嵌入式CAN總線與以太網冗余網關的設計與實現.pdf

1、現代船舶自動化面向大型化、高速化、智能化迅速發(fā)展，因此對船舶的自動控制要求也越來越高。CAN總線因為其較高的可靠性、網絡安全性、實時性和低成本性在船舶機艙等強干擾的環(huán)境中具有廣泛的應用。盡管CAN總線具有諸多優(yōu)點，但CAN總線不適合遠距離數據傳輸及遠程控制。而以太網穩(wěn)定的通信質量、自糾錯功能以及開放性強、傳輸距離不受限制等優(yōu)點可以彌補CAN總線的缺點。并且以太網的特性也方便多個CAN網絡的信息大量集中后的管理。
　　CAN總線與以

2、太網網關是一種CAN總線與以太網之間協(xié)議轉換的裝置，主要作用是實現CAN總線數據與以太網數據的雙向透明傳輸。本文設計并實現了一種在硬件上雙路冗余熱備份的網關。網關采用分離式多線程的設計方案，以ATMEL-SAM9X25為核心處理器，嵌入式Linux系統(tǒng)為平臺，設計了一種采用公共數據交互區(qū)的操作方法，將信息交互的熱備份冗余方式增加到4種。
　　本文通過研究CAN總線基本原理，結合linux系統(tǒng)的特點，將整個設計方案分為CAN總線傳輸

3、、以太網傳輸、公共數據交互區(qū)動態(tài)管理、故障監(jiān)測等多個部分。通過建立公共數據交互區(qū)以及公共信號量，使多個線程之間協(xié)同工作，提高了整個網關的實時性和可靠性，并增加了2種冗余方式。本文各個部分中:CAN總線傳輸部分實現了波特率設置、屏蔽碼設置以及數據傳輸;以太網傳輸部分實現了參數設置和數據傳輸;公共數據交互區(qū)部分實現了互斥操作和動態(tài)管理;故障檢測部分中實現了CAN總線和以太網的故障檢測。
　　本文在以太網傳輸中主要以TCP協(xié)議為主，同時