得知。舉個例子，當有 A、B、C 三個節點，其識別 ID 分別為 1、2、3，當 C 要傳給A 節點資料的時候，只要將資料欄框裡面的識別碼設定為 1 再將資料傳 到CAN 網路上面，由於各節點都有用 MASK 設定各自可接受的 ID，因此該筆 訊息只有節點A 可以接收到。其他節點因為訊息被 MASK 濾掉，這樣也不需要 先將訊息讀入再判斷該筆資料是否是給他的。
除了唯一的識別ID，每個節點再多規劃一個廣播用 ID，當訊息上面的識別 ID 使廣播用的 ID 時，每個節點都可以同時收到該筆訊息，這是為了當某個點 要對多數節點傳送訊息而準備。例如，當有個節點發生錯誤的時候，可以利用 廣播用ID 通知 CAN 網路上每個節點系統有錯誤發生，應該採取對應的措施，
而不用再對每個節點一個一個通知，以節省時間。
由上面的規劃，本論文中CAN 網路系統每個節點最少都可以接收兩種不同 的ID，一種為系統本身的識別 ID，另外一種為廣播用 ID。
3-1-2 使用者自訂欄框
先前有提過CAN 網路沒有對資料欄框中資料的部份做分配，因次在本論文 的系統當中，我們自行規劃三種自訂欄框，節點跟節點之間溝通的訊息都靠這 三種欄框，圖3.1 分別為三種欄框的格式和大小。其中三個欄框都有個共通點，
就是最前面會帶有Type 和 Device 的欄位，大小均為 1Byte，Type 指的是該筆
圖3.1 三種自訂欄框
訊息代表的事件，Device 表示由哪個節點傳送，由於我們系統的訊息事件和節 點不多，所以Type 和 Device 都取 1Byte，1Byte 可以代表 256 筆訊息事件和 256 個節點。三個欄框唯一不同之處就是Data 部份，依據不同需求來選擇不同長度 的Data 大小。設定好自訂欄框之後，將此欄框封裝到 CAN 封包 Data 的部份，
在將封包傳送到對應的節點，對應的節點收到封包將自訂欄框取出後，解析該 欄框後做出對應的事件。
3-2 CAN 網路監控程式介紹
CAN 網路上的訊息傳輸都是利用廣播的方式將訊息傳到網路上去，然後利 用個節點的MASK 設定將想要收到訊息給收進來，我們網路監控程式就利用此 特性，來監看網路上所有訊息，並且可以利用遮罩(Mask)的設定，將不想要看 的訊息給濾除掉。本監控程式要搭配USB CAN 使得 PC 變成 CAN 網路上的一 個節點才能監看網路上的訊息。3-2-1 介紹 USB CAN，3-2-2 介紹 USB CAN 軟 體介面的建立，0 介紹 CAN 網路監控程式。
3-2-1 USB CAN 介紹[17]
USB CAN 可以讓 PC 透過 USB 介面連接到 CAN 網路上面，使得 PC 也變 成CAN 網路上面的一個節點，透過 USB CAN 方便讓電腦收集和分析 CAN 網 路上面的訊息，或是透過USB CAN 傳達訊息到 CAN 網路上各節點。本章採用 的USB CAN 為周立功單片機發展有限公司所開發出來的 USBCANII 智能 CAN 接口卡，USBCANII 有兩個 CAN 通道，可讓使用者同時連到兩個不同的 CAN 網路上面，並且附有ZLGVCI 接口函式庫，方便使用者搭配不同開發程式開發 符合自己需求的產品，以下為USBCANII 外觀和硬體規格：
(a) (b)
圖3.2 USBCANII 外觀 (a)正面 (b)背面 硬體規格：
z PC 接口：USB1.1
z CAN 控制器：PHILIPS SJA1000 z CAN 收發器： PHILIPS PCA82C250 z CAN 網路傳輸速率：5Kbps~1Mbps
z CAN 通訊接口：DB9，符合 DeviceNET 和 CANOpen 標準
z 支援 CAN 網路協定：支援 CAN 2.0B(兼容 CAN2.0A 協定)，符合 ISO/IS 11898
z 最高 Frame 流量：每個通道 5000 Frame/sec
z 供電方式：USB 供電或是外接+9V~+25V，400mA 的電源
3-2-2 USB CAN 軟體介面的建立
USBCANII 有提供接口函式庫方便使用者開發符合自己所需要的程式，要 使用這些函式需將原廠所附的三個文件 ControlCAN.h、ControllCAN.lib、
