“基于FCS的电力推进船舶的综合监控系统”是交通部重点实验室在建的“多模式机舱综合仿真系统”的子项目，是其真实环境的一部分，得到了上海市市科委科技发展基金的资助，项目号：021107013。 开发这个新型的综合监控系统，主要是为了进一步完善电力推进船舶的综合监控功能。相对于柴油机推进船舶的热工参数而言，与电力推进相关的参数多半是快速变化的电参量，为能实时反映这些参数及其变化过程，要求系统的数据采集速度快、频率高，由此带来的数据流高速、量大，同时也带来了高速通信和大量实时数据处理与存储的问题。现有的船舶监控系统不能很好地完成这些任务，为此，必须从控制器到网络的关键部分进行彻底地改变，才能达到这一要求。 针对上述要求，我们自主开发了MA-2100型微控制器和智能PCCAN卡，摒弃了智能模块构成网络结构，采用基于现场总线技术、微控制器技术、分布技术，由现场监控网络、延伸监控网络、信息管理网络、远程网络组成的多重网络结构的集散型监控系统。现场监控网络完成对设备集散监控，它由6组现场监控装置(MA-2100微控制器)和一个中央监控站组成，现场监控装置负责数据的高速采集、实时处理、报警、控制、设备运行参数显示等基本监控功能，并向中央监控站、其它现场监控装置传送过程检测数据和报警信息等，接受中央监控站的命令，实现参数的远程修改，执行远程操作指令。现场监控装置分布于设备现场，满足了船舶监控点高度分散的要求，它既可以与中央监控站连接成网工作，又可以脱离中央监控站而独立工作，提高了综合监控系统的可靠性；利用CAN组成现场监控网络，满足了大量实时数据高速通信的要求；中央监控站的监控软件具有友好的人机交互界面，方便用户使用，中央监控站存储设备的实时运行参数，实现资源共享，同时它还实现集中监控管理、设备在线冗余，提高了系统的综合能力，配合以延伸监控网络，实现“无人值班”机舱。 综合监控系统要求现场控制装置之间可以远程复示，即在一个现场控制装置的液晶显示器上可以远程显示另一个现场控制装置的液晶显示器上显示的内容，这要求通信必须实现具有一定实时性的大数据包传送；同时系统要求实现数据多优先级传送。现有的CAN应用层协议不能满足这些要求，为此，本文制定并实现了MPLP协议(Multi-priority and Large Package CAN application protocol)。MPLP协议在HiLon B协议的基础上进行了改进，首先在协议格式上满足了数据多优先级传送的要求；其次在实现上采用十字链表技术、报文分割与重组技术、动态内存管理技术，保证了大数据包和数据多优先级传送的实现。大数据包传送意味着数据分割、重组、缓存，同时带来数据发送、接收过程中如何保证数据帧顺序问题，多优先级传送更增加了这个问题的复杂性;大数据包缓存、传送又带来存储问题，内存是微控制器极其宝贵的资源，如何有效合理利用内存，这些问题的解决构成了本文的重要内容。论文同时论述了MPLP协议的完整实现过程。 CAN通信接口是现场控制装置实现通信的支持，本文论述了其硬件的实现，详细解释了接口的原理图，cAN控制器SJA 1000接口参数的设置，CPu ATMega128对CAN控制器SJAI000的接口设置，用工CCAVR编写中断程序和访问绝对地址的特殊方法，并介绍了增量调试、仿真调试和硬件调试相结合的硬件调试过程。 综合监控系统采用“命令+参数”的应用协议，以示例论述了协议格式及其使用方法，阐述了协议的数据编码与解码问题。另外，在这里还介绍了通用网络管理工具。 中央监控站是连接现场监控网络、延伸监控网络、信息管理网络连接的枢纽，其核心是CAN总线通信接口适配器(智能PCCAN卡)。本文结合PCI协议和PCI接口控制芯片CY7C09449，详细解释了PCI智能PCCAN卡的硬件设计原理，配置空间以及PnP中的动态资源分配。驱动程序是设计PCCAN卡的核心，本文详细论述了其实现过程，重点介绍了Windows 2000下驱动程序的原理，驱动程序例程，请求包的处理过程，PnP及硬件初始化等。PCCAN卡同样实现了对MPLP协议的支持，更重要的是突出了事件驱动的设计目标。目前市场上能购买到的PCCAN卡只提供DLL库供用户调用，且要求用户使用查询方式获取数据，本PCCAN卡向用户提供PCCANCard控件，一方面，使用控件比调用DLL库函数方便，另一方面，它用事件驱动通知用户接收数据，这也方便了应用软件的开发。 另外，本文还论述了CAN控制局域网中的共性问题在综合监控系统中的具体解决，如多主网络的总线竞争与仲裁、广播与点对点通信、传输速率与节点间最大传输距离的关系、节点故障、节点丢失等问题。 本文的章节组织如下: 第一章是“引言”，说明了选题依据，要解决的问题、方案及课题的意义; 第二章是“基于FCS的电力推进船舶的综合监控系统”，论述了系统的特殊要求、系统组成、系统的功能，以及系统平台与开发工具的选择等。 第三章是“CAN控制器局域网与总线控制器”。简介CAN控制器局域网、cAN控制器sJA1000的编程结构，及其在电力推进船舶监控系统汇总的应用。 第四章是“CAN智能?