随着工业控制系统的发展，总线网络的需求变得越来越复杂，网络系统的实时性和可靠性越发重要，尤其是针对现场节点消息较多，干扰较大变频器网络监控系统，传统的CAN协议已经不能完全满足系统的需求，所以设计一种高效可靠的CAN总线应用层通讯协议尤为重要。针对变频器监控系统通讯需求进行分析，设计系统中节点的应用层协议，并建立系统调度矩阵。采用基于主从结构的时分调度策略，在CAN的基础上引入TTCAN(Time Triggered communication on CAN)协议，将事件触发机制与时间触发机制相结合。采用混合调度策略对TTCAN的系统矩阵进行优化，即对周期性消息，采用混合粒子群算法；对非周期性消息，采用均匀调度策略和动态调度算法；从而提高了网络实时性、可靠性和带宽利用率。使用CANoe软件对变频监控系统进行建模和仿真，以检验基于TTCAN的应用层协议设计的合理性，对比消息在优化调度前后的系统状态，从而验证优化算法结果。最后构建了实际的变频器监控系统，进行硬件设计和软件设计，开发上位机软件，对网络数据进行监控，数据结果表明，系统运行稳定，可靠性高。