ControlCAN.dll 和一個資料夾 kerneldlls 加到開發的程式中。
通常要使用廠商所提供的動態連結檔有兩個方式[18]：
（1）Implicitly Link（隱式連結）又稱靜態載入，靜態載入方式所使用的 dll 檔
會在應用程式執行時載入，然後就可以呼叫所有由 dll 檔中匯出的函式，
就好像是包含在程式一般，此方法較簡單，載入方式是由編譯器負責處 理，但是編譯時需額外的import library（.lib），本節一開始的 dll 檔使用方 式即為此方式。
（2）Explicitly Link（顯式連結）又稱動態載入，動態載入就是在程式需要的時 候才將dll 檔載入，不需要的時候即釋放 dll 檔，此方法可以更有效的使用 記憶體，應用程式載入時的速度較快，不需額外加入 lib 檔，但是使用方 式複雜。
當我們依照一開始介紹的方法在Borland C++ Builder 上面使用靜態連結的 方式將dll 檔載入，則會產生問題無法使用。會產生問題的原因出在靜態載入的 時候需要使用到lib 檔，lib 檔分為兩種格式：
（1）COFF 格式：Microsoft 所使用。
（2）OMF 格式：Borland 所使用。
USB CAN 所附 lib 檔是給 Visual C++使用，所以直接拿來 Borland C++ Builder 上面使用會出現問題，由於lib 檔無法使用我們只好採用動態連結的方式來載入 dll 檔。
接 下 來 介 紹 動 態 載 入 的 流 程 ， 首 先 要 使 用 WINDOWS API 裡 面 的 LoadLibrary 手動載入 dll 檔，並且使用 GetProcessAddress 來取得所要使用的函 式的位址，最後不需要此dll 檔的時候，使用 FreeLibrary 將 dll 釋放掉，下面就 使用接口函式庫所提供的一個函式當作例子：
DWORD __stdcall VCI_OpenDevice(DOWORD DevType, DWORD DevIndex, DWORD Reserved)
功能：用來打開USB CAN 設備
（1）使用 LoadLibrary 載入 dll 檔：
HINSTANCE hDLL;
hDLL = ::LoadLibrary("ControlCAN.dll");
（2）取得函式位址：首先用 typedef 把 VCI_OpenDevice 定義成一個自訂函式指 標 的 型 別 然 後 在 宣 告 一 個 vciOpenDevice 函 數 指 標 ， 最 後 利 用 GetProcessAddress 取得函式位址並指定給 vciOpenDevice，如此一來就可 以使用vciOpenDevice 函式就像是使用靜態載入的 VCI_OpenDevice。
DWORD __fastcall OpenDevice(DWORD DeviceType,DWORD DeviceInd,DWORD Reserved);
VCI_OpenDevice vciOpenDevice;
vciOpenDevice = (VCI_OpenDevice)GetProcAddress(hDLL,"VCI_OpenDevice");
（3）釋放 dll 檔：假如程式不再使用 dll 檔可用 FreeLibrary 將不使用的 dll 檔釋
下面簡單介紹物件的建立過程，並且只介紹VCI_OpenDevice 如何加入此物件，
若要使用其他函式可用相同方法加到此物件（其他函式用…來代替）：
[1]用 typedef 自訂函式指標的型別
DWORD __fastcall OpenDevice(DWORD DeviceType,DWORD DeviceInd,DWORD Reserved);
…
…
[2]定義 USBCAN 類別
class USBCAN {
public:
__fastcall USBCAN(void);
__fastcall ~USBCAN(void);
DWORD __fastcall OpenDevice(DWORD DeviceType,DWORD DeviceInd,DWORD Reserved);
…
__fastcall USBCAN::USBCAN() {
hDLL = ::LoadLibrary("ControlCAN.dll");
