الرئيسية / دراسة وتحسين بروتوكول شبكات المتحكمات

دراسة وتحسين بروتوكول شبكات المتحكمات

اسم الباحث: رنيم محمود مرعي الحلبي

المشرف : الأستاذ الدكتور إبراهيم الشامي

العنوان : دراسة وتحسين بروتوكول شبكات المتحكمات

العنوان باللغة الانكليزية : Studying and Enhancing Controller Area Network (CAN) Protocol

العام : 2019

القسم : التحكم الآلي والحواسيب

الملخص : تدرس هذه الرسالة بروتوكول CAN (Controller Area Network)، المُستخدم حالياً وبكثرة في مجال الحافلات والمنازل الذكية والتطبيقات الصناعية. وبعد الدراسة التفصيلية لكل مواصفات هذا البروتوكول، تمّ بناء نموذج برمجي لشبكة اتصال تعمل بنفس آلية عمل بروتوكول CAN 2.0، وذلك باستخدام بيئة الماتلاب ومكتبة خاصة في السيميولينك تسمى SimEvents، حيث تُؤمّن هذه المكتبة محاكاة للأنظمة المُعتمدة على الأحداث الزمنية. وبعد الحصول على النتائج من هذه المحاكاة، تمّت مُقارنتها مع قيم مجموعة الرسائل القياسية المرجعية للمعيارSAE  التي بُني بروتوكول CAN على أساسها. ونلاحظ من النتائج ازدياد أزمنة التأخير بشكل كبير عند تناقص معدّل البت BitRate من جهة، ومع نقصان درجة أولوية العقدة من جهة أخرى. وتمّ أيضاً في هذه الرسالة دراسة التحسينات التي أُجريت على بروتوكول CAN، والتي أدّت إلى ظهور البروتوكول المُحسّن CAN FD (Controller Area Network with Flexible Data Rate)، وتمّ تصميم نموذج برمجي له بنفس طريقة نموذج CAN 2.0، وعند نفس ظروف المحاكاة تماماً. وبعد رسم المخططات البيانية التي تُوضّح العلاقة بين درجة الأولوية وزمن تأخير الرسالة، نستنتج أن البروتوكول CAN FD يُبدي تأثّر واضح بسرعة النقل، وتأثير طفيف بالتأخير الناتج عن الأولوية والتحكيم، مقارنةً بسابقه CAN 2.0 شديد التأثّر بدرجة أولوية العقدة. أما بالنسبة للعلاقة بين المشغولية ومعدّل نقل البت، فإن المخططات البيانية تبيّن أن البروتوكول CAN FD يُزوّد نقل أسرع للرسائل مع استخدام أقل للمسار. أشارت النتائج بعد المقارنة لكلا البروتوكولين CAN FD و CAN 2.0أن البروتوكول CAN FD ينقل الرسائل بتأخير أسوأ حالة أقل بحوالي أربع مرات من سابقه CAN 2.0، ويقلّل المشغولية بحوالي أقل من مرتين. لاحقاً تمّ تصميم دارات إلكترونية لكل من شبكتي CAN 2.0 وCAN FD، الهدف منها حساب الأزمنة الفعلية لوصول الرسائل، وتعزيز المقارنة بين النماذج البرمجية والنماذج المادية.

الكلمات المفتاحية :

بروتوكولCAN  – بروتوكول CAN FD – مكتبة SimEvents – عقدة – مسار (ناقل) –  أولوية العقدة – زمن التأخير – معدّل البت – المشغولية.

تحميل البحث