基于CAN总线的星载数据传输系统设计

发布时间：2017-12-12 13:36

  本文关键词：基于CAN总线的星载数据传输系统设计

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【摘要】：基于我国卫星技术发展速度的加快,对卫星数据传输系统的实时性、可靠性等性能也提出了更多要求。国外对卫星的星载数传系统研究较早,并已经研制出容错能力较强、处理数据速度较高的数传系统CPU。在串行总线方面,也较早的将CAN总线应用与卫星的数据交换系统中。相较之下,国内的发展现状较为落后,虽然目前在多颗卫星中已经采用CAN总线作为一级通信总线,但在星上载荷与星务之间数传系统的通信网络,仍然选用的是1553B总线,成本较高,容错能力较低。现代卫星中星载数据传输系统在保证可靠性的前提下,开发出具有高性能、高计算能力、高冗余度的并行系统,以提高数据传输的速度和容错能力,是我国目前星务与载荷之间数传系统的发展趋势。本文在第一章回顾了星上载荷与星务系统之间数传系统的研究背景,以及国内外的研究现状和发展趋势,并阐述了本文的结构和主要工作,对基于CAN总线的星载数据传输系统进行了以下几方面的讨论:首先,研究了数据总线应用于卫星上的优势,并针对星载数传系统的特点,对待选的1553B总线和CAN总线进行性能对比以及应用与卫星上的对比,选出合适的串行总线。由于星上载荷设计的规范要求传输方式有较高的传输速率和较强的抗干扰能力,而且自带检错能力,因此将CAN总线作为星务系统与星上载荷之间数据传送与接收的通信通道。其次,通过与星载数传系统的需求进行分析,并针对星载数据传输系统的功能和组成,提出了一种工程上可实现的、满足CAN总线通信协议规范的星载数传系统设计方案,并提出设计目标。根据需求分析以及设计目标,对星载数传系统进行能够可靠、高效、灵活地完成数据传输任务的低成本总体方案设计。然后,对数据传输系统进行单元模块设计,其中包括中央控制模块、CAN总线网络传输模块、电源模块及系统可靠性设计。针对各个模块的功能,进行芯片选型以及电路设计,尤其是作为系统核心的CAN总线网络传输模块,需要在保证完成数据传输任务的前提下简化电路设计。之后针对卫星在轨运行环境的复杂性,对本系统的可靠性进行详细分析设计,以保证数据传输系统的稳定可靠。最后,利用上位机通过USB-CAN卡模拟星务系统下传星务指令,数据传输系统接收并解析星务指令,再下传给载荷受控单元,或者接收载荷返回的遥测量再回传到星务系统,完成数据传输系统的功能测试。
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273;TN919.6

【参考文献】

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本文编号：1282722