论文部分内容阅读
我国不少中小型油库处在人烟稀少的环境下,由于油库的内部工作环境具有高危险性,并且油库管理的信息化水平不高,所以实现安全高效的远程管理具有重要意义。本课题所讨论的油库管理方案包括CAN总线协议的实现方式,ARM linux环境下CAN总线报文传输、过滤、仲裁的实现,节点中各种传感器的访问控制技术。详细讨论了基于动态优先级的CAN总线仲裁的关键技术,以便于建立精度高、自适应能力强、安全性高的网络监测系统,实现油库管理的高智能化管理。首先论述了几种常见的油库管理系统,并详细分析了它们在信息化管理方面存在的不足。其次介绍了CAN总线协议及其硬件实现方法。包括CAN总线的优点,CAN总线的层次结构极其通信协议,SJA1000控制器的工作原理,以及报文传输过滤技术。还介绍了I~2C总线的特点,工作流程等等,并分析了目前CAN总线中存在的几种报文调度技术。其次提出了一种基于CAN总线和I~2C的油库管理系统。着重介绍了在核心数据处理单元S3C2410上扩展CAN设备的驱动程序的实现,以及CAN总线访问控制的一般方法。同时分析了linux2.6内核的I~2C总线驱动结构原理,并讨论了I~2C总线管理单个油罐仪表传感器系统的方法。最后结合油库的具体管理情况,进而详细分析了基于CAN总线的报文特点,以及命令信息发送的格式。针对CAN总线的竞争仲裁技术,提出动态优先级的报文调度技术,保证各个节点公平的竞争总线,确保系统的实时性和有效性。通过实验以及MATLAB仿真显示,当多台ARM开发板在比较远的远距离用CAN总线连接时(10m之内),该系统能有效的模拟油库的管理系统进行信息的发送检测与接收,速度可达1Mb/s。同时,报文的优先级能够实时的调整和控制,各个节点公平的竞争总线,能够有效的保证系统的实时性,可靠性。本论文主要有以下创新:(1)提出了基于ARM和Linux的CAN总线实现方案,并利用相应的软硬件实现了该方案。(2)系统报道了在油库管理系统中的基于ARM和Linux的CAN总线技术以及基于动态优先级的节点竞争总线技术。通过仿真和实验,证明该技术结构简单,实现容易,成本低,系统牢靠,可靠性高。能有效的解决油库管理系统的信息化问题以及网络化问题,由于linux代码的开源优势,可以方便的升级系统,保证更高标准的通信质量。