1、浙江大学信息科学与电子工程学硕士学位论文企业智能测控与优化调度系统研究姓名：王锐申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：孙斌20100310，：；浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所望交的学位论文是本人在导师指导。卜进行的研究：作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注利致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得迸姿盘堂或其他教育机构的学位或证而使州过的材料。与我一同：作的同忠对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：王一钐乙签字日：弘口年弓月锣日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝望盘鲎有权保留并向国家
2、有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝婆苤鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采 刚影印、 缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权二）学位论文作者签名：王钒 翩签名：诚签字日期：砂年弓月日签字日期：旧年？月，移日致谢时光飞逝，两年半的硕士研究生生涯即将结束。 经过两年半的学习和实践，我的研究生论文终于完成。这不仅是我一个人的成果，同时也凝聚了我的老师、亲人和朋友们的心血。衷心的感谢我的导师孙斌教授。她在我读研究生的这两年半期间，在学习和学术上给了我精心的指导和教诲，在生活上也给了我极大的关心和帮
3、助。从毕业论文的选题、课题项目的设计和实现，她 时刻都在为我提供指导和帮助， 毕业设计和毕业论文也倾注了孙老师的心血。孙老师治学严谨、思维开阔、 为人谦虚正直、体恤学生，这些都留给了我深刻的印象，孙老师以自己的行动激励着我、感染者我，是我今后学习和工作的楷模。衷心的感谢金心宇老师，感谢这两年半期间他对我学习上的指导和教诲，他广博的知识、活跃的思维和丰富的人生阅历， 为我的学术研究提供了许多宝贵的思路。感谢实验室的师兄、师弟：杨志国、黄神 赐、冯庆坤，感谢电路与系统专业的同学：朱畅、黄飞、谢煜锋、朱丁丁、张正宜、何群峰、孙玮、周春喜、吴砥柱、王建毅，感谢电路与系统专业 的师弟师妹们，感谢你们对我
4、的学术研究的支持和帮助，感谢你们对我生活上的关怀和帮助。你 们为了营造了一个良好的学术氛围，感谢你们陪我度过的美好的研究生时光。感谢我宿舍的兄弟们：胡志卷、马斌、程曦浩、王清波、周升、何群峰、卜士喜，感谢我身边的朋友们，感 谢我那些天南地北的朋友们，祝你 们工作顺利，生活幸福。最深的谢意送给我的父母和亲人。这六年半的杭州大学生涯，你们一直地在家乡支持我、鼓励我，让我一直地走下去，顺利完成学业。感谢你们对我的培育。我永生难忘。浙江大学硕士学位论文第一章绪论课题研究背景及意义企业信息化是企业利用先进的通讯和计算机技术，通过对技术资源的深入开发和广泛利用，不断提高企业生产、 经营、管理和决策的效率及
5、水平。信息化管理是企业发展的核心竞争力。制造业执行系统（，）力强了企业上层事务处理和下层实时控制的能力。其主要应用于车间维护、生产调度、系统监控和数据采集等方面，并且 这些方面之间相互联系。目前在国外的商业化已经成熟，国内高等院校已开始从事这方面的研究与开发工作，在国内也已经开始逐渐的普及。在的系统监控和数据采集等方面， 为了能更好地保 证生产质量，需要一些设备进行实时监测，例如电流、 压力、温度等数据，以这些信息作为反馈，对生产质量进行监督。在实际生产中，工厂的 车间、厂区位置分散，占地面积大，并且整条生产线生产设备多，因此如果要实地去监督生产、监测生产数据，就会造成低效率、高成本。为了方便
