线控制系统来实现虚拟的轴。而作为无轴传动技术重要组成部分的现场总线技术是工业现场控制领域中一门新兴的通讯技术。CAN总线就是其中之一,它是一种串行总线通讯协议,具有成本低、速度快、实时性和可靠性高的特点,成为在世界范围内得到广泛使用的现场总线国际标准之一。CANopen是基于CAN总线的高层协议,近年来在自动化控制领域得到广泛的应用。Labview是虚拟仪器概念的首创者,是美国NI公司推出的一个图形化软件开发环境,Labview非常容易和各种数据采集硬件集成,可以和多种主流的工业现场总线通讯以及与大多数通用标准的实时数据库链接。本论文介绍了应用于印刷机无轴传动系统的CANopen从站模块的开发。主要内容包括从站模块的硬件设计、CANopen通讯协议的研究与分析、CANopen从站模块的软件设计、Labview监控软件的设计、步进电机驱动模块设计以及系统调试部分。本课题的难点是CANopen协议在从站系统软件设计中的实现。
袁媛[8]2007年在《CAN总线在机车微机控制系统中的应用研究》文中研究说明随着电力电子技术和计算机控制技术的快速发展，机车设备越来越多地采用计算机控制，而采用网络控制技术可以保证计算机控制的机车设备在工作时能够相互协调。由于各种现场总线技术的迅速发展，使得在机车微机控制网络中应用现场总线控制技术成为可能。因此，为了改善机车的控制性能，提高机车运行的可靠性，便于司机对机车设备的集中控制与管理，机车采用微机控制已成为机车控制技术发展的必然，而机车微机控制网络采用现场总线技术已成为发展的普遍趋势。根据列车通信网络TCN标准，列车通信网络由叁级总线构成即列车级总线(WTB)、车辆级总线(MVB)和设备级总线，此标准对设备级总线不作规定。本文根据现有机车设备级控制系统的功能和控制方式，经过几种现场总线技术特点的比较及CAN总线在机车控制中的可行性分析，确定选用CAN总线作为机车微机控制网络中的设备级控制总线。根据网络系统设计的一般性原则，对机车设备级CAN总线网络结构进行了设计，使得此网络具有通用性、可扩展性、高可靠性等特点，并在此基础上提出了一种网络冗余的设计方案，保证了数据传输的可靠性和实时性。依据计算机网络操作系统的功能和设计思想，本文提出了机车设备级CAN总线网络操作系统的具体设计思想，并制定了应用层协议。本文对构成机车设备级微机控制网络的硬件系统结构进行了设计，进一步对该系统进行了合理的软件设计，并通过实验验证了整个系统设计的合理性。最后依据所研究的结果提出了构建机车设备级CAN总线网络的建议。通过此机车设备级微机控制网络可以对列车牵引制动及辅助系统设备进行控制；对机车各主要设备进行状态检测，了解各设备的运行状态，使得司机对其实现更有效的实时控制，从而保证机车运行的安全性和可靠性。
金振华[9]2013年在《基于CAN总线的分布式数控系统研究》文中提出当今时代,伴随着信息技术的快速进步,普通数控系统普遍存在着自动化水平低,且网络化水平低等问题。CAN总线作为当今自动控制方面研究应用的热点技术,能够用其实现开放以及数字化的多点的稳定通信网络,在汽车、工业现场、智能大厦等各种领域应用的越来越广泛。由其组建的系统具有开放性的特点,以及易于扩展升级,设计及布线简单,系统运行稳定,开发成本低,使用及维护工作容易等优点。将CAN总线技术应用于数控系统中,从而可以很好的解决现代普通数控系统中的上述问题,实现了对数控系统的升级换代。本文通过使用CAN现场总线技术以及PC机技术,设计了一个分布式的数控系统。本文中给出了系统的整体结构,对CAN总线协议作了详细的介绍。本文以CAN总线作为主要的研究对象,完成了对于CAN总线分布式数控系统下位机节点的硬件及其软件的设计工作,以及上位PC机的监控软件以及通信软件的设计工作。