دراسة وبناء وتحليل نموذج لشبكة اتصال تعمل وفق بروتوكول CAN 2.0 باستخدام الماتلاب

This research shows designing a model that simulates the performance of CAN 2.0 Protocol (Controller Area Network Protocol) in a seven-node network and a data bus. This model is designed using MATLAB and SimEvents library in Simulink, library (SimEvents) which provides a simulation environment for intermittent events that enables modeling and simulation of any event-based system. This model included simulation of the transmission algorithm used by CAN Protocol, so that data frames are fully integrated and generated on time for some nodes and depending on a given event (whatever) for each other. Thus, all types of messages sent over the real-world network are included. This study presents the building of software model of the network, and the application of several vales of BitRates on the network, and then taking the statistical results and analysis compared to reference values. After drawing diagrams between the priority level of the sent node and the delay time of the message- depending on the values taken from the results of the study-we note that the delay times are significantly increased when the BitRate decreases on the one hand and the priority score decreases on the other hand, which is similar to the real-world network and reference values of the protocol. Keywords: bus – CAN Protocol – SimEvents library – node priority – delay time -BitRate.

يعرض هذا البحث تصميم نموذج يحاكي أداء عمل بروتوكول CAN 2.0 (Controller Area Network Protocol بروتوكول منطقة المتحكم)، في شبكة اتصال مكونة من سبع عقد ومسار لنقل البيانات. وصُمّم هذا النموذج باستخدام بيئة الماتلاب ومكتبة SimEvents ضمن السيميولينك، حيث إن هذه المكتبة تؤمن بيئة محاكاة للأحداث المتقطعة زمنياً، تُمكّن من نمذجة ومحاكاة أي نظام معتمد على الأحداث الزمنية. تضمّن هذا النموذج محاكاة لخوارزمية الإرسال المتبعة من قبل بروتوكول CAN، بحيث إن إطارات البيانات قد تم تضمينها بشكل كامل وتوليدها بالاعتماد على الزمن بالنسبة لبعض العقد، وبالاعتماد على حدث معين (مهما كان) لبعضها الآخر. وبالتالي فإن كل أنماط الرسائل التي تُرسل عبر الشبكة الواقعية تم تضمينها. وتقدّم هذه الدراسة بناء النموذج البرمجي للشبكة، وتطبيق عدة معدلات لنقل البيانات على الشبكة، ومن ثم أخذ النتائج الإحصائية وتحليلها بالمقارنة مع قيم مرجعية. وبعد رسم المخططات البيانية التي تربط بين درجة أولوية العقدة المرسلة وزمن التأخير للرسالة -تبعاً للقيم المأخوذة من نتائج الدراسة- نلاحظ ازدياد أزمنة التأخير لوصول الرسائل بشكل كبير عند تناقص معدل البت (معدل نقل البيانات) من جهة، ومع نقصان درجة الأولوية من جهة أخرى، وهو ما يماثل الشبكة الواقعية والقيم المرجعية للبروتوكول. الكلمات المفتاحية: مسار(ناقل) – بروتوكول CAN – مكتبة SimEvents – أولوية العقدة – زمن التأخير – معدل البت.