6、地 实时监测生产数据、监督生产状况，可以基于现场总线采用自动化与智能化的生产监测系统。现场总线技术近年来已广泛用于工业生产领域，它为实时监测提供了数据传输的网络保障。现场总线可以在复杂的工作环境中保证数据及时无误地传输。利用数据采集装置完成对所要监控和测量的设备的数据采集；将每个厂区实现网络化管理，采用分布式网络结构，利用网络总线来传递信息。这样管理人员就不用穿梭在厂区和设备间，可以把精力从数据和状态的记录转移到对它们的分析上来。既节约了人力成本又提高工作效率，保证了产 品的质量，提高企业的竞争力。所以 实现设备的网络化监测有重大的意义。的另外一个重要事项是制定生产计划和车间调度。在生产中，由
7、于生产设备、生产 能力、原料等限制，客户的生产订单不能立刻完成，因此要有效地控制库存和交货日期。上层的生产规划负责确定生产目标，如确定生产批量、控制订单发放和设定交货期；下层的车间调度在有限的生产资源约束下，给目标任务分配合理的资源。科学的调度可以协调生产，可以提高设备、资源的利用率，提高生产效率，降低成本， 还可以控制库存量，提高交 货期满足率， 缩短产品制造周期，同时向车间生产人员提供指导，有助于管理者评价工作情况。在 实际中，浙江大学硕：仁学位论文由于生产订单多， 仅仅依靠人工制定调度计划来指导生产不仅工作量大，而且不一定能得到令人满意的结果。在遇到新增订单、修改 订单或者机器故障时，需
8、要进行重新调度。人工重新调度的结果往往难以和已完成的调度任务很好的结合，或者达不到一个最优化的调度方案以达到成本最小。最好的方法是利用计算机来实现自动调度。智能管理可以根据订单和资源限制，利用遗传算法实现自动调度，得到优化的调度结果。现代智能管理系统还应提供良好的人机交互界面，为管理层提供方便有效的管理。本文研究的企业专用测控与管理系统，把测控和计划管理很好地结合在一起。为了实现底层生产的监测和控制，考 虑到厂区分散和传输实时性，利用总线组网能满足要求，并设计总线节点， 对设备的电流、电压和温度等工作参数完成数据采集。在生产上实现了实时测控，利用总线传输测控数据到上端的管理层】【 】，管理层利
9、用监测数据，对生产进行控制和设备管理、文档管理、生产调度等。本系统中，管理指导生产，测控把生产信息及 时反馈以便及时调整管理，实现了企 业的信息化集成。利用总线传输数据到上位机并保存到数据库中，在上位机上进行处理、 记录、显示等环节。上位机上实现智能管理，有良好的人机交互界面，实现数据资料管理、在 线监测、设备 管理、生产调度等。本系统在橡胶生产领域进行应用实践，在实时监测和生产调度上得到了很好的实际效果。本文的设计重点主要集中在实时监测和生产调度两部分。国内外研究现状总线应用及研究现状现场总线技术已经成为当今工业自动化技术的研究热点，（）即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。是一
10、种多主方式的串行数据通讯总线，有高的位速率，高抗电磁干扰性而且能够检测出产生的任何错误，当信号传输距离达到时，仍可提供高达的数据传输速率。为促进以及协议的发展，在欧洲成立了（）。在的努力推广下，技术在汽车电子控制系统、电梯控制系统、安全监控系统、医 疗仪器、 纺织机械、船舶运输等方面均得到了广泛的应用。现已有多家公司加入了，已成为全球应用技术的权威【】。浙江大学顾士学位论文总线在组 网和通信功能上的优点以及它的高性价比决定了它在许多领域都有广阔的应用前景和发展潜力。总线系统开发廉价，许多国际上大的半导体厂商也积极开发出支持总线的专用芯片。其中有智能芯片，也有非智能控制器、收发器。根据国内外资料
