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分布式控制系统在线升级技术的研究与实现

作　者: 金浩
导　师: 韩江洪
学　校: 合肥工业大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 分布式控制系统现场总线嵌入式系统在线编程通信协议报文在线调试
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 97次
引　用: 3次
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内容摘要

随着现场总线技术的推广应用,分布式控制系统发展成为一种开放的、彻底分散的现场总线控制系统,控制子节点不再是进行信号转换、设备控制的简单系统,而是具有一定智能化和通信能力的嵌入式系统,并提出了升级系统代码以适应各种现场环境的要求。嵌入式技术、半导体技术的发展,推动了在线编程及调试技术的更新发展,这些技术适于实验平台下的嵌入式系统实现代码升级,但并不适于分布式控制系统的代码升级。针对分布式控制系统代码不便升级的问题,结合嵌入式系统的特征,在深入分析在线编程技术工作原理的基础上,提出一种基于现场总线的远程在线升级技术。论文详细分析了基于现场总线在线升级技术的工作原理,论证技术方案的可行性及系统升级后的稳定性,对系统结构及工作流程作了详细说明。该技术方案对系统硬件没有特殊要求,完全基于现场总线控制系统的硬件条件,软件体系按功能分为三层:控制层、通信层、实现层,各层软件相互协作,共同实现控制系统的在线升级。论文详细介绍了各层软件的功能,对实现过程中的关键问题进行深入探讨,总结解决思路。为增强系统功能,提出一种基于现场总线的远程交叉调试技术,并给出具体的实现方案。最后,将基于现场总线的在线升级技术应用到汽车总线研究项目中,以汽车总线网络为平台,具体实现了基于CAN总线的在线升级系统,通过具体实践检验了本文设计的技术方案。

全文目录

第一章绪论  13-17
  1.1 分布式控制系统特征及发展  13-14
  1.2 存储器编程技术的发展历程  14-15
  1.3 研究背景  15
  1.4 研究内容及意义  15-16
  1.5 文章的组织结构  16-17
第二章现场总线技术  17-25
  2.1 现场总线概述  17-19
    2.1.1 现场总线的技术特点  17-18
    2.1.2 现场总线发展趋势  18-19
  2.2 CAN总线特点及工作原理  19-23
    2.2.1 CAN总线简介  19-20
    2.2.2 CAN总线特征  20
    2.2.3 CAN总线工作原理  20-22
    2.2.4 CAN通信的软件控制  22-23
  2.3 LIN总线概述  23-25
    2.3.1 LIN总线特征  23
    2.3.2 LIN总线协议及数据帧格式  23-24
    2.3.3 LIN总线通信的编程控制  24-25
第三章嵌入式技术  25-37
  3.1 嵌入式系统概述  25-28
    3.1.1 嵌入式系统的起源  25
    3.1.2 嵌入式系统的发展  25-26
    3.1.3 嵌入式系统定义及特点  26-28
  3.2 嵌入式系统的设计与开发  28-31
    3.2.1 系统软硬件的选型  28
    3.2.2 嵌入式软件的编译  28-30
    3.2.3 目标文件的链接  30-31
  3.3 代码下载技术与代码调试技术  31-34
    3.3.1 代码下载技术的原理及利弊分析  31-32
    3.3.2 代码调试的原理及技术  32-34
  3.4 MC68HC08系列微控制器  34-37
    3.4.1 处理器基本特征  34
    3.4.2 CAN模块的研究  34-36
    3.4.3 Flash编程特性  36-37
第四章分布式控制系统在线编程技术原理  37-55
  4.1 分布式控制系统在线升级原理  37-40
    4.1.1 在线编程的可行性分析  37
    4.1.2 系统升级的兼容性  37-38
    4.1.3 在线编程系统的组成  38-39
    4.1.4 在线编程的工作流程  39
    4.1.5 在线编程系统软件  39-40
  4.2 通信层协议  40-43
    4.2.1 通信协议的设计  40-41
    4.2.2 通信过程中的交互与同步  41-43
    4.2.3 协议的具体实现  43
  4.3 控制层软件  43-46
    4.3.1 代码的提取与分“页”  44-45
    4.3.2 反馈信息管理  45
    4.3.3 控制层功能  45-46
  4.4 实现层软件  46-50
    4.4.1 原理分析  46-47
    4.4.2 代码分段与定位  47-49
    4.4.3 实现层代码中的参数传递  49-50
    4.4.4 实现层的差错控制  50
  4.5 在线远程调试  50-55
    4.5.1 远程交叉调试  50-51
    4.5.2 软件调试方案的基本原理  51
    4.5.3 调试命令分类  51-53
    4.5.4 软件调试的工作流程  53-54
    4.5.5 远程交叉调试的不足  54-55
第五章汽车车身控制系统在线编程技术的实现  55-64
  5.1 在线编程技术在汽车车身控制系统的应用  55-56
    5.1.1 汽车电子与汽车网络  55
    5.1.2 基于CAN总线在线编程技术  55-56
    5.1.3 在线编程系统的结构  56
  5.2 在线编程系统的设计与实现  56-64
    5.2.1 控制层软件具体实现  56-59
    5.2.2 通信层协议的具体实现  59
    5.2.3 通信层软件的具体实现  59-61
    5.2.4 实现层软件的设计与实现  61-64
第六章总结与展望  64-66
  6.1 论文的主要工作  64
  6.2 论文的新见解  64-65
  6.3 后续的研究工作  65-66
参考文献  66-69
读硕期间发表的学术论文  69-70
读研期间参与的科研工作  70

分布式控制系统在线升级技术的研究与实现

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