vciOpenDevice = (VCI_OpenDevice)GetProcAddress(hDLL,"VCI_OpenDevice");
…
… }
[4]dll 檔的釋放寫在 USBCAN 的解構子，如此當物件消失的時候會順便將 dll 檔釋放出來，避免dll 檔一直佔用資源。
__fastcall USBCAN::~USBCAN() {
::FreeLibrary(hDLL);
}
[5]設定物件的方法:
DWORD __fastcall USBCAN::OpenDevice(DWORD DeviceType,DWORD DeviceInd,DWORD Reserved)
{
return vciOpenDevice(DeviceType,DeviceInd,Reserved);
}
…
…
經過以上設定後，就可以完成USBCAN 類別的建立。下面將介紹如何使用 此類別來建立物件開啟USB CAN 設備（此類別其他的方法將放在附錄介紹）。
USBCAN UsbCanObj; //建立 UsbCanObj 物件
UsbCanObj. OpenDevice(VCI_USBCAN2,this->DevIndex,0) //開啟 USB CAN Device
3-2-3 網路監控程式
圖3.3 網路監控程式主畫面
圖 3.3 為我們利用 3-2-2 提到的軟體介面所建立的網路監控程式的主要畫 面，總共分成三個部份：
(a) 控制 USBCAN 節點屬性：
當要開始使用監控程式的時候，需先將 USBCAN 相關參數設定好，首 先，先點下 Open 按鈕後會跳出參數設定視窗如圖 3.4，此畫面可以讓我 們設定 ID 遮罩，濾波器形式，工作模式還有傳輸速度， 由於本 USBCAN 使用的 CAN Controller 為 PHILIPS SJA-1000，因此參數的詳細設定，可 以直接參考 SJA-1000 的說明文件。此 USBCNA 有兩組 CAN 節點，所 以有兩組參數可供設定，Device Index 是當 PC 不只接上一台 USBCAN
時，可以讓我們選擇想要控制的裝置。當設定好參數之後，選擇 OK 跳 回主畫面，此時再按 Start 按鈕即可開始監聽 CAN 網路上面的訊息。
圖3.4 USB CAN 系統參數設定畫面
(b) 監聽 CAN BUS 訊息的顯示部份：
監控程式將在 CAN Bus 上面監聽到的訊息會在此部份顯示出來，
在此我們可以看到訊息的
(1) direction：傳遞方向，讓我們知道該訊息是由 PC 端接收或是發 送。
(2) CAN ：接收或傳送節點，由於 USBCANII 可以讓 PC 擁有兩 個 CAN 節點，此部份可以顯示出是哪個節點收發該訊息。
(3) Time ID：顯示時間 Tag
(4) Frame ID：顯示該訊息的識別碼，根據 3-1 節的規劃此 ID 是將
接收此訊息的識別 ID，可以藉由 Frame ID 來斷該訊息的去處。
為該訊息帶有的 Data。
圖3.5 監控程式擷取畫面
利用有系統的建立系統識別ID 和規劃好的自訂欄框，再搭配網路鍵控程式 可以讓我們在以較簡單的方式掌握分散式控制CAN 網路上面的訊息傳遞，當系 統出問題時，也可以藉由觀測訊息傳遞狀況，來把問題找出。
第4章 網路延遲時間與量測
4-1 網路控制系統
回授控制系統若是其控制迴路及回授迴路都經由網路來做傳輸媒介，則這 些控制系統稱為網路控制系統(networked control systems, NCSs)[2]，其中使用的 網路可能是有線網路如 Ethernet，無線網路如 IEEE802.11，或是工業用網路如 CAN。透過網路來做控制，有許多有許多優點，例如[1]： 統網路化之後，也帶來幾個缺點，例如時間延遲( delay time)，資料遺失（data dropout），封包碰撞，取樣週期降低，網路排程（network scheduling）等問題，
這些問題沒有處理好，輕則降低系統效能，重則整個系統產生不穩定或是無法 控制，這些問題都是網路控制上的重要課題。
在本章我們主要探討時間延遲對系統造成的影響，4-2 節討論時間延遲對網