11、报道，技术已应用于家用电器和智能楼宇以及小区建设中。如安防系统、抄表系统、家电控制等。它投资少，每个节点可以随机访问，通信速度完全满足要求，且在这类应用中数据交换量都很少。适当的网关如与协议 的转换，可以使一个居室或一栋大楼的 现场信息 转变为的形式外传，或反过 来通过这类网关把外部网 传来的信息转换为的形式，此即实现了所谓的远程控制。 总线作为一种可靠的计算机网络总线已在许多先进技术上得到应用，将总线应用于智能传感器中，使传感器获得的信号能通过总线实时地、可靠地、高速而准确地 进行传输，也具有很好的抗干扰能力，是未来智能化传感器和智能化控制网络的发展趋势。现代企业信息化管理发展现状本文所研究
12、的系统也属于制造业执行系统，涉及到了数据采集、生产监控和生产调度等方面，对于生产调度问题的研究，近几十年的相关研究很多，取得了一定的成绩，相关的文献也很多。生 产调度问题是一类经典的优化组合问题，多数都是难题。以往的研究往往集中在理想加工环境的经典调度问题上：被调度的工件集合是确定的；工件加工的时间是确定的，并且在计划时全部工件都已到达；在调度执行过程中没有干扰等。在实际的问题中，有时候可能不符合经典调度问题的条件，但是可以通过经典调度问题来创新改进。在不断的研究中，形成了越来越多的方法。传统的研究方法主要分为经典的最优化方法和启发式方法。近年来，计算机技术 的迅速发展以及人工智能、神 经网络
13、、 遗传算法和仿真技术等新方法的产生和发展，为调度算法的研究开辟了新思路，也为生产调度方法的实用化提供了理论基础和技术支矧刚。生产调度在实际中可能会遇到不同的问题和环境，各个企 业的具体的生产调度情况可能是千变万化的，但每种智能化、科学的生产调度的理论基础和研究方法都基于前面所提到的那些方法种类。现代企业管理中的生产调度的实现，往往要根据已成熟的理论和方法进行改进，以适应企业自身独特的要求【】【 】【】。浙江大学硕：七学位论文本文中系统的生产调度是基于遗传算法进行开发的，并且根据实际的生产要求，在算法的实现上进行了优化，在 调度方案的设计上给出了合理的解决方式。符合橡胶生产领域中的生产调度要求
14、。通用性和针对性是未来生产调度管理的基本要求和发展趋势。本文的组织结构本课题研究了应用于橡胶生产行业的测控与管理系统，全面地分析了实际中的情况、需求和系统具体的设计实现方法。本文把系 统分为测控层和管理层两部分。测控层的设计包括硬件和软件的设计，管理 层的设计集中在软件设计上。 测控层的重点是实时监测，技术重点是总线通信技术；管理层其中的一个重要功能是实现智能化生产调度，设计重点是利用遗传算法实现生产调度。本文的组织结构如下：第二章介绍了系统的需求、整体功能、系 统的结构、模块各自的功能及作用、各模块的设计思路和技术。并且提出了各模块的设计重点和难点。整个系统分为测控层和管理层，共分为五个模块
15、设计：数据采集模块的硬件设计，总线通信，工控机端和服务器端设计，客 户端信息资料管理、在线监测、设备管理模块设计，生产调度管理设计。第三章介绍了系统设计的测控层和管理层的两大难点技术：总线通信和遗传算法。分别介绍了总线和遗传算法的发展和基本原理。第四章详细阐述了系统的测控层设计方案和具体实现方法，具体包括数据采集模块设计、总线通信技术设计、工控机端和服 务器端的设计。第五章详细阐述了系统的管理层的设计方案和具体实现方法，包括客户端信息资料管理、在线监测、设备管理模块设计和生产调度管理设计。其中重点介 绍了生产调度设计的实现。其中详细论述了如何使用改进的遗传算法来设计柔性调度系统。第六章介绍了系
16、统测试结果和在实际中的应用结果。系统实际应用在橡胶厂生产领域，作 为应用实践，得到了很好的实际效果。本章 给出了实际应用的界面效果图。一第七章对本文设计的系统做了总结，以及对未来的展望。浙江大学硕士学位论文第二章系统的功能结构和设计思路生产监测与管理系统的需求分析本文所设计的生产监测与管理系统应用在企业生产中，不同的企业对于系统的具体要求会有一些差别，但从整体上看，企 业对制造业执行系统的需求基本一致，即监测和管理。系统的监测和管理功能可以普遍适用于生产型企业。一个好的制造业执行系统，对于生产监测的要求是能够实时监测、自动监测并且要方便地为管理人员提供结果反馈。传统的人工现场监测，可以监测设备
