基于改進(jìn)型遺傳算法優(yōu)化的TTCAN網(wǎng)絡(luò)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、CAN總線相比于傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線在可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性方面具有很大的優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、航空航天、船舶、工業(yè)控制、傳感器等領(lǐng)域。在CAN協(xié)議使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)其事件觸發(fā)機(jī)制的缺陷，會(huì)導(dǎo)致CAN總線在一些對(duì)于實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性要求特別高的系統(tǒng)中不能很好的工作。為了解決CAN協(xié)議缺陷，基于時(shí)間觸發(fā)的TTCAN協(xié)議被提出，并越來(lái)越受到人們的重視。TTCAN采用分割時(shí)間窗的方法保證了周期型消息的實(shí)時(shí)性，同時(shí)設(shè)立仲裁窗兼顧事件型消息的傳輸。同樣，T

2、TCAN協(xié)議存在著系統(tǒng)矩陣優(yōu)化問(wèn)題規(guī)模過(guò)大，不能應(yīng)用于動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)等問(wèn)題。本文立足于TTCAN協(xié)議和遺傳算法，對(duì)TTCAN系統(tǒng)矩陣和系統(tǒng)部署更新方式進(jìn)行了改進(jìn)，完成了算法設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴提出了使用改進(jìn)型遺傳算法優(yōu)化TTCAN系統(tǒng)矩陣。該算法能夠有效提高TTCAN的實(shí)時(shí)性、可靠性和帶寬利用率。針對(duì)提出的矩陣編碼和實(shí)數(shù)編碼相結(jié)合的創(chuàng)新性編碼方式，設(shè)計(jì)出生成系統(tǒng)矩陣算法，解決了隨機(jī)生成初始個(gè)體不合理的問(wèn)題，同時(shí)相

3、應(yīng)的改變了交叉、突變步驟；⑵提出了一種動(dòng)態(tài)更新TTCAN系統(tǒng)矩陣機(jī)制。解決了傳統(tǒng)TTCAN系統(tǒng)矩陣采用靜態(tài)離線預(yù)先生成而導(dǎo)致其無(wú)法應(yīng)用于動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的缺陷。該機(jī)制在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生改變時(shí)，能夠自動(dòng)重新生成新的系統(tǒng)矩陣并部署到系統(tǒng)中；⑶設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)。使用該平臺(tái)對(duì)改進(jìn)型遺傳算法優(yōu)化TTCAN系統(tǒng)矩陣算法和動(dòng)態(tài)更新機(jī)制進(jìn)行驗(yàn)證。該平臺(tái)是包含多個(gè)節(jié)點(diǎn)的TTCAN網(wǎng)絡(luò)，由嵌入式開(kāi)發(fā)平臺(tái)（上位機(jī)）和采用STM32F105作為 MCU的節(jié)點(diǎn)共同組成。針