基于OPNET的CAN总线网络仿真研究

发布时间：2017-04-10 16:20

  本文关键词：基于OPNET的CAN总线网络仿真研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着信息技术的不断发展,网络规模及结构越来越复杂,应用场景也呈现多样化趋势,这就使得网络的设计与规划、设备研发以及相应协议的开发更具挑战性,因而亟需一种科学的网络性能预测手段,网络仿真技术也在此背景下应运而生。CAN总线协议是一种常用的工业现场总线通信标准,用于车内或航天器内设备总线的实时控制和复用。本文利用OPNET为仿真工具,以CAN总线为研究对象,采用高层体系结构(High Level Architecture,HLA)的方法建立了一个基于OPNET工程和WINDOWS工程的联合分布式仿真系统。该系统由OPNET仿真网络、控制台和参数显示终端等三个子系统构成,采用了包括OPNET,C#和HLA三种程序设计技术。另外,在OPNET子系统中,应用网络仿真的方法,建立了CAN总线的链路模型、进程模型和节点模型,并基于此建立了一个包含8个CAN总线设备在内的网络模型。CAN总线MAC层是整个CAN协议数据链层的核心,针对CAN总线是否存在访问冲突,设计了两种CAN_MAC进程模型:不带冲突解决机制和采用比特仲裁机制的带冲突解决机制。基于这两种不同的解决机制对CAN总线系统进行全数字仿真研究。不仅如此,在系统中引入HLA技术完成了OPNET子系统中虚拟数据与两个WINDOWS子系统中真实数据的变换和交互,因此采用本系统还可以对CAN总线网络进行分布式仿真甚至半实物仿真,较纯OPNET仿真而言,系统灵活性更高。
【关键词】：CAN总线 OPNET仿真 HLA 比特仲裁 数据交互
【学位授予单位】：渤海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP393.01;TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 1 绪论11-28
• 1.1 OPNET网络仿真技术11-16
• 1.2 HLA联合分布式仿真技术16-22
• 1.3 CAN总线协议22-26
• 1.3.1 CAN总线LLC层协议22-23
• 1.3.2 CAN总线MAC层协议23-26
• 1.4 本文主要工作26-28
• 2 基于HLA的分布式仿真系统28-33
• 2.1 HLA仿真系统构成28-30
• 2.2 仿真系统工作过程30-31
• 2.3 系统软件配置31-32
• 2.4 本章小结32-33
• 3 CAN总线仿真网络设计33-53
• 3.1 CAN总线网络模型34-35
• 3.2 CAN总线节点模型35-36
• 3.3 CAN总线进程模型36-47
• 3.3.1 应用层进程模型36-38
• 3.3.2 LLC层进程模型38-39
• 3.3.3 MAC层进程模型39-46
• 3.3.4 OPNET的HLA接口46-47
• 3.4 CAN总线链路模型47-48
• 3.5 CAN总线仿真系统测试48-52
• 3.5.1 实验 1：总线无访问冲突48-49
• 3.5.2 实验 2：两个节点发生访问冲突49-50
• 3.5.3 实验 3：多个节点发生访问冲突50-52
• 3.6 本章小结52-53
• 4 仿真系统人机接口设计53-63
• 4.1 仿真输入子系统54-58
• 4.2 仿真输出子系统58-60
• 4.3 HLA接口60-62
• 4.4 HLA分布式仿真系统联合测试62
• 4.5 本章小结62-63
• 总结与展望63-64
• 参考文献64-66
• 附录 166-73
• 附录 273-75
• 附录 375-78
• 发表论文情况78-79
• 致谢79-80

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本文编号：297121