17、的工作状态、工人的操作过程，以此作为反馈来保证设备的正常运行，保 证生产的产品质量。人工现场监测具有实时性，并且可以及 时反馈信息来指导生产。但 对于大规模的生产来说，人工现场监测会暴露出一些缺点。例如监测结果不便于集中处理，需要很多人力资源去执行现场监测，工作效率低等。因此现代化企业生产需要用自动化监测来替代人工现场监测。对于自动化监测系统的需求，同样要有传统方式的实时性，同时在信息的反馈上有要明显的改良。自动化监测系统可以替代人工，在现场实现自动监测功能，并且可以通 过网络把结果反馈到管理人员做统一的处理，使监测系统具有自动化和网络化的特点。这样在大规模的生产领域，管理人员不用到生产车间便
18、可以方便的得到生产线上的设备和工人操作信息。生产监测系统可以节约人力资源成本、提高工作效率、方便管理。对系统的另一个重要的需求就是在管理上实现自动生产调度功能。和人工调度相比，生产调度系统应该具有自动化和智能化的特点，不但要比人工调度更有效率，而且要让调度结果更加科学合理，为企业带来更大的利益。对生产调度的要求有：）适应复杂的调度环境，满足多种 约束的调度条件。例如在多机调度情况下，机器数量的限制、生产工具的限制、可用原料的限制。最终的调度结果应尽量能满足所有的约束，否则调度结果会失去可行性，达不到预期的效果。）要制定合适的性能指标，以此为目标进行调度。一般以性能和成本作为参考来制定合适的目标
19、。实际中一些条件是相互制约的，例如以降低成本为目标，就可能造成交货日期拖延的结果。因此制定一个合理的指标作为调度目标，应该综合考虑多种因素，找出个适浙江大学硕士学位论文合企业自身的调度目标。）调度系统要以科学的算法作为支持，这样才能保证调度结果既合理又科学，能为企业带来利益。在实现调度的过程中，要建立准确的数学模型，把实际的问题用数学化的方式来表达，利用科学的算法，计算出最优的调度结果。）根据实际工作情况的特点， 调度分为静态调度和动态调度。静态调度指在决策时刻，调度环境的各种信息是确定已知的，而且在调度执行过程中不再改变。动态调度是指在决策时刻， 调度环境的部分信息已知，根据逐步获得的信息不
20、断更新调度。 实际生产环境中存在大量的扰动事件，如机器故障，新机器的加入，订单的加入、取消或改变。实际中企业往往需要调度系统能够适应动态调度环境。系统应该提供动态调度方案。一个智能化的生产调度系统要可以满足以上几个方面。满足上面的四点可以保证生产调度可以为企业节约人力成本、提高调度管理效率、实现更多利润。上面四点是企业对调度系统的基本要求，不同的企业对调度系统可能有特殊的需求。调度系统要设计得有适应性和针对性。除了生产监测和生产调度两个重要的需求以外，系统还可以满足其他一些需求，例如生产错误报警提示、生产控制、数据管理、设备管理、文档资料管理等功能。总之，系统要在生产和管理之间为工作人员提供一
21、个良好的沟通交互，真实的反映生产，为管理提供信息反馈，制定工作计划，更好地去指导生产。系统功能介绍本系统实现的功能是企业的生产监测与智能管理。针对需求和技术特点，系统可分为两层：测控层和管理层。测控层是系统的底层，完成实时生产监测任务。在 设计时， 测控层又分为底层和上位机两部分。要实现实时监测，必 须实现现场的数据采集和数据的传输。为了保持系 统的健壮性，还要用数据库来为系统提供服务。测控层的功能是负责对设备工作时的相关数据进行采集，利用总线对设备节点进行组网，每个节点上采集的数据通过总线传输到上位机的数据库，为在线监测和设备管理提供数据。测控层组成分布式网络，使得管理层可以实现集中管理，并
