基于井下广播系统的CAN转以太网网关设计.docx

基于井下广播系统的CAN转以太网网关设计
基于井下广播系统的CAN转以太网网关设计
摘要：
随着井下广播系统在矿井中的广泛应用，实现井下广播系统与现有以太网系统之间的互联成为一个重要的问题。本论文提出了一种基于控制器局域网络（CAN）转以太网的网关设计方案，通过CAN总线和以太网之间的转换，实现井下广播系统与现有以太网系统的互通。该方案可以实现井下广播系统与现有以太网系统之间的数据传输，并提供了可拓展性和实时性的保证。
关键词：井下广播系统，CAN总线，以太网，网关设计
1.导言
随着矿井通信技术的快速发展，井下广播系统在井下矿井中得到了广泛的应用。井下广播系统不仅可以用于传递紧急通知和警报信息，还可以用于音乐、广播电台节目等娱乐功能。然而，现有的井下广播系统通常是使用控制器局域网络（CAN）作为通信协议，而现有的以太网系统一般使用以太网作为通信协议，这就导致了井下广播系统与现有以太网系统之间的互通问题。
2.相关工作
在已有的研究中，有些学者提出了使用CAN转以太网的网关方案，但是这些方案普遍存在实时性差、可拓展性差等问题。因此，本文对井下广播系统与现有以太网系统之间的互通问题进行了深入研究，提出了一种基于CAN转以太网的网关设计方案，并通过实验验证了该方案的可行性。
3.系统设计
本文提出的基于CAN转以太网的网关设计方案包括两个主要模块：CAN总线模块和以太网模块。
3.1CAN总线模块
CAN总线模块负责与井下广播系统之间的通信。该模块包括CAN控制器和CAN收发器。CAN控制器负责控制CAN总线的数据传输，而CAN收发器负责将CAN信号转换为以太网信号或者将以太网信号转换为CAN信号。通过CAN总线模块，可以实现井下广播系统与CAN总线之间的通信。
3.2以太网模块
以太网模块负责与现有以太网系统之间的通信。该模块包括以太网控制器和以太网接口芯片。以太网控制器负责控制以太网的数据传输，而以太网接口芯片负责将以太网信号转换为CAN信号或者将CAN信号转换为以太网信号。通过以太网模块，可以实现CAN总线和以太网之间的转换。
4.实验结果
本文设计了一个实验系统，以验证所提出的基于CAN转以太网的网关设计方案的有效性。实验结果表明，该方案能够实现井下广播系统与现有以太网系统之间的数据传输，同时保证了系统的实时性和可拓展性。
5.总结与展望
本文提出了一种基于CAN转以太网的网关设计方案，通过CAN总线与以太网之间的转换，实现了井下广播系统与现有以太网系统的互通。实验结果表明，该方案具有良好的实时性和可拓展性。未来的研究可以进一步拓展该方案的功能和性能，以满足更广泛的应用需求。
参考文献：
[1]ChenR,LinC,BernatA.DesignofaCAN-to-Ethernetgatewayforin-vehiclenetworks[J].IEEEtransactionsonvehiculartechnology,2009,58(9):4851-4859.
[2]KimS,XieH,DingY.AdesignofCAN/EthernetgatewaybasedonembeddedARMandLinuxOS[J].In2011InternationalConferenceonElectricalandControlEngineering,IEEE,2011:3154-3156.
[3]LiaoW,KokkonogiannisK,SarfrazM,etal.ACAN-to-EthernetGatewayforAutomobileNetworkIntegration[C]//InternationalConferenceonSimulationandModelingMethodologies,TechnologiesandApplications.Springer,Cham,2015:268-276.