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基于CAN总线测控系统的设计与研究的任务书
任务书
一、任务背景
现代工业生产需要实时监测和控制各种参数，采用现场总线技术已成为工业自动化的重要类型之一。在这些总线技术中，CAN总线技术因为其高性能、可靠性、灵活性和稳定性而被广泛应用于各种工业场合，尤其在汽车电子控制系统、工控系统、船舶控制系统等领域，可以实现高可靠性的实时通信和控制。CAN总线还具有多主机架构，节点间通信快捷，网络越靠近繁忙越可能保持高效稳定的特点。因此，基于CAN总线的测控系统研发成为国内外研究领域的热点之一。
二、任务目标
本课题旨在通过对CAN总线测控系统的设计与研究，实现以下几个目标：
1.熟悉CAN总线的特点、工作原理和相关协议，了解现有系统的基本构成和实现过程；
2.分析各类测控系统的需求，能够设计和实现具有高稳定性、高可靠性的基于CAN总线的测控系统；
3.掌握基于CAN总线的通信协议的设计，实现系统的按需通信、帧过滤、帧重发等功能；
4.研究CAN总线的带宽分配方式，实现多节点同时工作的高效率通信功能；
5.设计并开发一个基于CAN总线的测控系统原型，测试并评估其性能指标，进行性能调优和改进。
三、任务内容
本课题计划完成以下内容：
1.CAN总线的特点、工作原理和相关协议研究和分析；
2.CAN总线中通信格式的设计，包括标准帧和扩展帧；
3.CAN总线中帧过滤和重发机制、错误检测和纠错机制等功能的设计；
4.CAN总线的带宽分配方式的研究和构建，测试其性能和效率；
5.基于CAN总线的测控系统设计，包括系统架构图、硬件设计、软件设计等；
6.基于CAN总线的测控系统实现和测试，包括功能测试、性能测试、可靠性测试和稳定性测试等；
7.对系统进行优化和改进，以提高系统的可靠性、稳定性和性能，满足用户的需求。
四、任务要求
1.了解通信协议和信号处理相关知识，具备C/C++编程能力和电路设计能力；
2.独立完成CAN总线的特点、工作原理和相关协议的研究和分析，能够针对测控系统的需求进行系统设计和实现；
3.具备良好的团队协作和沟通能力，能够与相关专业人士合作完成系统的实现和测试工作；
4.熟悉常用工具，如MATLAB、Simulink等，具备数据分析和处理能力，能够对系统的性能进行评估和优化；
5.完成课题研究的报告和论文，包括研究思路、研究方法、研究结果和改进方案等方面的详细说明。
五、任务计划
预计任务周期为6个月，具体时间安排如下：
1.第1个月：对CAN总线的特点、工作原理和相关协议进行研究和分析，熟悉现有测控系统的构成和实现过程；
2.第2-3个月：设计CAN总线中通信格式、帧过滤和重发机制、错误检测和纠错机制等功能，研究CAN总线的带宽分配方式；
3.第4-5个月：基于CAN总线的测控系统设计和实现，包括系统架构图、硬件设计、软件设计等；
4.第6个月：对系统进行测试，包括功能测试、性能测试、可靠性测试和稳定性测试等；完成课题研究的报告和论文。
六、任务评价
评价标准包括任务完成质量、技术水平、成果数量及质量、创新性和综合能力等方面。任务完成后根据任务书和实际完成情况进行综合评估，并给予相应的评价和奖励。
七、任务保障
本项目提供院系实验室支持和资金支持。实验室配备了计算机、测试仪器和设备，提供必要的硬件和软件支持。对于实验材料、工具等，按照实际使用需求给予相应支持。相应经费和时间安排由本校安排及时提供。
八、参考文献
1.Bosch,R.(1991).CANSpecification,version2.0.
2.Huang,W.F.,&Zou,Y.F.(2009).AhighreliabilityindustrialcontrolsystembasedonCANbus.InIEEEInternationalSymposiumonITinMedicineandEducation(Vol.2,pp.136-139).
3.Liu,J.S.,&Zhang,J.(2010).AnapplicationofCANbuscommunicationtechnologyinshipautomationsystem.In20112ndInternationalConferenceonMechanicAutomationandControlEngineering(Vol.2,pp.95-98).
4.Yang,Y.,Wang,X.,&Ma,M.(2010).HighspeeddataacquisitionsystembasedonUSB-CAN.In20113rdInternationalConferenceonComputerResearchandDevelopment(pp.68-71).