基于CAN-bus的RTPS協(xié)議的實(shí)現(xiàn)研究.pdf

1、對(duì)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，通信是一切的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)必須在有限的時(shí)間內(nèi)可靠地傳送到接收方才有意義。分布實(shí)時(shí)應(yīng)用系統(tǒng)自身的特點(diǎn)決定了其通信的特殊性：必須處理不同類型的數(shù)據(jù)流；當(dāng)節(jié)點(diǎn)離開(kāi)或加入系統(tǒng)時(shí)系統(tǒng)的配置狀態(tài)也會(huì)發(fā)生變化；多節(jié)點(diǎn)的內(nèi)部通訊使得數(shù)據(jù)流變得極為復(fù)雜；對(duì)傳輸過(guò)程嚴(yán)格的時(shí)間要求更增加了這種復(fù)雜度。傳統(tǒng)的Client/Server結(jié)構(gòu)中所有通訊都必須經(jīng)過(guò)中心服務(wù)器，這就使該結(jié)構(gòu)不適合于實(shí)時(shí)應(yīng)用系統(tǒng)的通訊要求。而Publish/Subscri

2、be結(jié)構(gòu)則不同，它是專為簡(jiǎn)化一對(duì)多的數(shù)據(jù)傳輸要求而設(shè)計(jì)的，相對(duì)于Client/Server結(jié)構(gòu)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。在Publish/Subscribe結(jié)構(gòu)中，發(fā)布方和訂購(gòu)方只需匿名地發(fā)布或接收數(shù)據(jù)，并不需要了解整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，也不需要知道對(duì)方的地址，一個(gè)應(yīng)用程序可以是發(fā)布方，也可以是訂購(gòu)方，或者同時(shí)具備二者的身份。Publish/Subscribe結(jié)構(gòu)非常適合于復(fù)雜數(shù)據(jù)流的分布式應(yīng)用。 CAN總線屬于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的一種。與一般的通信

3、總線相比，CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性，非常適合于RTPS(Real-TimePublish/Subscribe)模型的實(shí)現(xiàn)。 本文的研究針對(duì)P/S通訊結(jié)構(gòu)和CAN總線技術(shù)進(jìn)行了深入的探討。在CAN-bus上實(shí)現(xiàn)發(fā)布/訂購(gòu)協(xié)議，必須解決路由、過(guò)濾、捆綁、可靠性和高效性等一系列的問(wèn)題，本文在充分開(kāi)發(fā)CAN網(wǎng)絡(luò)特性的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了兩個(gè)功能模塊ECH(EventChannelHandler)和ECB(Event

4、ChannelBroker)，ECH負(fù)責(zé)為應(yīng)用對(duì)象提供事件信道接口，以它們的事件標(biāo)簽為基礎(chǔ)完成信息的過(guò)濾，ECB負(fù)責(zé)完成配置請(qǐng)求和捆綁請(qǐng)求。本文中，協(xié)議實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)采用分布式設(shè)計(jì)，硬件由監(jiān)控主機(jī)、USBCAN接口卡和ARM7開(kāi)發(fā)平臺(tái)組成，軟件開(kāi)發(fā)基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)ucOS-Ⅱ和ADS1.2集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，開(kāi)發(fā)語(yǔ)言采用C語(yǔ)言。 經(jīng)測(cè)試分析，ECH和ECB功能達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，基于CAN-bus的RTPS協(xié)議能滿足實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的通信需