CAN总线在运载火箭控制系统中的应用分析

随着总线技术发展以及“航班化运输”对低成本、高可靠电气系统的需求日益增强,现场总线(Field Bus)逐渐受到航天领域的青睐。CAN总线作为应用最广泛的现场总线之一,已在导弹和火箭中有一定研究与应用,考虑到运载火箭与导弹的不同,针对CAN总线在运载火箭控制系统中的应用进行阐述。分析了研究必要性,并分别给出了适用于中大型、小型运载火箭的典型CAN拓扑,相应介绍了CAN中继技术以及CAN总线重构技术,随后结合某新一代运载火箭总线实际传输数据码流进行了CAN总线效率与负载率计算,并与同等条件下1553B总线进行了比较,其结果可为运载火箭电气系统设计人员提供更直接的参考。

基于CAN和REST物联网技术的智能矿山安全检测系统研发

针对矿井安全生产检测数据传输效率低下和共享性差的特点,综合考虑开发成本与工作环境要求,基于CAN(Controller Area Network)和REST(Representational State Transfer)物联网技术提出了智能矿山安全检测方法,设计了矿山安全检测判别程序,采用最大熵模型算法开发了数据信息预警程序。结合CAN总线技术,将多传感器信息进行有机融合并进行安全数据检测,将井下传感器设备相关信息经过判断分析后传输至总机。将所提安全检测方法进行了系统开发,并在淮北某矿进行了应用。结果表明:基于CAN和REST物联网技术的安全检测方法能够实现多点测量,并可随机增减检测设备,可实现数据实时传输和共享,有助于实现矿山安全实时检测。

应用于远程配电组件系统的改进型CAN总线设计与验证

为了将CAN总线应用于国产大飞机的远程配电组件系统,设计了一种改进型的CAN总线应用方案。针对国产大飞机远程配电组件系统的特殊性设计要求,选择合适的网络拓扑结构和通信速率,对CAN的标识符和数据域结构进行合理划分,并定义CAN消息转换为ARINC664报文的格式,然后设计附属RPDU和网关RPDU的通信模块。其中,基于ARINC825协议改进了CAN通信的可用性和完整性,基于TTCAN协议改进了ARINC825的通信调度机制,保证了CAN通信的确定性。实验结果证明所提方案满足设计要求,具有可行性。

CAN总线错误检测系统设计与分析

为尽早发现CAN总线上数据传输时发生的错误、及时修复故障节点,设计了一种以FPGA为核心控制器的CAN总线错误检测系统。系统使用Verilog硬件描述语言编写CAN控制器,实现CAN总线协议的解析功能。分析总线上发生错误的类型,能够对位错误、填充错误、校验错误、格式错误和应答错误进行检测。检测结果以固定格式封装于UDP数据段,通过UDP驱动程序发送至上位机进行显示。模拟CAN通信环境对系统进行测试,结果表明,系统能够正确检测出CAN总线上发生的错误,对保障总线通信的稳定性方面具有一定的应用价值。

基于CAN通信实现MBD代码下载的DSP Bootloader开发

为了实现DSP嵌入式系统在实际应用中便捷下载MBD(model-based design)代码的需求,文章设计了一种基于CAN通信实现MBD代码下载的Bootloader方案。以TMS320F28335为例,通过对MBD代码的结构进行分析,设计了Boot程序与MBD程序的内存划分方案,确保程序下载的有效性和稳定性;开发了相应的Boot程序和上位机程序,详细介绍了Bootloader的实现流程,并对关键步骤函数进行了分析与解释,利用CAN通信实现了程序的下载。实验结果表明,该方法稳定可靠且具有实用性,为DSP嵌入式系统在实际应用中的MBD代码下载提供了一种可行且高效的解决方案。

基于特征信息熵与支持向量机的智能网联汽车CAN总线异常检测技术

本文结合CNA报文的结构特点,探究了基于特征、信息熵的异常检测技术和基于支持向量机的异常检测技术。基于特征、信息熵的异常检测技术,将CAN ID作为特征,统计包含该特征的所有报文并计算信息熵。根据信息熵确立阈值标准,对比CAN总线报文的熵值是否在阈值范围内,从而检测是否存在异常。仿真结果表明,在报文数量较少的情况下,该技术的异常检测率可以达到100%。基于支持向量机的异常检测技术,将异常报文预处理后输入到支持向量机中训练,得到异常检测指标。利用该指标与CAN总线报文进行对比,从而检测是否存在异常。实验结果表明,该技术对多种CNA报文的异常检测率在90%以上。