从而实现通过CAN总线将上位机与下位机连接起来组建分布式数控系统,PC机通过CAN总线将控制运动控制指令传递给下位机节点,从而来实现对数控系统进行控制的工作,下位机同时将实时运动状态通过CAN总线传递给上位机,用以实现上位机对下位机的状态进行实时监控。PC机通过CAN总线适配卡与下位机智能节点相连,系统中CAN总线适配卡采用插接式,即插即用,使用起来方便灵活。下位机节点硬件设计主要包括单片机以及CAN协议转换模块和电机控制模块,下位机软件主要包括CAN总线通信程序以及电机控制程序。在上位机的设计部分,主要包括系统初始化模块、通信模块、界面显示操作模块以及插补算法模块,上位机软件使用C++Builder来实现。插补算法采用开环控制算法,文中给出了在本系统中对于CAN总线应用层协议的制定,并且系统进行的调试试验。本系统的结构合理、性能可靠,提高了数控系统的集成度,实现了PC机和数控设备之间的数据稳定快速传输,并可广泛应用于其他分布式测控系统中。本系统具有简单易用、运行稳定、成本低廉的优点。
邵黎君[10]2004年在《基于CAN总线的仿人机器人关节控制系统研究》文中指出机器人是20世纪人类最伟大的发明之一,仿人机器人则是其中尖端技术的代表。机器人控制系统作为机器人运行的核心,其性能直接决定机器人的技术水平,因此对仿人机器人控制系统的研究具有重要的实际意义。本论文工作是清华大学“985”重点项目“拟人机器人技术及其系统研究”中的一部分,主要研究THBIP-I仿人机器人样机控制系统。论文首先考察了当前国内外仿人机器人控制系统的研究发展现状,并分析了仿人机器人控制系统的组成、层次结构及控制要求,就当前控制系统存在的不足,通过论证比较提出了基于CAN总线的分布式现场总线控制方案。然后结合THBIP-I自身特点提出了基于CAN总线的分布式双子网仿人机器人控制系统。论文详细论述了控制系统协调层和执行层的硬件实现和软件设计。该控制系统基于嵌入式平台搭建,硬件上,采用分布式双子网结构降低了系统的复杂度,提高了系统的稳定性;软件上,提出并实现了双子网轮发通讯优化技术,提高CAN模块利用率,并且通过优化CAN应用层通讯协议,避免了数据的冗余传输,提高了网络带宽的利用率。由于采用了标准的硬件平台、通讯总线以及开发语言,因此控制系统具有较好的可移植性。器件的标准化以及设计的模块化使得系统开发、维护的成本也大大降低。这两点较好地解决了现有仿人机器人控制系统的不足。最后,论文设计并制作了机器人关节通用实验平台,并在Windows下完成其上位机控制软件,用于验证控制系统,它在控制系统研究中具有较高的实用价值。实验结果显示,基于CAN总线的分布式双子网仿人机器人控制系统具有良好控制品质,较好地满足了THBIP-I仿人机器人的控制要求。
参考文献：
[1]. 汽车车身舒适系统的CAN总线及其测控技术的研究[D]. 屈敏. 南京林业大学. 2007
[2]. 汽车车身的CAN总线控制系统研究与应用[D]. 吴海红. 南京理工大学. 2007
[3]. 基于CAN总线的工业控制系统的研究与应用[D]. 杨振宇. 厦门大学. 2007
[4]. 轻型卡车CAN总线应用研究与设计[D]. 葛雄飞. 合肥工业大学. 2008
[5]. 基于工业以太网的远程测控通信技术研究[D]. 吴招辉. 武汉理工大学. 2008
[6]. RS232/485与CAN总线协议转换器的研究与设计[D]. 张海艳. 大连海事大学. 2008
[7]. 基于CANopen协议的CAN总线控制系统研究[D]. 孟诏. 北京工业大学. 2008
[8]. CAN总线在机车微机控制系统中的应用研究[D]. 袁媛. 大连交通大学. 2007
[9]. 基于CAN总线的分布式数控系统研究[D]. 金振华. 山东大学. 2013
[10]. 基于CAN总线的仿人机器人关节控制系统研究[D]. 邵黎君. 清华大学. 2004
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