在计算机网络的发展过程中曾经出现了多种工业控制网络,随着这些网络的广泛应用,将异构网络互连起来成为不可逆转的趋势。由于工业网络对传输时延的要求比较严格,因此,研究异构网络通信的实时性具有非常重要的意义。CAN总线以其高性能、高可靠性、强实时性等优点,已经成为目前应用最广泛的现场总线之一;而以太网凭借其开放性、低成本并拥有广泛的软硬件支持,已经得到了广泛的应用。因此,将CAN总线接入以太网是大势所趋。本文以井下轨道运输监控系统为应用背景,重点研究CAN总线和以太网所构成的异构网络的实时性,主要致力于在CAN总线、CAN-以太网网关以及以太网交换机中研究一种较为合理的调度算法,使得网络上传输的数据都能较好地满足其实时性。论文全面、系统地介绍了现场总线的发展历程,对CAN总线和以太网的实时性问题作出了深入分析。详尽地介绍了当前实时性问题的研究成果,并指出了研究中所存在的不足。论文分析了报文在标准CAN协议中传输的平均时延;总结了当前实时系统中存在的几种调度算法;针对平均分区的EDF算法在CAN总线信息调度中应用出现的问题,提出了一种改进的基于指数分区的EDF算法;分析了当网络中各节点的相对截止期差距过大、网络负载过高时平均分区的EDF算法存在的问题,运用提出的指数分区的EDF算法有效地解决了该问题。在算法的具体实现过程中,提出近似优先级的计算方法,大大减小了系统开销。最后,用CANoe仿真工具验证了算法的有效性。分析了以太网中端到端的传输时延的计算方法;结合近年来出现的新技术、新理论,概括总结了几种提高以太网实时性的解决方案;针对交换式以太网中信息需要在交换机中排队等待的情况,提出了一种混合调度算法可以在满足硬实时信息的条件下,尽力提高软实时信息的实时性能。设计了一个嵌入式CAN-以太网网关,用于CAN总线与以太网的协议转换,屏蔽了应用层协议间的差异,实现了异构网络间数据的透明传输。