基于ARM的TTCAN网络系统的研究与实现

TTCAN是基于时间触发机制的CAN高层协议,可以有效改善CAN通讯实时性和确定性。本文通过对TTCAN协议和调度算法分析研究,采用TTCAN同步机制的Level 1级校准同步整个TTCAN网络,实现了以调度主站和多个从站构成的TTCAN网络。系统以S3C2410ARM处理器为核心,采用CAN控制器MCP2515,构建TTCAN的调度主站,采用MSP430设计从站节点。最终的通讯测试结果验证了系统硬件和软件调度算法的正确性,具有较好的应用价值。     

无源二线制智能数字显示表的设计与实现

TTCAN是近几年发展起来并广泛应用于汽车以及其它一般工业控制系统的实时传输协议[1].分析了TTCAN网络平台对于周期性消息及非周期性消息的调度策略,分别对其进行改进,并通过遗传算法对系统矩阵周期调度表进行优化,之后利用Simulink中的Stateflow工具针对一般工业控制系统建立了TTCAN网络调度仿真平台,并对仿真平台进行优化,优化后的仿真平台较好地提高了网络系统带宽利用率,增大了总线通信量,降低了各传感器节点周期性消息的响应时间和非周期性消息的延时时间,从而改善了网络平台的通信实时性能.     

TTCAN网络调度平台的设计优化

TTCAN是近几年发展起来并广泛应用于汽车以及其它一般工业控制系统的实时传输协议~([1]).分析了TTCAN网络平台对于周期性消息及非周期性消息的调度策略,分别对其进行改进,并通过遗传算法对系统矩阵周期调度表进行优化,之后利用Simulink中的Stateflow工具针对一般工业控制系统建立了TTCAN网络调度仿真平台,并对仿真平台进行优化,优化后的仿真平台较好地提高了网络系统带宽利用率,增大了总线通信量,降低了各传感器节点周期性消息的响应时间和非周期性消息的延时时间,从而改善了网络平台的通信实时性能.     

TTCAN的硬件实现以及在智能压路机上的应用

虽然CAN总线广泛应用于汽车等工业领域,但是在一些硬实时系统(hardware-enabled real-time system)中,比如线控转向和线控刹车,CAN的实时性能满足不了应用要求.为了改善CAN的实时性能,引入了基于时间触发的控制器局域网(TTCAN).主要对TTCAN协议的机理和协议的实现方法进行了研究,并且利用单片机和其他辅助硬件实现了该协议,并将其应用于智能压路机的控制系统上面.压路机上使用的TTCAN模块主要用于控制发动机、变速器、压实机构、行走系统控制以及转向系统控制,等等.试验证明,基于T89C51CC01单片机TTCAN节点为压路机在各种环境下稳定、可靠地运行提供了保证.     

树状-多层次无线传感器网络路由协议的研究

对一个基于无线传感器网络的数据采集监控系统,根据所采用无线传感器的通信特性,结合对低功耗自适应分层路由协议(LEACH)的网络结构和数据传输性能的分析,提出一种新的树状-多层次路由协议(TSML)。TSML协议采用簇状拓扑结构,通过汇聚节点广播、传感器节点转发信息实现路由路径的探索,传感器节点按照转发信息的次序建立层次,从而构成一个具有树状结构的多层次网络结构。协议规定所有传感器节点间的路由关系存储在汇聚节点,由汇聚节点发送路由信息来寻找待采集的目标节点,目标节点再按照此路由进行反向数据传输,从而实现数据的实时采集和监控。实际应用表明,基于TSML协议组建的树状多层次网络,具有监测范围广、能耗小、网络结构稳定等特点,适用于数据采集监控系统的网络部署。     

基于模拟退火遗传算法的电动汽车网络优化调度

介绍了基于TTCAN协议的电动汽车控制网络的结构组成；在分析TTCAN协议的基础上，设计了一种利用模拟退火遗传算法进行系统矩阵优化的方法，并给出了该算法的具体实现过程；最后利用汽车工业的SAE标准报文子集对该算法进行验证，结果表明，该算法在减小网络抖动方面具有良好的效果。     

基于电动汽车的TTCAN调度算法的研究

文章介绍了基于时间触发机制的CAN总线协议（TTCAN）,基于该协议提出了一种负载均匀的系统矩阵调度算法。利用ATMEL公司的AT91SAM7A3微处理器芯片设计了CAN节点,组成通信网络实验系统。以电动汽车控制系统消息传输模型为例,设计了其消息调度的系统矩阵,并在实验平台上实现了TTCAN调度算法。     