基于CAN的现代车辆入侵检测

现代汽车广泛使用CAN总线结构控制车辆内的各种电子部件,但标准的CAN协议存在漏洞,易受到拒绝服务、模糊攻击和重放等攻击,而传统的基于IP协议的入侵检测技术不能直接应用于现代车辆。于是分析CAN结构,找到其缺陷;针对CAN的攻击技术,分析CAN总线特征后,融合基于频率检测、机器学习和统计检测三种异常检测方法对车辆进行入侵检测,通过实验验证,可以总体上提高现代车辆入侵检测系统的性能。

基于MobileViT轻量化网络的车载CAN入侵检测方法

车载控制区域网络(controller area network,CAN)总线因缺少安全措施而易被攻击,因此入侵检测系统(intrusion detection system,IDS)在保护车载CAN总线免受网络攻击中发挥着重要作用.现有基于深度学习的车载CAN总线入侵检测方法存在资源开销大和延迟较高的问题.为减少检测延迟,提高检测率,提出一种利用改进的轻量化MobileViT模型对车载CAN总线进行入侵检测的方法.首先,将攻击流量可视化为彩色图,再使用GELU替换MobileViT的MV2模块中常规ReLU6,从而作为该模块的激活函数,可有效解决神经元死亡问题,提升模型收敛速度.使用指数衰减自动更新学习率,并通过迁移学习加速训练过程实现对彩色图分类,从而达到对入侵行为的检测.基于CAR-HACKING DATASET数据集的实验表明,改进后的MobileViT在消耗较少算力的情况下对入侵行为的检测准确率为100%,模型参数仅为2.12 MB,平均响应时间仅为1.6 ms,节省了训练资源,并保证了检测的准确率.

基于FPGA的CAN总线加密系统设计

CAN总线作为应用最为广泛的车载通信总线,其数据以明文传输的特性,提升了车内通信效率的同时,也增加了信息泄露并被篡改的风险。对此,文中提出了基于国密SM3算法的车载CAN总线数据加密方式,利用FPGA硬件设备实现车载信息的收集、处理、加密、通信和控制,以满足在不降低总线通信效率的前提下,提升车载通信的安全性。根据设计要求,采用软硬件结合的方式对该方案进行了验证,实验结果表明,以SM3算法加密时,在Quartus 13.0平台上最高时钟频率可达94.7 MHz,吞吐量约为757.6 Mbit/s,造成约0.67μs的时延,达到设计目的。

基于CAN协议的服务化安全通信方案

针对CAN(controller area network)协议安全性及防护能力不足的问题,提出基于CAN总线的服务化安全通信方案,采用软件加强的方式满足车内通信的安全要求。通过对功能进行服务化定义、采用随机密钥与Seed-Key认证的方式,使CAN总线具有机密性、真实性和抗重放攻击的能力,同时不会增加网络负载。利用蓝牙模块和车身模块作为试验平台,针对蓝牙解锁功能,对所提出的CAN安全通信方案进行了验证,并采用不同的算法(AES128、、HMAC)满足信息安全防护要求和客户感知要求,同时该协议表现出良好的可靠性。

《空间数据与信息传输系统 航天器CAN总线通信协议》国家标准解读

国家标准《空间数据与信息传输系统航天器CAN总线通信协议》(GB/T 43671—2024)旨在规范和指导航天器CAN总线的设计与应用,该标准覆盖了航天器CAN总线通信的物理层协议、数据链路层协议、总线通信过程与协议、可靠性设计要求等,为空间数据与信息的可靠传输提供有效保障。为促进该标准在航天工程领域有效实施与广泛应用,本文从标准的诞生背景、目的意义、主要内容等方面进行了剖析与解读。

混合动力汽车CAN总线近似拟合解析方法

为了了解市场上主流混合动力汽车的工作特性,介绍了一种基于近似拟合的CAN总线解析方法。通过这一解析方法,可以近似获得混合动力汽车动力总成的控制信息。以某混合动力汽车作为分析对象,证明了该解析方法的有效性。

