基于雙網(wǎng)-雙CAN冗余的光纖羅經(jīng)顯控裝置設(shè)計(jì).pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著高精度光纖陀螺為代表的慣性器件迅速發(fā)展,研究高精度、可維護(hù)性好、長航時(shí)的光纖羅經(jīng)系統(tǒng)是目前導(dǎo)航領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn),而光纖羅經(jīng)的顯控裝置作為人機(jī)交互的重要部分,其可靠性將直接影響整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定。本文設(shè)計(jì)了基于雙網(wǎng)-雙CAN的光纖羅經(jīng)顯控裝置,通過模塊化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的傳輸、LCD顯示、鍵盤操作、外部信息處理以及可靠性更高的冗余方案與艦船進(jìn)行通訊。
  論文首先對慣性導(dǎo)航技術(shù)相關(guān)知識進(jìn)行了簡單的介紹,然后對論文的主要研究內(nèi)容和

2、系統(tǒng)的總體方案進(jìn)行了詳細(xì)的敘述。根據(jù)系統(tǒng)的需求,詳細(xì)介紹了網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和CAN總線技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,最終研究和設(shè)計(jì)了基于雙網(wǎng)冗余、雙CAN(Controller Area Network)總線冗余通信方式的光纖羅經(jīng)顯控系統(tǒng)裝置。整個(gè)系統(tǒng)以FPGA為系統(tǒng)的控制核心,通過Nios II軟處理器來完成多路信號的接收,通過協(xié)議轉(zhuǎn)換由CAN總線、以太網(wǎng)通信等方式與操舵儀完成導(dǎo)航數(shù)據(jù)的交換功能,同時(shí)顯控裝置能夠完成對系統(tǒng)初始參數(shù)的設(shè)定、工作方式控制

3、、狀態(tài)的顯示和信息發(fā)送監(jiān)測,故障診斷和報(bào)警等功能。在PC機(jī)上,本文也設(shè)計(jì)了一套上位機(jī)程序作為輔助完成數(shù)據(jù)的顯示處理和初始參數(shù)的設(shè)定等功能。
  本文中系統(tǒng)的設(shè)計(jì)部分主要分為硬件電路設(shè)計(jì)和軟件程序設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。硬件電路部分主要使用的是Altera公司生產(chǎn)的Cyclone III系列的芯片EP3C10E144I7通過Qsys系統(tǒng)生成需要的Nios II軟核處理器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制和數(shù)據(jù)傳輸功能;CAN總線冗余模塊采用CTM1051A并配合

4、STM32F107來完成CAN總線的通信功能;網(wǎng)絡(luò)通信部分采用W5300與STM32F107芯片來實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信功能。通過Nios II進(jìn)行編程,完成對多路信號的采集、顯示和控制功能;并將數(shù)據(jù)經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換通過雙網(wǎng)冗余模塊,雙CAN冗余模塊與艦船操舵儀進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,輔助艦船完成導(dǎo)航功能。
  最后,對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試,給出了實(shí)驗(yàn)的步驟和結(jié)論,最終的實(shí)驗(yàn)調(diào)試結(jié)果表明本套顯控系統(tǒng)在各種環(huán)境中都具備較強(qiáng)的適應(yīng)能力,并能夠長時(shí)間穩(wěn)定工作,

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