嵌入式CAN總線與以太網(wǎng)冗余網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、現(xiàn)代船舶自動(dòng)化面向大型化、高速化、智能化迅速發(fā)展，因此對船舶的自動(dòng)控制要求也越來越高。CAN總線因?yàn)槠漭^高的可靠性、網(wǎng)絡(luò)安全性、實(shí)時(shí)性和低成本性在船舶機(jī)艙等強(qiáng)干擾的環(huán)境中具有廣泛的應(yīng)用。盡管CAN總線具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但CAN總線不適合遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸及遠(yuǎn)程控制。而以太網(wǎng)穩(wěn)定的通信質(zhì)量、自糾錯(cuò)功能以及開放性強(qiáng)、傳輸距離不受限制等優(yōu)點(diǎn)可以彌補(bǔ)CAN總線的缺點(diǎn)。并且以太網(wǎng)的特性也方便多個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)的信息大量集中后的管理。
　　CAN總線與以

2、太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)是一種CAN總線與以太網(wǎng)之間協(xié)議轉(zhuǎn)換的裝置，主要作用是實(shí)現(xiàn)CAN總線數(shù)據(jù)與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的雙向透明傳輸。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種在硬件上雙路冗余熱備份的網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)采用分離式多線程的設(shè)計(jì)方案，以ATMEL-SAM9X25為核心處理器，嵌入式Linux系統(tǒng)為平臺(tái)，設(shè)計(jì)了一種采用公共數(shù)據(jù)交互區(qū)的操作方法，將信息交互的熱備份冗余方式增加到4種。
　　本文通過研究CAN總線基本原理，結(jié)合linux系統(tǒng)的特點(diǎn)，將整個(gè)設(shè)計(jì)方案分為CAN總線傳輸

3、、以太網(wǎng)傳輸、公共數(shù)據(jù)交互區(qū)動(dòng)態(tài)管理、故障監(jiān)測等多個(gè)部分。通過建立公共數(shù)據(jù)交互區(qū)以及公共信號量，使多個(gè)線程之間協(xié)同工作，提高了整個(gè)網(wǎng)關(guān)的實(shí)時(shí)性和可靠性，并增加了2種冗余方式。本文各個(gè)部分中:CAN總線傳輸部分實(shí)現(xiàn)了波特率設(shè)置、屏蔽碼設(shè)置以及數(shù)據(jù)傳輸;以太網(wǎng)傳輸部分實(shí)現(xiàn)了參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)傳輸;公共數(shù)據(jù)交互區(qū)部分實(shí)現(xiàn)了互斥操作和動(dòng)態(tài)管理;故障檢測部分中實(shí)現(xiàn)了CAN總線和以太網(wǎng)的故障檢測。
　　本文在以太網(wǎng)傳輸中主要以TCP協(xié)議為主，同時(shí)