基于比亚迪e5 CAN线故障分析研究

文章主要对比亚迪e5 CAN线故障进行分析研究,主要对电池子网、电机控制器动力网、BMC动力网和DC-DC动力网的CAN线故障进行检测分析,通过采用电脑诊断仪读取故障码、数据流等方式确定故障部位,使用数字万用表检测电压及电阻数据方式来排除CAN线故障,最后通过电脑诊断仪及仪表显示方式验证故障是否清除。

基于C8051F040的CAN总线技术的多节点通信网络设计

随着现在测控领域内要求得到的数据越来越多,总线上的各种传感器越来越多,对总线和各节点之间的通信的要求也越来越高,要求现场总线能对多节点的传感器进行实时的、灵活的、可靠的通信。为了满足这个要求,文中提出了一种基于C8051F040的CAN总线技术的多点通信网络,利用C8051F040内部的CAN控制器作为协议控制器,利用TJA1040作为物理层驱动器,用双绞线作为通信介质实现多点通信,同时通过USB-CAN转换模块和上位机软件实现PC机对数据的读取。文中详细介绍了多传感器节点通信网络的硬件电路和相关软件的具体实现方式。

基于CAN总线的数据采集系统实现与应用

介绍了一种基于CAN总线的数据采集与控制系统。给出了利用PC机、AT89C51单片机、SJA100 CAN控制器、82C250 CAN收发器、MAX232等实现数据采集与控制系统的硬件电路设计及软件设计。该系统具有灵活方便、可靠性好、通信速率高、抗干扰能力强、通信出错检测等特点,是自动化数据采集与控制系统一个很好的解决方案。

轨道运输伺服电机CAN总线控制技术的研究

轨道运输在丘陵山地物资运输领域得到了广泛的应用,应用伺服电机可提高轨道运输机的性能和运行效率,采用CAN总线控制技术可以实现对伺服电机的数字化控制,高精度的控制轨道运输机的加速、减速、扭矩和位置等参数。文章通过解析CAN总线扩展帧协议,配置单片机的CAN控制寄存器,设计CAN总线硬件电路,编写控制软件,实现CAN总线控制伺服电机的应用。

光纤CAN总线接口设计

基于CAN控制器SJA10 0 0提出了光纤CAN(Fiber CAN)总线网络的设计方案 .采用光纤作为传输介质提高电动汽车CAN通信网抗干扰能力 .详细分析了双绞线CAN(Wire CAN)总线的接口协议 ,设计了基于此协议的Fiber CAN总线接口电路和相应的接口驱动 ,以及光纤CAN总线和双绞线CAN总线间转换接口 .通过 3个节点的Fiber CAN总线组网 ,验证了接口协议和接口电路设计的正确性 .

基于CAN总线的运动控制系统的设计

为同时实现运动控制系统的开放式通信和分布式控制,将CAN总线应用到系统各组成部分的通信控制中;以PC机为上位机,80C196KC单片机为智能节点的核心,设计了CAN适配卡及各智能节点,进而构成总线式运动控制系统;该系统是一个具有通用性的基于CAN总线的工业测控系统;该系统与传统的控制系统相比更易于改型和扩充,目前已应用于实际工程控制中。

电梯控制器中CAN通讯的设计与实现

将CAN总线用于电梯控制器中,实现了基于51的CAN与基于ARM的CAN之间的通讯;在BasicCAN模式下,对CAN2.0A协议帧信息进行实际内容规划,并对通讯过程中的一些重要参数进行设置;以MEDWIN为软件平台,采用C51编程,实现电梯控制器中楼层控制板和轿厢扩展板的功能,主板控制器、轿厢控制器以及轿顶控制器采用ADS1.2作为软件平台;各控制器通过CAN总线进行信息的传输;实验证明,CAN总线可以用于电梯控制器的通讯中,性能可靠,实时性好。

智能传感器的CAN总线接口设计

为使传感器可即插即用于CAN的测控系统,以混合信号微处理器C8051F041为核心,构建可嵌入传感器的智能转换接口,将传感器输出信息转换为CAN总线上的报文信息;针对大多数模拟传感器输出信号较弱的特点,C8051F041结合AD623等模拟电路对传感器信号进行必要的滤波、程控放大、零点校准、A/D变换,并由其内部集成的CAN控制器转换为CAN报文信息,通过外接的CAN驱动器CTM8251T最终接入CAN总线;CAN控制器使该传感器成为一个CAN节点,通过定义CAN应用层协议,使传感器插入后立即以较低优先级传送传感器电子数据表单,接收必要的参数设定,从而实现传感器即插即用。