22、浙江大学硕士学位论文为管理层提供数据交互的服务。管理层的功能实现建立客户端上，利用客户端直观地为管理者提供信息和平台，主要实现在线监测、设备管理、 资料信息管理、生产调度等。其中在线监测、设备管理和资料信息管理都利用测控层发送的数据。在线监测可以实时地看到生产过程中的操作是否规范；设备管理通过采集的数据来观察设备的运行状态；资料信息管理可以为每的实际生产记录生成报表、管理数据库、保存一些技术参数和资料给其他模块调用；生产调度则是利用遗传算法实现自动调度，为每日的工作安排计划。管理 层为管理人员提供客户端，客 户端的界面使得管理操作更加方便。在一些传统的制造行业中，生产跟管理是分开的， 计划跟生
23、产不适应会导致资源浪费或成本增加。管理对生产要有指导作用，生产的效果也要反馈到管理层，来检验管理是否有效。本系统的测控层与管理层之间有良好的衔接和联系，使计划和实际生产不会脱节， 计划可以根据当前的生产情况及时的调节。系统结构整个系统的结构如图所示：图系统结构数据采集、总线传输、工控机和服务器组成了系统的测控层，这四个部分实现了测控层的功能。管理功能在上实现，主要是利用服务器中的数据和软件来进行管理，分为资料信息管理、在线监测、设备管理、生产调度。测控层四个部分的功能分别为：画目；回浙江大学硕士学位论文数据采集器完成对设备工作时相应数据的采集和预处理，通过总线将节点数据传到工控机【】【】。总线
24、负责 信号和数据的上行和下行传输，要求具有实时性和准确性。工控机主要负责接收总线上各数据采集器上传的数据并进行初步的处理，然后把数据上传到服务器上【】。工控机同 时负责对总线上的设备的应答请求进行回应；对设备进行控制时，工控机发出控制信号到相应节点。服务器负责采样数据的存储和报表的存储，同时向用户终端提供数据访问服务【】。服务器和上面管理层可以通过互联网进行连接和通信。管理层的主要功能分别为：资料信息管理主要负责数据的保存、调用、 删除以及一些工艺参数设定的管理。负责定期生成新报表、删除旧数据、更新 订单信息。在线监测功能为管理人员提供直观的界面，监测每个设备的工艺参数来判断工人的操作是否合理
25、。设备管理功能是把设备运行时的一些参数例如电压、电流、温度等在客户端上直观的显示出来，它记录着设备的工作状态。生产调度功能是利用前面的几种管理提供的资料和数据，为生产制定一个科学的生产调度计划，用它来指导生产的进行。通过对系统功能和结构的明确划分，我们可以明确系统的需求和实现系统所需要的大致技术和方法。系统的设计思路及技术系统的结构如图所示，在具体设计时，根据涉及的技术特点和功能需求分类，把整个系统的设计重点分成以下个方面：数据采集模块的设计；总线通信 设计；工控机端和服务器端的设计；客户端信息资料管理、在线监测、 设备管理模块设计；生产调度管理设计。其中数据采集和总线通信设计属于测控测底层设
26、计，工控机和服务器属于测控测的上位机设计；管理层各模块属于客 户端上的设计。在客户端上，浙江大学硕士学位论文把生产调度管理的设计与其他三个管理模块的设计分开，是由于生产调度管理的技术难点突出，并且核心的遗传算法与其他三个模块设计差别较大。文档资料管理、在线监测、设备管理这三个模块设计时具有相似之处，在研究 设计方案时放在一起来讨论和解决。当然由于功能的不同，在设计实现时信息资料管理在线监测、设备管理还是属于三个不同模块，在 软件编程时要分开设计。数据采集模块利用传感器把非电压信号转化为电压信号，利用单片机和转换实现数据采集。单片机的软硬件设计是这部分的重点。总线通信需要收 发 器。收发器安装在
27、单片机上，在单片机内部程序里完成总线通信的底层软件设计。 总线数据要送到工控机端，与工控机端的通信也需要软件程序的支持，这部分软件设计在工控机模块完成。总线通信技术的重点在总线协议的使用和单片机的总线通信的软件编程上。工控机端使用总线适配卡与总线相连，接收总线数据。总线及适配卡提供库函数，供工控机端编程使用，通 过调用库函数才可以实现总线上的数据与工控机程序之间读写。工控机端与服务器端程序采用进行软件编程，并且使用建立数据库。 该模块的设计重点在于工控机端与总线数据通信部分和服务器数据库的设计上。客户端使用进 行界面开发，除生 产调度以外的其他管理层功能均通过软件编程，在客户端界面上实现。客
