支持多主通信的星载CAN总线应用协议设计

为提升星上设备间信息交互灵活性,文章对现有小卫星星上CAN总线应用层通信协议进行了改进,新的应用层协议通过合理的地址域设计、地址编排、屏蔽策略设计,使得该协议可以灵活支持总线设备多主通信,同时为了确保卫星系统按照一定的节拍有序运行,建议对总线采取周期调度下的多主通信模式。文章通过构建多主通信场景对该协议进行验证,结果表明该协议可以有效支持总线节点多主通信、组播、广播等,提升了总线通信的灵活性和通信效率。     

空间站系统航天器间1553B总线网络的路由机制研究

针对空间站系统多个航天器上多条1553B总线组成的总线网络上的复杂数据交互需求,提出了一种面对用户数据包的集中式高效静态路由机制,可实现航天器内和航天器间各类平台数据的稳定可靠传输。该机制简化了传输层和网络层的协议,通过对应用层数据包进行总线采集和查表寻址实现了一对一路由和组播路由,显著提高了系统资源的使用效率。文章给出数据包应用层协议、路由表配置和路由过程控制方法,并描述该机制在空间站系统的应用验证情况。实测数据表明:与广泛应用的UDP/IP协议相比,采用该路由机制能够明显降低协议开销,提高有效数据传输效率,更适用于多航天器设备间的数据交互。最后,探讨了各类飞船和来访航天器应用该机制实现与空间站数据交互的方法。     

小卫星新一代CAN FD总线应用技术研究

针对现有小卫星CAN总线通信能力无法满足大规模星载软件在轨重构需求,文章在剖析高传输速率灵活可变数据率控制局域网络(CAN FD)总线技术特点后,提出了适用于小卫星软件在轨重构的新一代CAN FD总线技术应用方法,设计了卫星数据模型(SDM)、总线动态数据实时管理协议,进行了小卫星CAN FD总线架构设计,以及基于小卫星即插即用技术、静动态信息融合的CAN FD总线时序设计,解决了传统CAN总线协议无法适用于小卫星即插即用、高传输速率下总线通信时间占用率过高的瓶颈问题;通过设计CAN FD总线节点,对星载星务主机与下位机之间CAN FD总线通信进行了测试验证,结果表明:CAN FD总线通信协议很好地支持节点的即插即用,通信速率可以达到5 Mbit/s,满足小卫星星载软件的重构需求,可为后续小卫星工程应用提供参考。     

一种应用层可靠组播传输控制方法

针对航天运载和战术领域数据处理要求多台终端同时高效显示数据的需求，提出了一种应用层可靠组播传输控制方法。该方法在发送的数据包中添加额外的序号控制信息，发送方定时广播携带已发送最大数据序号的心跳包，接收方根据心跳包中的序号向发送方反馈丢失的报文序号和已收的最大连续报文序号。实验证明，本文提出的应用层可靠组播传输控制方法能够有效地保证组播传输的有序性和可靠性，并在航天数据处理领域得到了广泛应用。     

微小卫星平台公共总线技术——CAN网络应用

对局域控制网络(CAN)协议在“清华一号”微小卫星平台上的应用作了描述。提出了微小卫星对平台公共总线的要求,介绍了CAN网络的特点,阐述了CAN协议的帧结构,并在此基础上提出了针对卫星子系统数据通讯所作的改进协议。还给出了微小卫星星载计算机子系统的CAN节点硬件设计结构和软件控制流程。     

基于CAN总线技术的通讯类软件设计方法

在CAN2.0B总线通讯协议基础上,为提高通讯类系统的软件可靠性、安全性,提出了双CAN冗余设计、基本帧传输计数机制和超时判别等设计方案。软件设计过程中,实现了基于观察者模式设计,完善地面软件在运行过程中的CAN总线源码日志分析技术。由于软件的模块化架构先进,各个模块的实现尽量保持高内聚低耦合设计理念,具备可扩展性,可以方便地扩展至其它通讯类软件的应用,对于开发基于CAN总线通讯的系统软件具有较强的借鉴意义。     

飞行控制系统CAN总线优化方法研究

控制器局域网(CAN)作为一种可有效支持分布式控制和实时控制的多主串行通信总线,因具有纠错能力强、电磁兼容性好,实时性好、以及成本低等特点,正逐渐在航空航天领域得到广泛应用.本文从对总线性能影响显著的总线位定时入手,深入分析了通信波特率、位周期的取样位置等参数对网络通信性能的影响;并采用该方法对某型号CAN总线应用进行了优化,通过实时监听记录,检测数据传输波形,捕捉错误帧等手段,结合眼图分析,解决了错误帧的问题,并给出了结论.     

小卫星星载CAN总线的应用层传输方法研究

数据总线是小卫星上各模块之间的主要数据传输通道,充分利用现场总线技术,选择合适的数据总线标准,改善数据总线应用的标准设计,提高可靠性,将工业、商业总线技术引入航天领域是小卫星数据总线未来的发展方向.小卫星星上控制局域网(CAN)总线网络组成包括物理层、数据链路层和应用层.文章分析了小卫星星上网络的应用层协议的基本组成,...     

一种基于星内路由的航天器数管软件框架设计

传统航天器数管分系统开发时,往往需要深入分析各类传输协议细节,对协议数据的格式处理、数据转换等功能需要占用大量的开发时间。文章提出了一种基于星内路由的数管软件框架,其遥测链路协议(AOS Link)、遥控链路协议(TC Link)和星内总线链路协议(1553BLink)等链路层协议都由网络层路由接管,并以软件构件的形式存在。星载数管应用层程序在对数据进行收发时,仅仅调用网络层"发送"和"接收"接口即可,而后台路由程序将根据路由表选择链路层协议下一跳地址和对应的传输服务,实现地面、数管系统和其他分系统之间的数据流转。该框架将底层通信和应用层功能严格分离,大幅度简化了应用层软件设计。     

一种航天器综合电子系统业务及协议体系架构设计

对航天器综合电子系统的通用功能需求进行分析,设计了基于空间数据系统咨询委员会(CCSDS)标准和欧洲空间标准化合作组织(ECSS)标准的综合电子系统业务及协议体系架构。体系架构包含应用层、应用支持层、传送层和亚网层,可通过各层的业务及协议组合实现系统功能。从标准业务及协议的选择过程、业务及协议体系架构设计、解决的关键技术问题等方面进行详细阐述。该体系架构可为航天器的智能化和网络化提供技术支撑,实现器载接口及协议的标准化,促进航天器设备和软件的通用化,并为航天器提供更为灵活、强大的功能。