基于CANopen協(xié)議的CAN總線應用抽象層的設計與實現(xiàn).pdf

1、CAN總線體系結構只包括物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，在實際應用中需要制定相應的應用層，CANopen協(xié)議就是CAN應用層協(xié)議標準之一，其誕生于歐洲，廣泛應用在汽車電子、醫(yī)療設備和航空航天等眾多領域。因為CANopen協(xié)議在國內(nèi)剛剛起步，且應用難度比較大，很多企業(yè)和科研機構在應用CAN總線的時候，針對具體應用自定義應用層協(xié)議，這樣重復低水平勞動，造成大量人力物力的浪費。有鑒于此，本課題基于CANopen協(xié)議，設計了CANopen應用抽象層，并在此

2、基礎上實現(xiàn)了一整套軟硬件解決方案，主要包括CANopen通訊板、應用抽象層以及組態(tài)軟件，旨在降低CANopen協(xié)議的應用難度，促進CANopen協(xié)議在國內(nèi)的發(fā)展。本文主要介紹該抽象層和軟硬件解決方案的設計與實現(xiàn)，論文完成的主要工作包括： 首先介紹了CAN總線的傳統(tǒng)應用模型以及基于CANopen的CAN總線應用模型，然后提出基于CANopen應用抽象層的CAN總線應用模型。由于CANopen應用抽象層運行在CANopen協(xié)議之上，

3、本文詳細分析了CANopen協(xié)議的體系結構，包括對象字典，通訊對象、狀態(tài)機以及預定義連接集。然后描述了CANopen通訊板的各個組成部分，主要包括核心模塊、按鈕、LED以及CAN控制器MCP2510；并在此基礎上移植了eCos操作系統(tǒng)，設計了MCP2510驅(qū)動，然后分別在eCos操作系統(tǒng)和Windows操作系統(tǒng)上移植了CANopen協(xié)議棧的開源實現(xiàn)——CanFestival。 論文最后基于通用IO模塊和智能電池模塊，提煉出CAN

4、open的應用共性，設計了CANopen應用抽象層和組態(tài)軟件的體系結構。其中應用抽象層主要包括：對象字典生成函數(shù)庫、從節(jié)點框架函數(shù)庫、動態(tài)配置函數(shù)庫以及網(wǎng)絡參數(shù)配置函數(shù)庫。在組態(tài)軟件中，為了達到通用的目的，引入了Python腳本，除此之外，組態(tài)軟件主要包括功能器件庫、對象字典生成向?qū)?、所見即所得編輯軟件以及網(wǎng)絡監(jiān)控軟件。通過對功能節(jié)點構建、監(jiān)控節(jié)點構建以及實時監(jiān)控的測試，驗證了CANopen應用抽象層和組態(tài)軟件的可行性和實用性，達到了預