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CGSE控制系统CAN通信分析与设计

何玉

   本文主要研究CGSE(AMS超低温地面支持系统)控制系统中CAN通信的分析与设计工作,包括:通信系统组合架构设计、通信系统具体模块设计和实现、数据传输和封装协议、数据操作和备份系统、底层驱动程序设计和实现等。CGSE的硬件系统使用西门子S7-400H冗余PLC作为控制器,通过Profibus现场总线网络构架分布式的数据采集系统,上位机与控制器DP口的通信通过西门子CP5613A2卡实现;通信接口系统中,采用运行Linux的PC外挂EPP-CAN Box、内插以太网卡的方式,将CAN与Ethernet异构网络互联。系统的软件设计在原有的基于FEP的CAN总线和以太网通信软件的基础上增加了诸多功能,包括CGSE通信系统中,利用Visual C++ MFC架构设计客户端应用程序和ActiveX二次开发组件,使用Socket开发基于TCP连接的网络通信程序,在Linux环境下开发CAN-Bus与Ethernet的通信模块和底层驱动程序。 通信系统的工作主要包括:通信协议和数据格式的转换,Linux底层设备驱动的设计,跨平台的套接字应用,通信模块的划分与整合等。通信协议主要涉及到系统的稳定性和兼容性,在保证顺利传输的情况下保留扩展功能,为其他子系统共享信道创造了条件。数据格式依赖于通信协议的实现,本系统中采用了CAN总线和以太网两种通信方式,对它们设计了不同的数据封装格式。底层驱动开发主要依赖于通信接口和硬件平台,并融合了Linux操作系统的特性,本系统在固化的Linux驱动模式的基础上实现驱动程序与硬件平台的接口,以及与上层应用软件的接口。FEP通信软件采用了套接字来实现网络传输和本地进程通信,本系统将本地进程通信的方式更改为效率更高的命名管道,并保留了FEP中套接字网络传输的功能,实现了跨越不同操作系统平台和软件结构的以太网通信。由于系统的功能众多,规模庞大,必须划分成不同功能的模块,并将它们有序地整合,组成一个完整的通信程序。 除外,本系统还实现了诸多附加功能,如用户操作界面、数据备份功能和扩展开发接口。系统中的主控计算机为用户提供了良好的操作界面,方便使用。数据备份功能涉及到后台数据库操作,考虑到平台硬件和操作系统特性,系统没有采用DBMS,而是直接读写数据库文件。系统还提供了可扩展组件,以便二次开发,增加了系统灵活性。 试验结果表明本文通信接口设计方案具有较高的稳定性和可靠性,易于维护。……   
[关键词]:AMS02-CAN总线;EPP-CAN接口;CANfep接口;CAB_Master模块;CAB_Slave模块
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:上海交通大学2008年
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