基于CAN总线的电动汽车中继站研究

针对纯电动汽车电机控制器开发环境大多独立于整车系统造成的两者间通信报文和传输速率不相同的问题,对CAN总线多节点分布技术在纯电动汽车通信中的应用进行了研究,提出了一种基于瑞萨SH72A2单片机以及CAN总线技术的通信中继站设计方法。在分析电机控制器和整车报文的基础上,推导了通信报文转换的格式,建立了中继站的硬件模型和总体功能结构,并结合现场总线多节点通信技术的相关理论,提出了中继站与电机控制器和整车控制器的双通道CAN通信方法,实现了基于J1939协议的CAN通信中继站的软件设计。在搭建的CAN通信平台和整车控制平台上,分别进行了报文转换和CAN通信稳定性实验。研究结果表明,该中继站能够实现数据采集和报文转换功能,双通道CAN通信响应迅速、可靠性高。     

矿山CAN总线数据采集系统的设计

本文介绍了一个CAN总线数据采集系统的设计。在说明了CAN总线特点的同时，阐述了CAN通信节点的组成和通信原理。该系统在工业现场收到了预期的效果。     

CAN总线在VRV变频空调系统中应用

提出用CAN总线技术实现VRV空调系统中室内机与室外机之间通信的设计方案.在分析CAN总线技术特点和VRV空调系统通信要求的基础上,确定通信结构和通信对象模型,给出VRV空调系统拓扑结构、CAN通信硬件方案和软件设计思想.经试验调试证明,利用CAN总线技术能有效地解决VRV空调系统中室内机与室外机之间的通信问题.     

基于SJA1000的CAN网桥设计

针对矿井变电所分布广、线路长等特点，设计出一种基于单片机89C54RD＋、CPLD芯片和CAN控制器芯片SJA1000为核心的CAN网桥，连接不同区域的变电所CAN子网，实现基于CAN总线的分布式矿井电力监控系统网络通信。利用SJA1000的验收滤波器原理，完成双端口CAN网桥的滤波转发、广播通信等基本功能。实践表明：CAN网桥具有良好的广播与转发功能，通信可靠性高，有效扩展了CAN网络的通信距离，值得推广应用。     

基于CAN/LIN总线车身网络优化设计与CAN通信实现

综合考虑了车身网络布线、车身结构、成本因素以及后续开发工作的可扩展性,提出了一种基于CAN/LIN总线的车身网络优化设计方案.设计采用集成的Freescale的控制芯片进行了CAN通信节点、CAN/LIN网关节点(LIN主节点)和LIN从节点的硬件原理设计.最后,搭建一个CAN通信实验台,并实现了CAN通信和节点数据采集控制目的.提出的车身网络优化设计方案有效简化布线、降低设计和开发成本,并且用实验证明了其CAN通信和控制可行性.     

CAN总线技术及其在轨道交通制动系统上的应用

针对轨道交通制动系统通信过程中对数据传输可靠性和稳定性的要求,提出了采用CAN总线作为通信协议的方案。对CAN总线通信的特点进行了介绍,基于STM32芯片设计了轨道交通制动系统的CAN通信模块,并编写了CAN通信程序,实现了制动系统的互联和通信。经过调试,CAN总线通信在传输速度、可靠性等方面都能达到使用要求。     

基于CCP协议的汽车ABS标定系统CAN通信模块的研发

CAN总线以其通信效率高、可靠性强、连接方便等优点在汽车电子领域得到了广泛的应用。CCP协议作为CAN通信系统的标定协议,以主从机通信模式实现了CAN网络中标定工具对一个或多个控制器的在线标定和实时监测。基于CCP协议的汽车ABS标定系统CAN模块的研发,为ABS控制系统的开发提供了准确、实时的通信保证,显著缩短了ABS控制系统的开发周期。     

分布式系统中的CAN总线应用设计

围绕应用于某试验台的CAN总线通信系统设计展开讨论。特别是对CAN总线通信系统的构建、通信可靠性和上位机通信编程等几个部分进行深入的分析，并且有针对性地提出了改进设计的方法。     

CAN总线在粮情自动检测系统中的应用

介绍基于CAN的粮情自动检测系统的设计，着重讨论了利用CAN总线进行通信的通信规程。     

基于CAN总线的车辆单车试风微机控制系统

介绍了一个成功研制的基于CAN总线的分布式控制网络系统.该系统利用遥控器、CAN控制节点、CAN总线、CAN转RS-232通信卡和信息数据库,很好地实现了车辆单车试风微机控制系统中的现场状态检测、遥控和通信功能,并且在SQL Server数据库中实现了数据的长期存储和浏览.     

