车载雷达伺服系统中冗余CAN总线技术研究

摘要

全分布式总线是自动化系统的一个发展方向，它在适用范围、可扩展性以及抗故障能力等方面较集中式控制系统和集散型控制系统有明显的优越性。CAN(Controller Area Network)总线由于其独特的设计，具有高性能、高可靠以及较强的抗干扰能力等特点，适合用于军事电子设备这类使用要求很高的系统。
　　 随着车载雷达中电控单元、电子设备数量的急剧增长，传统的连线方式使得整车线缆数量异常庞大，布线工作变得愈加复杂而繁重。与此同时，装备总重增加、系统成本增高、系统运行的可靠性降低等诸多问题愈加凸显。而采用CAN总线对系统进行全分布式数字化设计是目前解决此类问题的一个热门手段。
　　 作为系统的中枢神经，CAN总线的可靠性必然是系统设计时必须考虑的关键指标之一。虽然CAN总线协议自身具有较强的容错控制功能，但是当总线上流转的信息量增大时，总线出错的概率就会增高;另一方面，CAN总线自身不易排除永久性故障。为了提高CAN总线的可靠性，本文在讨论总线冗余技术的基础上，提出了双CAN总线冗余方案，并在车载雷达伺服系统中实施。研究结果表明这种CAN总线冗余技术在具体应用中能达到预期的效果。
　　 本文讨论并设计的车载雷达伺服系统具有以下几个特点。一是采用了物理介质部分冗余设计，实现了总线物理层和数据链路层的冗余配置，满足了系统对总线信号传输的可靠性要求。二是针对车载雷达电磁环境恶劣、干扰严重的特点，综合采用软硬件抗干扰措施，提高了节点的抗干扰能力和可靠性。三是设计了多种CAN节点功能模块取代传统的设备和装置，实现了车载雷达伺服系统设备的小型化、数字化、通用化和组合化。
　　 基于双CAN总线冗余设计的车载雷达伺服系统，功能完整、性能优异、组成灵活、扩展性强、可靠性高，可有效地提高车载雷达伺服系统的自动化水平，有较高的性价比，具有良好的推广价值和应用前景。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究

1．3 研究的主要内容

1．4 论文的结构

2 CAN总线技术

2．1 CAN总线简介

2．2 CAN总线冗余技术

3 CAN节点总体设计

3．1 节点功能分布

3．2 组成CAN节点主要器件

3．3 CAN节点的硬件实现

3．4 CAN节点的软件实现

4 车载雷达伺服系统设计

4．1 总体设计概述

4．2 系统组成

4．3 关键技术介绍

5 安全性设计和抗干扰设计

5．1 安全性设计

5．2 抗干扰设计

6 实验方法和结果

6．1 系统研究

6．2 CAN总线测试

6．3 小结

7 结论

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

参考文献