摊铺机基于CAN总线通信系统的应用层协议研究

论文摘要

工程机械控制系统的性能是影响设备作业性能的重要因素,很大程度上决定了作业质量的好坏,从而设计一个高性能、高水平的工程机械设备的控制系统,对改进工程机械性能具有重要的现实意义。CAN作为一种设计独特、灵活性强的串行通信总线,能够满足电子控制设备之间数据通信的可靠性和实时性。因此,合理利用CAN总线技术将能够提高工程机械系统性能,促进工程机械行业的发展。本文介绍和分析了国内外CAN总线技术和工程机械的发展,以摊铺机为例研究了控制系统的CAN总线设计方案。由于摊铺机上装有许多电气控制设备来提高控制精度和智能化程度,因此,建立基于CAN总线的摊铺机控制系统数据传输通信的设计方案,可以实现摊铺机控制系统的数字化、集中化和智能化。并将摊铺机按其各个部分的功能进行了模块化的划分,以充分利用CAN总线技术。CAN2.0标准规范没有定义与用户密切相关的应用层协议,实际应用中又需要解决工程机械各功能模块之间的数据传送,论文编制了可以应用到摊铺机上的应用层协议。最后利用TMS320LF2407实验板在CCS开发平台上做了一个两模块之间的通信实验来模拟实现模块间的数据通信,并在CCS开发平台的观察窗口查看数据发送和接收的过程,验证了所编制协议的可行性和在通信过程中数据传输正确性与可靠性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出和意义
• 1.2 国内外现状及发展趋势
• 1.2.1 国内外现状
• 1.2.2 发展趋势
• 1.3 课题所研究的主要内容
• 第二章 CAN 总线技术及在摊铺机上的应用
• 2.1 CAN 总线的特点
• 2.2 CAN 总线的通信协议
• 2.3 CAN 总线的错误检测和错误处理机制
• 2.4 CAN 总线访问机制
• 2.5 CAN 总线系统开发
• 2.5.1 CAN 总线系统的硬件
• 2.5.2 CAN 总线系统的开发平台
• 2.5.3 CAN 总线系统的开发成本
• 2.6 CAN 总线的应用
• 2.7 小结
• 第三章 摊铺机的功能模块划分
• 3.1 摊铺机控制功能模块的划分
• 3.2 摊铺机各功能模块的具体说明
• 3.2.1 人机交互模块
• 3.2.2 发动机控制模块
• 3.2.3 自动变速控制模块
• 3.2.4 液压传动控制模块
• 3.2.5 输分料控制模块
• 3.2.6 转向系统控制模块
• 3.2.7 故障诊断模块
• 3.2.8 自动找平模块
• 3.2.9 无线通信模块
• 3.2.10 组合仪表模块
• 3.2.11 全车车灯控制模块
• 3.2.12 空调控制模块
• 3.3 小结
• 第四章 应用层协议的编制
• 4.1 CAN 总线网络数据通信的实现
• 4.1.1 数据通信方式
• 4.1.2 数据通信协议
• 4.1.3 摊铺机CAN 网络系统结构
• 4.2 摊铺机CAN 网络应用层协议
• 4.2.1 CAN 应用层协议编制的原则和需要实现的功能
• 4.2.2 报文帧结构
• 4.2.3 报文标识符的分配规则
• 4.2.4 报文数据场的分配规则
• 4.2.5 故障代码规定
• 4.3 CAN 网络数据通信应用层协议的技术要求
• 4.3.1 发送和接收消息方面的要求
• 4.3.2 各功能模块的微处理器要求
• 4.4 CAN 报文的处理流程
• 4.4.1 发送报文
• 4.4.2 接收报文
• 4.5 举例说明节点之间的数据通信
• 4.5.1 人机交互模块与发动机控制模块之间的数据通信
• 4.5.2 故障诊断模块和发动机控制模块之间的通信
• 4.6 小结
• 第五章 应用层协议的模拟实验
• 5.1 实验目的
• 5.2 实验系统介绍
• 5.2.1 实验系统结构框图
• 5.2.2 实验系统硬件介绍
• 5.2.3 实验系统硬件设计
• 5.3 实验系统的软件设计及仿真
• 5.3.1 DSP 软件开发工具CCS2.0 简介
• 5.3.2 实验系统软件的总体设计
• 5.3.3 初始化CAN 控制器
• 5.3.4 数据的发送与接收
• 5.3.5 DSP 软件开发平台CCS2.0 的仿真调试
• 5.3.6 模拟实验
• 5.4 小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