基于can总线和无线的数据通信系统的设计与实现

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1、』堕硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名职称单位备注沈富可副教授华东师范大学主席信息中心华东师范大学教叶长青副教授育信息技术学系华东师范大学教赵新跃副教授育信息技术学系摘要在工业、军事、煤炭监控等领域，现场的信息被采集后，多采用CAN总线将信息实时传输至分布式控制终端，以对现场信息进行存储和进一步处理。在某些场合中，分布式终端也需要通信以进行信息共享，然而由于物理等条件的限制，终端之间不允许存在物理连线，这时就需要无线介质来实现各终端之间的通信。为解决该类场合的问题，本文深入研究了CAN总线和无线射频技术，设计了集CA

2、N总线和无线于一体的系统方案，实现了一个具有CAN总线和无线的双重通信功能的系统，用于解决军事、工业等场合要求CAN总线和无线同时存在的问题。该系统中的节点单元构造相同，均含有CAN总线模块和无线模块。CAN总线模块用来处理CAN总线上的报文，无线模块用来发送CAN总线上的报文给其他节点单元。本文的重点在于软硬件设计和系统测试及实现三部分。硬件设计详细介绍了硬件设计框架、芯片选型、硬件电路图设计。CAN总线模块中的CAN控制器采用SJAl000，无线射频芯片采用nRF2401A。软件设计是本文的重点，主要研究如何实现

3、无误的CAN通信及无线通信。系统测试主要进行功能测试，测试系统是否可以进行通过CAN总线通信，并将CAN总线上的报文通过无线发送出去。本文的创新点在于为结合实际需要，在CAN总线的基础上加入无线技术，实现CAN和无线的双重通信。同时由于系统节点单元具有节能、高速率、低成本的优点，可以作为一个模块嵌入到更大的开发系统或实际设备中。最后，对该系统进行了总结，归纳了在系统实现过程中出现的问题及解决方案，并提出了系统进一步的研究方向及其在物联网中的发展前景。关键词：CAN总线；SJAl000；nRF240lA；CAN2．OB

4、协议；无线协议AbstractIntheindus臼Mmilita】吼coalmollitoringfields，tllereal．timeda妇arecollected．Datais仃asmittedtllI-ougllCAN．bustodistributedcontroltennillalsinordertostoragetheon．siteilⅡ’onnationand如rmerprocess．Insomecases。however，distributedtemlinalsalsoneedcommuIlicat

5、ionforsharingi11]fo咖ation，a11dduetophysicalconstraint，physicalcorulectionbe觚eente珊inalsisrlotallowed，thereisneededthewirelessmedi啪f-ortenninals’sconlmunication．TbmeettheneedofsuchoccaSions，mep印erdeeplyanalyzesthetecllllologyofCAN-busandwirelessRF’designsaIldrea

6、lizesasvstemwKchincorporatesCANbuSand、析relessconununication．Thesvstemsatisfiestheactualneedsofsomearea1ikemilitary'industry，wKchaskforthebothexitingofCAN_busarldwireless．ThenodesinthissyStemh孙，es锄ep础s，matisCAN．busmoduleand谢relessmodule．TheCAN-busmodulew嬲usedtod

7、ealwimthemessagetansmittedthrougtlCAN-bus，埘relessmoduleusedforsendingthemessagef-romCAN—bustoothernodesumt．Theimplementoft11issystemincludingthreeparts，n锄elytherealizationofhardwareandsofhvareandsystemtesting．Hard、ⅣaredesignintrI)duceshard、vare6．ameworkdesign，c

8、hiDselection，anddetailedhardwarecircuitdesign．ThecontrollerofCANisSJAl000，theradio．舶quencycllipisnRF2401A．So小Varedesignisthemainfocusofmisarticle，WtlichmainlyresearChsonhowt