基于Zigbee无线传感器网络食用油监测系统的设计

针对多次煎炸食用油会产生致癌物的严重安全问题,提出基于Zigbee无线传感器网络食用油实时监测系统的研究方案。通过采集煎炸食用油的极性组分等参数来对其预处理、A/D转换、数据分析等,通过串口将数据传输至PC机,并通过监控软件进行显示、分析和存储。采用CC2530无线射频收发芯片IC-SoC为核心设计节点硬件,以Z-Stack协议栈作为节点软件,ZigBee采用CSMA/CA机制,有效解决了多个传感器节点同时发数据给协调器带来的信道拥塞冲突问题。该方案成本低廉、性能稳定、易于扩展、方便快速地组建实时监测网络系统,极大地提高生产企业的生产效率。     

Performance evaluation of wireless networked control system via IEEE 802.15.4 with time-triggered CSMA/CA algorithm

This paper focuses on performance evaluation of wireless networked control system (NCS) via IEEE 802.15.4 with time-triggered contention-based carrier sensing multiple access with collision (CSMA/CA) algorithm to satisfy the industrial quality-of-service (QoS). Although the IEEE 802.15.4 is considered to a promising protocol for wireless NCS, its performance is not stable and its delay is not bounded under heavy traffic because its medium access control (MAC) is based on the contention-based CSMA/CA scheme. As an alternative approach to avoid these limitations, this paper presents a time-triggered CSMA/CA algorithm for IEEE 802.15.4 non-beacon mode that relies on a time division multiplexing access (TDMA) method. The time-triggered CSMA/CA algorithm for IEEE 802.15.4 non-beacon mode was implemented an experimental wireless NCS, and its control performance was compared with conventional CSMA/CA algorithm. Based on the experimental results, the time-triggered CSMA/CA algorithm is a feasible alternative for wireless NCS.     

基于无线传感器网络的煤矿监测预警系统

现有的有线煤矿监测预警系统只能在主矿道中应用,而复杂的地下工作区域仍是监测预警的"盲区".为了能够有效地解决这一问题并且减少事故的发生,本文提出了一种基于无线传感器网络和嵌入式平台的监测预警系统.通过传感器,对环境中CO、CH4、温度、湿度、光强等值进行监测.该系统采用了IEEE802.11MAC协议CSMA/CA,以及DCF模式.同时采用了MESH无线传感器网络分析与管理平台,利用此平台收集每一个节点的信息,进行数据汇聚与进一步数据分析,根据所收集的各节点数据自动生成相应图表和做出超限报警提示.     

基于无线传感器网络的机动车尾气在线监测系统

讨论了如何将固态电化学传感器与无线传感器网络相结合,来实现机动车尾气在线监测.首先提出了系统的工作原理和设计框架;在系统构成上,采用传感器节点、基站、数据处理监控中心的三层结构;最后重点研究了TiO2氧敏材料传感器的检测方法和CSMA/CA算法的实现机理.从而实现了机动车尾气在线监测功能,对城市空气的净化和生态环境的平衡起到良好促进作用.     

NDIS-based four-layer architecture for IEEE 802.11b with a virtual scheduling algorithm

This paper examines the feasibility of using the IEEE 802.11b protocol for wireless networked control systems (NCSs). The IEEE 802.11b protocol is not suitable for industrial networking because the medium access control method is contention-based CSMA/CA, which exhibits unstable performance with an unbounded delay distribution under heavy traffic. To avoid these limitations, we present a four-layer architecture for IEEE 802.11b based on the network driver interface specification (NDIS) combined with a virtual scheduling algorithm. We compared the performance of the NDIS-based wireless NCS to that of a conventional wireless NCS. Experimental results showed that the NDIS-based four-layer architecture for IEEE 802.11b is a very promising alternative for wireless industrial networking.     

