一种基于新型POF光纤CAN网络的通信系统研究

摘要

光纤因其具有通信容量大，中继距离长，抗干扰等优点而成为目前局域网中常用的传输媒介。CAN网络规范广泛应用于各个领域，传统CAN网络的传输介质大都使用双绞线。根据当前总线控制领域发展的实际需要，结合光学技术，计算机控制技术，电子技术，通信技术等学科技术并在原有的双绞线及石英光纤CAN总线的基础上，开发出基于POF塑料光纤的CAN总线网络通信系统。本文对采用新型POF光纤做为传输介质组建CAN网络的相关理论问题和技术问题进行了分析研究。 论文论述了用POF组建CAN网络的如下问题：POF光纤局域网的特点；POF光纤CAN网络拓扑结构的选择；POF光纤CAN网络中最大节点数的计算；POF光纤CAN网络传输协议的实现；POF光纤CAN网络与上位机的通信问题；光纤CAN网络中的信号阻塞问题；CAN总线光纤自愈环路的实现；光纤CAN网络中的光电信号转换问题。文中给出了POF光纤CAN网络组网实验中的相关实验结果，并进行了较为详细的分析。最后还指出了可进一步研究的问题。 方案设计中采用复合组网的思想，利用有源星形光纤耦合器，及其双星结构进行星形/环形组网，并用排队算法对这一结构的业务量强度及平均时延进行推导，最终确定了其理论的可行性。对环形结构分别采用链路功率法及链路时间延迟法计算出每一环路中在采用无源器件连接时所能容纳的最大节点数，取较小值确定为每一环路最大节点数。论文详细论述了实际组网遇到问题的解决方案。并实际组网试验中确定该网传输速度快，抗干扰能力强，具有较高的可靠性，并为可进一步拓展提出了方向。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1本课题的研究背景

1.2控制器局域网(CAN)

1.3光纤CAN网络的优势

第二章POF塑料光纤组网研究

2.1 POF塑料光纤

2.2 POF光纤CAN网络拓扑结构的选择

2.3星形/环形复合网络的实现依据

2.3.1系统描述

2.3.2 M/G/1模型性能分析

2.3.3 M/M/1模型性能分析

2.3.4数值结果

2.4 POF光纤CAN网络中最大节点数的计算

2.4.1利用链路功率计算最大节点数

2.4.2利用链路时间计算最大节点数

2.5 POF光纤传输协议的实现

2.5.1物理层协议的实现

2.5.2数据链路层协议的实现

2.6 POF光纤CAN网络与上位机的通信

2.6.1 DSP芯片TMS320LF-2407

2.6.2上位机CAN协议转换的软件设计

第三章组建POF塑料光纤CAN网络所涉及的若干问题

3.1光纤CAN网络的信号阻塞问题

3.2 CAN总线光纤自愈环路的实现

3.3光电模块驱动问题

第四章实验结果

4.1网络的数据传送实验

4.2总线多主竞争仲裁机制的实验

结论

致谢

参考文献