基于资源预留协议的虚拟专用网服务质量研究

整个网络技术正向着高速宽带化方向发展,随着实时点播、视频会议等网络实时业务的兴起,提高专用网服务质量显得越来越重要。在因特网上提供专用网服务质量的技术,已成为当前网络技术研究的热点之一。虚拟专用网作为对传统专线模式的替代,除了提供安全和可靠性方面的保障外,还须提供性能方面的保障。本文在分析资源预留诉基础上,给出一种基于IP安全协议隧道协议的虚拟专用网服务质量的实现方案。     

基于MODBUS协议的PLC与iFIX的通讯研究

本文针对现场网络结构和网络改造的要求，提出了一种iFIX工控软件与西门子CPU200系列PLC的网络连接和通讯方法。该方法以MODBUS协议IO驱动程序为基础，通过开发S7—200的通讯程序，实现主从结构网络的通讯。     

LonWorks总线实时通信协议的研究

从LonWorks总线的介质访问机制入手,本着冲突避免和冲突解决两个原则,论证了LonTalk协议在实时性方面存在的问题.对LonTalk协议的MAC仲裁机制进行了改进,提出了一种新的实时通信协议,解决了因较高优先级节点交替占用总线而使较低优先级节点长期得不到总线使用权的问题.实验结果表明,与原协议相比,新的实时通信协议在网络节点数大于10时,报文最大传送延迟时间减少了72.33%以上,网络有效利用率提高了100%.新的实时通信协议在实时性、确定性等方面均优于原协议.     

基于混合调度算法汽车TTCAN网络设计及实时性分析

针对汽车控制系统CAN总线在处理周期性信号和随机性信号时具有不确定性和信息易死锁等缺陷问题,把服务于时间触发的均匀装载(AL)算法和服务于事件触发的动态优先级提升(DPP)算法相结合,提出了一种基于时间触发的控制器局域网(TTCAN)协议的混合调度策略,介绍了混合调度算法原理及实时性分析方法,构建了基于混合算法的汽车TTCAN系统矩阵,通过应用实例分析,验证了该方案满足汽车控制系统的实时性要求.     

基于CAN总线的船舶数据通信系统

针对船舶传统通信系统存在的问题,提出了基于控制器局域网络(CAN)总线的通信系统网络化方案,分析了磁罗经数据采集模块、无线数据CAN总线接入模块、PCI-CAN总线接口卡模块、步进式方位仪舷角测量模块的设计理念,给出了最基本的CAN总线接口电路原理图,采用了TTCAN协议和双冗余设计理念,最后设计了防雷抗干扰和脉冲群测试实验以测试数据通信系统的可靠性。研究结果表明,系统的可靠性在很大程度上得到了提高,该设计在船用高精度数字磁罗经的项目中得到了成功的应用。     

一种基于TFRC的MPEG-4视频传输和评估系统

TFRC协议非常适合作为视频传输的协议,质量评估对于视频传输系统至关重要。本文提出了一种基于TFRC协议的实时视频传输系统及其在Evalvid改进框架下的评估模型。针对实际的视频文件来评估传输的质量和效率,分析了不同类型的视频帧在传输过程中的丢失情况,以及接收端的视频画面质量。NS2仿真实验结果表明该系统在复杂的网络环境中传输实时视频时,TFRC协议的友好性和平稳的发送速率使得在接收端能获得满意的视频质量。     

基于RT-TCP/IP的实时网络通信实现

传统的TCP/IP网络由于传输的不确定性,无法满足工业实时网络通信的需求。该文基于RT-TCP/IP协议栈,使用客户端/服务端通信模式实现了在RTSS子环境下的实时通信,并通过测试验证了通信网络的实时性能,为RT-TCP/IP实时工业控制网络的应用提供依据。     

基于用户数据报协议的实时网络化测控与实现

分析了以太网技术对企业信息集成化。尤其是现场设备的实时通信带来的影响。对比分析了以太网中TCP协议和UDP协议的特点以及现场实时通信过程待传输数据的特性。介绍了UDP协议在网络化测控系统通信中的数据格式和实现。提出了一种用于矿井下设备监测的远程数据采集和控制系统，旨在为相关设备提供安全、高效和连续的在线监控。