CAN总线应用层协议在空间机器人中的应用

CAN总线应用层协议在空间机器人中的

应用

杨晓华，孙汉旭，贾庆轩

（北京邮电大学自动化学院, 北京 100876）

摘要：外太空高辐照和高温差的恶劣环境以及空间机器人系统在轨任务的复杂性，对空间机器人数据处理和通信系统的可靠性提出了较高的要求。本文针对六关节空间机器人系统CAN网络构架，详细介绍了其CAN总线应用层协议的实现。本协议充分考虑了空间机器人所处特殊的太空环境对通讯数据流可能造成的破坏，在CAN物理层携带的CRC校验基础上专门增加了自定义的CRC校验(Cyclic Redundancy Check, 循环冗余校验)，以保证数据流安全性。协议本着简洁、耦合性小的原则，充分满足空间机器人嵌入式体系结构所要求的实时性、稳定性。 关键词：嵌入式系统；CAN；应用层协议；空间机器人

1引言

空间机器人作为在太空这个特殊环境下的嵌入式体系结构的机器人，在选择总线时遵循的原则是高可靠、高速、高实时性同时要考虑小型化设计。CAN总线可以提供高达1 Mbit/ s 的数据传输速率和很高抗电磁干扰性,这些特性使得CAN总线在空间机器人中应用越来越普遍。

然而CAN2.0规范仅定义了OSI模型的数据链路层、物理层，而没有规定OSI模型的上层，所以当用户要组建一个具有实际工作意义的CAN总线通讯网络时，必须自己制定应用层协议。本文基于863机械手系统项目详细介绍了空间机器人系统中CAN总线应用协议的具体实现。

2 CAN总线简介

CAN（Controller Area Network）即控制器局域网，是国际上应用最广泛的