1 / 24
文档名称:

CAN总线的双机冗余系统设计.doc

格式:doc   大小:2,760KB   页数:24页
下载后只包含 1 个 DOC 格式的文档,没有任何的图纸或源代码,查看文件列表

如果您已付费下载过本站文档,您可以点这里二次下载

分享

预览

CAN总线的双机冗余系统设计.doc

上传人:才艺人生 2024/4/30 文件大小:2.70 MB

下载得到文件列表

CAN总线的双机冗余系统设计.doc

相关文档

文档介绍

文档介绍:该【CAN总线的双机冗余系统设计 】是由【才艺人生】上传分享,文档一共【24】页,该文档可以免费在线阅读,需要了解更多关于【CAN总线的双机冗余系统设计 】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。CAN总线的双机冗余系统设计本科生课程设计(论文)II课程设计(论文)任务及评语院(系):电气工程学院教研室:自动化学号学生姓名专业班级课程设计(论文)题目CAN总线的双机冗余系统设计本科生课程设计(论文)III课程设计(论文)任务进度计划指导教师评语及成绩平时:论文质量:答辩:总成绩:指导教师签字:年月日本科生课程设计(论文)V注:成绩:平时20%论文质量60%答辩20%以百分制计算摘要CAN总线的高性能和可靠性已被认同,并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。随着功能强大的单片机在控制领域应用的不断深入,容错控制系统也在不断地发展,在一些特定的场合下,如在航空航天、军事、铁路、石油、化工、电力等重要部门和在恶劣工作环境下工作的计算机控制系统,对系统安全性、可靠性、可用性的要求更高。双冗余系统的两个模块同时执行一样的操作,在其中一个模块出现故障的时候,可以自动判断切换,以保证系统稳定、可靠、不间断的工作。双冗余系统不仅有较高的可靠性,而且有很高的安全性,因此在控制领域中可广泛应用。关键词:CAN总线;单片机;双冗余系统;本科生课程设计(论文)V目录第1章绪论 2第2章课程设计的方案 5第3章系统硬件设计 9第4章软件设计 13第5章课程设计总结 16参考文献 17本科生课程设计(论文)VI2第1章绪论CAN总线的发展CAN(work)是现场总线的一种,即控制器局域网,CAN是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络,是由德国***公司为汽车的监测和控制系统而设计的,目前CAN总线规范已被国际标准化组织ISO制订为国际标准ISO11898,并得到了Motorola,Intel,Philips等大半导体器件生产厂家的支持,迅速推出各种集成有CAN协议的产品,用于汽车内部检测部件与执行部件间的数据通讯。但随着时间的发展,其应用范围已不再局限于汽车工业,仅在国内,其应用已遍及过程控制、***、智能建筑、智能电器、化学工业、码头货运、分布管理等领域,并且得到了快速发展。CAN总线已形成国际标准,并已被公认为几种最有前途的现场总线之一。CAN通信特点与其它同类技术相比,CAN在可靠性、实时性、和灵活性方面具有独特的技术优势,其主要技术特点为:(1)CAN总线上任一节点均可在任意时刻主动地向其它节点发起通信,节点不分主从,通信方式灵活。(2)可将CAN总线上的节点信息,按对实时性要求的紧急程度,分成不同优先级,最高优先级的数据可在最多134μs内得到传输,以满足控制信息的通信要求。(3)CAN采用载波监听堕落访问、逐位仲裁的非破坏性总线仲裁技术。一是先听再讲,二是当多个节点同时向总线发送报文而引起冲突时,优先级较低的节点会主动地退出发送,而最高优先级的节点可不受影响的继续传输数据,从而大大的节省了总线冲突仲裁时间。(4)CAN的直接通信距离最远可达10Km(速率5Kb/s以下);通信速率最高可达1Mbps(此时通信距离最长为40m)。(5)CAN上的节点数主要决定于总线驱动电路,目前可达110个,报文标示符可达2032种(),而扩展标准()的报文标识符几乎不受限制。(6)采用短帧结构,传输时间短,受干扰概率低,具有极好的检错效果。(7)CAN节点中均设有出错检测、标定和自检的强有力措施。出错检测的措施包括发送自检、本科生课程设计(论文)2循环冗余码检验、位填充和报文格式检查。