随着工业生产规模的日益扩大以及工业生产对网络化和智能化需求的日益提高,现场总线技术的应用范围也不断扩大。控制器局域网络(CAN)作为其中一种,其实时性和可靠性较为突出,应用也较为广泛。本文主要结合网络控制和工业监测的应用背景,进行对CAN总线的应用设计和改进等方面内容的研究。针对TTCAN在网络控制系统中的应用,结合采样周期和延时对控制性能的影响,提出总线调度中控制环路延时的约束条件,并应用遗传算法设计延时约束下的调度优化算法,以PSA消息集为对象进行仿真验证算法的可行性。为优化TTCAN协议中非周期性消息的发送,首先提出动态集中调度策略以增加TTCAN协议的灵活性,从而保证非周期消息获得最大的仲裁时间;接着结合TTCAN矩阵周期形式设计了改进EDF编码算法,利用有限编码范围最大限度保证了非周期性消息发送的实时性并兼顾公平性。调用stateflow工具箱建立了总线模型,进行实时性仿真,对上述内容进行了验证。针对CAN总线在工业监测系统中的应用,提出了多路总线并行传输的设计思路,根据速率匹配原则,利用多级通讯转换方式进行硬件设计,从而大幅增加系统中数据采集的速率。搭建实验平台,对硬件设计进行了验证。