28、户端信息资料管理、在 线监测、设备管理模块设计的重点在于该模块与服务器数据库之间的数据通信和客户端界面的程序设计上。生产调度模块基于遗传算法使用进行软件编程，最后利用编程做出调度的软件界面。该模块的设计难点在于数学模型的建立和利用遗传算法进行求解的软件程序设计上。设计重点围绕在遗传算法的改进和动态调度的设计上。本文对系统的研究和设计的难点主要在总线与上位机数据通信设计和管理功能特别是生产调度的实现上。浙江大学硕士学位论文第三章总线通信技术和遗传算法概述总线概述总线的发展（）总线是德国公司从上世纪年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而设计的一种串行数据通信协议。世纪年代初期，
29、由于欧洲汽车工业发展发展的需要，消 费者对于汽车功能的要求越来越多，而这些功能的实现大多是基于电子操作的，这就使得电子装置之间的通讯越来越复杂，同时意味着需要更多的连接信号线。提出总线的最初 动机就是为了解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通讯，减少不断增加的信号线。于是公司 设计了个单一的网络总线，所有的外围器件可以被挂接在该总线上，于年正式公布了这一总线，且命名为总线。尽管最初研究总线是应用于汽车系统，但的第一个市场应用却来自于其他领域，如电梯、纺织及其他工业车间。特 别是在北欧，早己得到非常普遍的应用。总线协议也逐渐的发展和标准化，之后历经技术规范、后己形成了国际标准（）。总线的特点总
30、线是一种有效支持分布式控制的串行通信网络，基本设计规范要求有高的位速率和高抗电磁干扰性，而且能检测出产生的任何错误。当信号传输距离达到时，仍可提供高达的数据传输速率。由于 总线具有很高的实时性能，因此，已在汽车工业、航空工业、工业控制和安全防护等领域中得到了广泛的应用。遵从模型，按照基准模型，规范定义了模型的最下面两层：数据链路层和物理层。按照和标准，数据链路层又划分为：逻辑链路控制层（）和媒体访问控制层（）；物理层又划分为：物理信令层（）、物理媒体附属装置层（）和媒体相关接口层（）【】。应用层协议可以由用户定义成适合特定工作领域的任何方案，不过现在也有很多硬件厂商将应用层做成芯片，减轻用户工
31、作量。由于总线具有的独特的优点，其在浙江大学硕士学位论文工业领域中已得到相当广泛的应用。目前，基于 总线的获得广泛应用的应用层协议有：、等。能够使用多种物理介 质，例如双绞线、光 纤等。最常用的是双绞线。信号使用差分电压传送，两条信号线被称为和，静态时为左右，此时状态表示为逻辑也可以叫做“隐形”。比高，表示逻辑，称 为逻辑 ，称 为“ 显性”，此时，通常电压值为和。具有以下的优越特点：低成本；高的总线利用率；很远的数据传输距离（最远）：很高的数据传输速率（高达）：可根据报文决定接收或屏蔽该报文；可靠的错误处理和检测机制；发送的信息遭到破坏后，可自动重发；在错误严重的情况下节点具有自动退出总线的
32、功能；报文不包含源地址或目标地址，仅用标志符来指示功能信息和优先级信息。通信协议介绍采用了技术。是“载波侦听多路访问冲突检测（）。利用访问总线，发送前对总线上信号进行检测，只有当总线处于空闲状态时，才允许发送。利用 这种方法，可以允许多个节点挂接到同一网络上。当 检测到一个冲突位时，所有 节点重新回到“监听”总线状态，直到该冲突时间过后才开始发送。在总线超载的情况下，这种技 术可能会造成发送信号延迟。 为了避免发送时延，可利用方式访问总线。当总线上有个节点同时进行发送时，必须通过“无损的逐位仲裁”方法来使有最高优先权的报文优先发送。在总线上发送的每一条报文都有唯一的一个位或位数字，当发生冲突时
