在现场总线控制系统中,CAN总线由于其低成本、开发环境友好以及本身固有的多主通信机制得到了高速发展。但随着网络规模和应用领域的不断扩大,这给CAN-bus系统通信的实时性带来了严重挑战。论文以CAN总线的实时性能问题为研究对象,在系统分析了CAN总线协议的特点并指出CAN总线的主要局限性的基础上,对CAN总线网络通信的实时性问题进行了理论分析。并且,根据CAN协议的数据链路层特点,提出了基于优先级晋升的CAN应用层协议uCAN协议,该协议适合应用于非周期报文为主导的CAN网络中。在软件方面给出了基于uCAN协议的详细代码,解决了在uCAN网络中如何依据实时CAN报文截止期的时间单元大小对报文进行解析和管理。最后,完成uCAN网络测试平台的设计与开发,通过实验形象地展示了信息碰撞激烈的uCAN网络特征。本论文提出了一种针对非周期报文为主导的CAN网络的具体解决方案,希望能够为拓展CAN的应用领域作出一定的贡献。