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船舶控制网络的设计与研究

邹代厚  
【摘要】: CAN总线由于其传输速度快,容错性好,数据传输可靠等特性,逐渐被广泛应用于工业控制系统中。鉴于CAN网络的诸多优点,美国国家航海电子协会NMEA(National Marine Electrons Association)拟定了基于CAN总线的船舶通信协议NMEA2000。本课题研究NMEA2000网络的通信过程以及NMEA2000网络的实现方法。 首先介绍了NMEA2000协议在船舶控制网络的应用,比较了现行船舶控制系统与基于NMEA2000标准的船舶控制网络的优缺点。分别介绍了CAN总线协议和NMEA2000协议的实现原理。介绍了报文的组成,报文接收和发送的过程,以及实现“热插拔技术”的方法。使用独立CAN控制器SJA1000和CAN总线收发器82C250完成了CAN节点的制作,并且应用这些节点与ICPDAS公司研发的CAN卡连接成网络。分别对每个CAN节点编程,使其满足NMEA2000协议。并在计算机端用VC编写网络测试窗口,可以直观的观察网络上的数据传送。实现了小型船用NMEA2000控制网络,完成数据共享,数据传送,发送命令等功能。 本文在深入研究了CAN总线协议和NMEA2000协议的基础上,使用独立CAN控制器SJA1000和总线收发器82C250组合,编程实现了满足NMEA2000协议的船舶控制网络。在网络中数据可以点对点、一点对多点和广播的形式传递,很好的实现了数据共享。CAN总线的特点也使NMEA2000网络上的数据更加安全可靠。


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