因而数据出错率低。(8)CAN总线的通信介质可为双绞线、同轴电缆或光线,选择灵活。,消费者对于汽车功能的要求越来越多,汽车上所用的电控单元不断增多,电控单元之间信息交换的需求,使得电子装置之间的通讯越来越复杂,同时意味着需要更多的连接信号线,这就促进了车用总线技术的发展。CAN总线的出现,就是为了减少不断增加的信号线,所有的外围器件都可以被连接到总线上由于CAN总线具有可靠性高、实时性好、成本合理等优点,逐渐被应用于如船舶、航天、工业测控、自动化、电力系统、楼宇监控等其他领域中。电量采集及计量系统是一个较新的领域,涉及的专业多,系统管理的计量点数量庞大。系统包括数十个变电站,数百多个计量点,应用最先进的计算机网络通信和控制技术,采用分层、分布、开放型结构,充分考虑了系统功能的全面性、实用性,实现变电站电能量的自动采集、传输、存储、分析、计费、管理、监控和WEB发布功能。目前在局域网上的用户通过IE浏览器即可浏览该系统采集的各厂站的电能量数据;可了解到每天各市各县的供电量;可全面掌握电子式电能表的各种运行参数;可了解到各厂站每天的母线不平衡率、主变线损、全站线损情况。同时该系统可与全市的大用户负荷管理系统接口,可进一步了解到各联络线线损和专线线损情况。系统通过当地移动通讯部门,将手机卡安装在用户端加装的电量采集终端内,利用无线通讯技术和网络,随时采集用户计费表的表码、电流、电压、功率、失压记录等各种运行数据,实现了远程自动抄表、数据对比分析。如果用户端有窃电行为,预设的报警功能可及时提醒。本科生课程设计(论文),设计了一种基于CAN总线的双机冗余系统的设计方案,防止在其中一套系统出现故障时,另一套系统能立即启动,代替工作。总体结构是通过单片机连接总线控制器、总线收发器、总线切换器,进行数据传递并控制工作。本方案以MSP430F149单片机作为主控核心,与CAN总线控制器SJA1000完成通信协议。CAN总线收发器TJA1050、总线切换器、总线控制器等模块组成核心主控制模块。总线切换器进行主站从站工作的切换,使当系统发生故障时,冗余配置的部件介入并承担故障部件的工作,由此减少系统的故障时间。。(论文),本系统应由主控制器、现场总线收发器、现场总线控制器、上位机等几部分组成。主控机和执行器的选型关系到系统的实用性、经济性和可靠性等方面,因此器件的选型显得尤为重要。下面依次对各个组成部分进行选择。,但本次课程设计,考虑到节约成本,方便简单等方面的综合因素,选用方案二中的单片机作为主控制器。考虑到本系统程序部分较大,而且要求经济实用,处理速度快,综合考虑选择方案二。方案一:采用AT89C51单片机作为主控制器,AT89C51片内存储器采用闪速存储器,使程序写入更方便;芯片尺寸小,使整个硬件电路更小。此外价格低廉、性能比较稳定,CPU具有8K′8ROM、256′8RAM、2个16位定时计数器、4个8位I/O接口。AT89C51是一种低功耗、低电压、高性能的8位单片机。方案二:采用MSP430F149单片机作为主控机。MSP430F149具有低成本和超低功耗的特点,闪存高达16KB,具有通用串行通讯接口和10位ADC,处理速度极快。MSP430F149是一种16位处理器单片机,与8位单片机相比占绝对优势。。CAN总线可以根据不同的现场环境选择不同的收发器和介质。在本次课程设计中,要求总线连接110个节点,速率达到1Mbps,但是由于TJA1050在待机模式下关闭发送器和过热保护等更加完善的功能,所以本次课程设计中的现场总线收发器,选择方案一,即TJA1050总线收发器。?方案一:TJA1050收发器。TJA1050收发器是Philips公司生产的、用以替代PCA82C250的高速的CAN总线收发器。该器件提供了CAN控制器与物理总线之间的接口以及对CAN总线的差动发送和接收功能。TJA1050与ISO11898标准完全兼容,具有过热保护,总线与电源及地之间的有短路保护功能。方案二:PCA82C250/251收发器。PCA82C250/251收发器是协议控制器和物理传输线路之间的接口。此期间对总线提供差动发送能力,对CAN控制器提供差动接收能力,可以在汽车和一般的工业应用上使用。PCA82C250/251收发器完全符合ISO11898标准高速率,最高可达到1Mbps,可连接110个节点,工作温度范围为-40~125℃。本科生课程设计(论文)