本文關(guān)鍵詞：基于冗余技術(shù)的CAN總線可靠性研究

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【摘要】：隨著CAN總線應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，，其可靠性也受到越來越廣泛的關(guān)注。對于一些較為特殊的應(yīng)用場合來說，一般的CAN總線系統(tǒng)難以滿足可靠性要求。解決嚴(yán)酷應(yīng)用環(huán)境下的CAN總線可靠性問題最直接有效的方法就是采用冗余技術(shù)，對CAN節(jié)點(diǎn)的薄弱部分進(jìn)行冗余備份，達(dá)到提高系統(tǒng)可靠性的效果。 本文總結(jié)了CAN總線通信協(xié)議中對CAN總線硬件故障的定義，分析并模擬了故障對CAN總線以及CAN總線節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的影響，列舉了CAN總線故障原因，并根據(jù)故障原因提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。通過實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和建模提供選擇冗余方案的依據(jù)，分析故障識別和切換的關(guān)鍵問題，并通過試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，最終達(dá)到提高CAN總線系統(tǒng)可靠性的目的。本文的主要研究內(nèi)容如下： （1）基于CAN總線協(xié)議規(guī)范ISO11898和CAN2.0，總結(jié)協(xié)議中定義的CAN總線故障，并分析觀察這些故障對CAN總線產(chǎn)生的影響，分析故障產(chǎn)生的原因，并提出故障預(yù)防的措施； （2）分析不同冗余方案的優(yōu)劣，并通過建模和原理分析提供冗余方案選擇的依據(jù)，進(jìn)而分析故障識別的方法，進(jìn)行冗余切換流程設(shè)計(jì)； （3）選擇元器件進(jìn)行具體的冗余CAN節(jié)點(diǎn)硬件電路和軟件程序設(shè)計(jì)，搭建試驗(yàn)平臺，模擬CAN總線故障，驗(yàn)證故障識別和冗余切換原理的合理性、正確性、可行性，同時(shí)驗(yàn)證冗余CAN總線系統(tǒng)確實(shí)可以避免硬件故障導(dǎo)致系統(tǒng)失效，達(dá)到提高CAN總線系統(tǒng)可靠性的目的。 本文研究的目的是通過對冗余CAN總線的研究，提供一般冗余CAN總線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)思路，對之后的復(fù)雜CAN總線系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：CAN總線 可靠性 故障 冗余技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U665.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 研究背景和研究現(xiàn)狀9-12
• 1.1.1 CAN 總線技術(shù)特點(diǎn)及發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.1.2 冗余 CAN 總線應(yīng)用現(xiàn)狀10-11
• 1.1.3 CAN 總線可靠性研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2 CAN 總線可靠性問題12-13
• 1.3 冗余 CAN 總線的優(yōu)勢13-14
• 1.4 本文的研究目的和研究內(nèi)容14-16
• 1.4.1 研究目的14
• 1.4.2 研究內(nèi)容14-16
• 第2章 CAN 總線故障種類、影響及預(yù)防措施16-34
• 2.1 協(xié)議中的 CAN 總線故障定義和故障影響16-25
• 2.1.1 CAN 總線故障種類16-18
• 2.1.2 CAN 總線物理層故障及故障現(xiàn)象18-21
• 2.1.3 數(shù)據(jù)鏈路層故障及故障影響21-25
• 2.2 CAN 總線故障產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施25-34
• 2.2.1 CAN 總線故障原因25-29
• 2.2.2 CAN 總線故障預(yù)防措施29-34
• 第3章 冗余 CAN 總線系統(tǒng)設(shè)計(jì)34-57
• 3.1 冗余 CAN 總線技術(shù)簡介34-35
• 3.2 各冗余 CAN 總線方案比較35-49
• 3.2.1 冗余方式比較35
• 3.2.2 冗余部件比較35-37
• 3.2.3 冗余數(shù)量比較37-38
• 3.2.4 冗余等級比較38-49
• 3.3 冗余 CAN 節(jié)點(diǎn)的故障識別和故障定位49-53
• 3.3.1 節(jié)點(diǎn)故障識別和故障定位51-52
• 3.3.2 總線故障識別和故障定位52
• 3.3.3 錯(cuò)誤幀產(chǎn)生故障的識別52-53
• 3.4 冗余 CAN 總線系統(tǒng)切換設(shè)計(jì)53-57
• 3.4.1 冗余 CAN 總線數(shù)據(jù)同步方法及其作用53-54
• 3.4.2 冗余切換需要注意的問題54-55
• 3.4.3 冗余切換流程55-57
• 第4章 冗余 CAN 總線模擬試驗(yàn)57-66
• 4.1 試驗(yàn)平臺硬件設(shè)計(jì)57-60
• 4.2 試驗(yàn)平臺軟件設(shè)計(jì)60-63
• 4.3 試驗(yàn)結(jié)果和分析63-66
• 第5章 總結(jié)與展望66-68
• 5.1 總結(jié)66
• 5.2 展望66-68
• 致謝68-69
• 參考文獻(xiàn)69-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文71

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1043934