Data driven CAN node reliability assessment for manufacturing system

The reliability of the Controller Area Network(CAN) is critical to the performance and safety of the system. However, direct bus-off time assessment tools are lacking in practice due to inaccessibility of the node information and the complexity of the node interactions upon errors. In order to measure the mean time to bus-off(MTTB) of all the nodes, a novel data driven node bus-off time assessment method for CAN network is proposed by directly using network error information. First, the corresponding network error event sequence for each node is constructed using multiple-layer network error information. Then, the generalized zero inflated Poisson process(GZIP) model is established for each node based on the error event sequence. Finally, the stochastic model is constructed to predict the MTTB of the node. The accelerated case studies with different error injection rates are conducted on a laboratory network to demonstrate the proposed method, where the network errors are generated by a computer controlled error injection system. Experiment results show that the MTTB of nodes predicted by the proposed method agree well with observations in the case studies. The proposed data driven node time to bus-off assessment method for CAN networks can successfully predict the MTTB of nodes by directly using network error event data.     

控制网络的性能分析与评价

通过对支持工业现场设备实时通信控制网络的研究，为通信协议的改进和实际工程应用提供指导。从周期性信息时延的确定性、有界性和网络性能出发，对CAN总线（CSMA／CA）、Ethernet（CSMA／CD）、Profibus总线（混合介质访问方式）和FF总线（集中介质访问方式）的通信机制进行定量和定性的对比分析。由信息负载率与吞吐量、平均信息时延、通信冲突率和网络利用率的关系可知，CAN总线在诸多性能方面优于Ethernet，FF总线在实时性方面优于Profibus总线。因此CAN总线特别适合于短通信距离的基于事件触发的现场信息实时通信，FF总线适合于对周期性信息具有严格实时性要求的应用场合。     

基于证据理论和贝叶斯网络的液压驱动系统可靠性分析

为解决因结构复杂、数据缺乏、人的认知水平不足等导致液压系统存在不确定性,以及液压系统存在多性能、多故障状态等多态性问题,提出了液压系统证据理论和贝叶斯网络相结合的可靠性分析方法。证据理论能够很好地处理不确定信息,利用证据理论的似然概率和信任概率描述根节点的失效可能性区间,解决根节点的故障概率存在不确定性及不易精确获取的问题;利用贝叶斯网络描述系统多态性,运用其推理算法给出了叶节点故障概率区间、根节点重要度区间以及根节点的灵敏度区间的计算方法。将该方法运用到工程机械液压驱动系统中,通过分析表明该方法能够有效地描述不确定性及多态性问题。     

基于802.15.6协议的MAC层接入访问方法研究

近年来,人体局域网(BAN,Body Area Network)迅速崛起,它是通过附着在人体表面或植入人体内的传感器系列节点在人体范围内进行通信的新型无线传感器网络。BAN节点具有能耗小,可扩展性高等特点,在人们的日常生活、医疗等领域广泛应用。它将采集到的生命体征信息ECG(Electrocardiogram),EEG(Electroencephalography)等汇聚到智能终端,通过现有的宽带无线传输网进行数据的传输,即可以实现随时随地的"自我感知""自我跟踪",极大的满足了医疗领域智慧医疗的需求。本文研究了通用网络MAC层中典型的三种接入方式Aloha、S-aloha、CSMA(Carrier Sense Multiple Access),比较其对整体网络性能的影响,并以15.6协议中规定的超帧结构为基础提出了一种具有业务优先级的新型超帧结构。在此帧结构中的竞争阶段运用S-aloha接入机制,在OPNET仿真平台上通过改变节点数个数、信道码率、数据包大小等参数分析对比出最适合BAN接入机制的模型。     

基于ART-并行BP神经网络的柴油机故障诊断研究

造成柴油机故障的因素十分复杂,既存在单一类的故障,也存在多故障并存的现象,而且还会出现新型故障,仅仅依靠单一神经网络技术的故障诊断已经很难满足对柴油机的有效诊断要求。本文在信息决策层融合的基础上,以自适应谐振理论ART和误差反向传播并行BP两种神经网络为基础,建立了用于柴油机故障诊断的新型神经网络模型,以对柴油机系统工作过程多种故障进行诊断识别。通过与单一神经网络诊断识别结果的分析和比较,验证了该神经网络诊断模型的可行性,它能够进行多传感器信息综合诊断,既能识别单故障和并发故障,又具有识别新型故障的能力,可有效地提高对柴油机故障诊断的准确性和可靠性。