33、，仲裁器根据的大小决定优先级。越小优先级越高，发送优先级最高的，其他的退出总线。报文传输分由以下种不同的 帧类型所控制和表示：浙江大学硕士学位论文数据帧：数据帧携带数据从发送器至接收器。远程帧：总线单元发出远程帧，请求发送具有同一识别符的数据帧，实现主动请求数据。错误帧：任何单元检测到总线错误就发出错误帧。过载帧：过载帧用以在先行的和后续的数据帧（或远程帧）之间提供一附加的延时。数据帧可以使用标准帧和扩展帧两种格式。数据帧由七个不同的位场组成：帧起始（）、仲裁场（）、控制场（）、数据场（）、场（）、应答场（）署帧结尾（），其中数据场的长度可以是。远程帧也有标准格式和扩展格式，由六个不同的位场组
34、成：帧起始、仲裁场、控制场、场、应答场和帧结尾。错误帧由两个不同的场组成：错误标志（）和错误界定符（）。错误标志场可以在 总线上由多个节点信号重叠而成。 总线的检错能力包括：）能检测到所有的全局 错误 ；）能检测到发 送器所有的局部 错误；）可以检测到 报文里多达个人以分布的错误；）检测到报文里 长度低于 为的突发性错误；）检测到报文里任意奇数位错误。对于没有检测到的报文错误，其报文错误率仅为。过载帧包括两个位场：过载标志（）和过载界定符（）。数据帧或过载帧与其先行帧（即上一帧）通过帧间空（）进行隔离，无论此先行帧的类型如何（数据帧、 远程帧、错误帧 和过载帧）。过载帧与错误帧之前没有帧间空间
35、，多个过载帧之间也没有帧间空间。帧间空间包括间歇场（）和总线 空现场（），若被动错误节点刚发完一个报文，则其帧间空间还包括挂起传送场（）。数据帧和远程帧可以使用标准帧和扩展帧两种格式。标准格式的仲裁场由浙江大学硕士学位论文位识别符和位组成，识别符位为。扩展格式里，仲裁 场包括位识别符、位、位和汀位。其识别符为。总线协议对帧格式有兼容性的要求：完全支持标准格式；控制器可以接收扩展格式的报文，不因为扩展格式而破坏报文。传输时，要有发送器和接收器。 发送器和接收器还要完成对报文的检验。另外整个传输过程中要进行报文过滤、（）等编码、错误处理和振荡器容差同步处理。遗传算法概述遗传算法的产 生和发展遗传算
36、法（）是一类模拟生物进化过程与机制求解问题的白组织、自适应人工智能算法。其核心思想源于 这样的基本认识：生物进化过程（从简单到复杂，从低级向高级）本身是一个自然的、并行发生的、 稳健的优化过程。这一优化过程的目标是对环境的白适应性，生物种群通过“优胜劣汰”及遗传变异来达到进化的目的。依达尔文的自然选择与孟德尔的遗传变异理论，生物的进化是通过繁殖、变异、竞争和选择这四种基本形式实现的。因而，如果把待解决的问题理解为对某个目标函数的全局优化，则进化即是建立在模拟上述生物进化过程基础上的随机搜索优化技术。遗传算法研究的历史比较短，世纪年代末期到年代初期，主要由美国大学的与其同事、学生们研究形成了一个
37、较完整的理论和方法，从试图解释自然系统中生物的复杂适应过程入手，模拟生物进化的机制来构造人工系统的模型。遗传算法是借鉴生物的自然选择和遗传进化机制开发出的一种全局优化自适应概率搜索算法。遗传算法使用群体搜索技术，它通过对当前群体施加选择、交叉、变 异等一系列遗传操作，从而产生新一代的群体，并逐步使群体进化到包含或接近最优解的状态。由于其具有思想简单、易于实现、应用效果明显等优点而被众多应用领域接受，并在自适应控制、优化组合、模式识别、机器学 习、人工生命、管理决策等 领域等到了广泛应用。 遗传算法给我们呈现出的是一种通用的算法框架，该框架不依赖于问题的种类。自从年，首次将遗传算法用于解决调度问题以来，该算法在调度领域中的应用越来越广泛。遗传 算法本身具有的并行搜索特性、 强大的鲁棒性以及实现简单等特点，浙江大学硕士学位论文使其在求解大量复杂组合优化问题时显示出了优越的性能。遗传算法的特点作为一种随机优化与搜索方法，遗传算法有如下的特斛】：（）遗传算
