本文關鍵詞：電動汽車CAN網絡系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著國內汽車擁有量快速、持續(xù)地增加,汽車給人們生活帶來了一些不利的影響,例如大城市里經常出現(xiàn)交通堵塞,以及汽車尾氣造成的空氣污染。另外,近年來由于全世界范圍內汽車工業(yè)發(fā)展和汽車消費需求的增長,對能源的需求也在不斷上升。汽車制造商們一直在尋求一種基于新能源的動力系統(tǒng),要求這樣的能源不造成空氣污染,且易于尋找。電動汽車逐漸發(fā)展起來,成為一個新的趨勢。相比傳統(tǒng)汽車,電動汽車更加清潔,而且電能易于補充。然而,相比傳統(tǒng)汽車,電動汽車擁有更多更復雜的電子電器系統(tǒng),譬如更多的電子傳感器、電子控制單元、執(zhí)行器等,各零部件、系統(tǒng)之間關聯(lián)性更強,數據交換和協(xié)調控制機制愈加復雜,對實時性和可靠性提出了較高的要求;同時,由于電動車完全依靠電池驅動,對能量消耗極為敏感,需要高效率的能耗管理機制。因此,研究如何提高電動汽車控制系統(tǒng)的通訊性能和電池能耗管理是一項非常緊迫的任務。本文研究了傳統(tǒng)汽車上各系統(tǒng)之間進行信息交互以及能耗管理上的缺陷,提出了一種基于CAN總線的汽車分布式車用網絡。該網絡系統(tǒng)充分利用總線技術的高速率和實時性,在雙絞線上傳遞大量的電氣參數信息和控制信息,避免在不同的電子電器系統(tǒng)之間分別架設復雜的電氣線路,極大地減少了電子電器系統(tǒng)的線束、線纜連接,直接導致整車重量大幅降低,從而使得油耗也相應變小。并且,利用網絡系統(tǒng)的智能化、自動化工作模式切換功能,將當前沒有工作需求的電氣系統(tǒng)及時關閉,切斷能源消耗源,大幅減少整車能耗,提高了電動車續(xù)航里程。同時,該網絡系統(tǒng)還提供高可靠性,支持對常見線路故障的容錯機制。當出現(xiàn)低等級故障時,整車網絡通訊不受任何影響,可保持正常通訊。當出現(xiàn)高等級故障時,出故障的電氣系統(tǒng)自動脫離網絡,不影響網絡上的其他電氣系統(tǒng)的正常通訊。本文根據電動汽車總線網絡系統(tǒng)的功能目標,提出了一種基于CAN總線的分布式架構,并著重分析了汽車在不同電源模式下網絡管理的需求和通訊應用層需求,為系統(tǒng)詳細設計指明了方向。在提出系統(tǒng)相關需求后,簡明介紹了為實現(xiàn)系統(tǒng)功能的對應硬件電路設計,其中包括MCU的外圍通訊接口電路設計、通訊控制收發(fā)器型號選等。完成硬件設計后,系統(tǒng)詳細介紹系統(tǒng)軟件的設計與實現(xiàn),按照軟件分層結構化設計的原則和方針,重點對軟件網絡管理模塊和應用層模塊進行了詳細的設計。其中,網絡管理用于協(xié)調通訊的喚醒與睡眠。應用層模塊用于通訊報文數據收發(fā)。通訊控制模塊用于通訊初始化設置、通訊報文的發(fā)送和接收等。在系統(tǒng)設計實現(xiàn)之后,對系統(tǒng)進行了測試驗證。試驗表明,本文提出的電動汽車CAN網絡系統(tǒng)實現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)的高效、可靠數據通訊和協(xié)同控制,并且實現(xiàn)了網絡管理的機制,很好的改善了以往電動汽車設計中的通訊控制問題和能量消耗問題。
【關鍵詞】：車用網絡 喚醒睡眠 通訊應用層
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 研究背景12-15
• 1.1.1 電動汽車發(fā)展的重大機遇12-13
• 1.1.2 電動汽車CAN網絡研究的背景13-15
• 1.2 車用網絡技術的起因和發(fā)展15-18
• 1.2.1 車用網絡技術的起因15
• 1.2.2 車用網絡技術的發(fā)展15-18
• 1.3 CAN總線在汽車上的應用現(xiàn)狀18-20
• 1.3.1 CAN總線在傳統(tǒng)汽車上的應用18-19
• 1.3.2 CAN總線在電動汽車上的應用19-20
• 1.4 本文的研究工作與論文結構20-21
• 第二章 CAN網絡系統(tǒng)開發(fā)關鍵技術21-32
• 2.1 CAN總線原理21-27
• 2.1.1 CAN總線的基本概念21
• 2.1.2 CAN總線的性能特點21-22
• 2.1.3 CAN總線的分層結構22-24
• 2.1.4 CAN總線的報文傳送和幀定義24-27
• 2.1.5 CAN總線網絡負載率27
• 2.2 CAN總線的主要元器件27-28
• 2.3 CAN網絡系統(tǒng)拓撲結構28-29
• 2.4 CAN網絡管理策略29-30
• 2.5 CAN通訊應用層30-31
• 2.6 本章小結31-32
• 第三章 電動汽車CAN網絡系統(tǒng)的需求分析32-38
• 3.1 系統(tǒng)目標32
• 3.2 系統(tǒng)需求分析32-37
• 3.2.1 網絡拓撲需求32-33
• 3.2.2 網絡性能需求33-34
• 3.2.3 網絡管理需求34-35
• 3.2.4 網絡應用層需求35-37
• 3.3 本章小結37-38
• 第四章 電動汽車CAN網絡系統(tǒng)的硬件和軟件設計38-57
• 4.1 系統(tǒng)硬件設計38-43
• 4.1.1 網絡拓撲結構設計38-41
• 4.1.2 網絡節(jié)點的硬件設計41-42
• 4.1.3 硬件設計小結42-43
• 4.2 系統(tǒng)軟件設計43-57
• 4.2.1 系統(tǒng)軟件總體設計43-44
• 4.2.2 網絡管理的設計44-50
• 4.2.3 應用層的設計50-55
• 4.2.4 軟件設計小結55-57
• 第五章 電動汽車CAN網絡系統(tǒng)的實現(xiàn)和測試驗證57-78
• 5.1 軟件開發(fā)和運行環(huán)境57-58
• 5.1.1 開發(fā)方式57
• 5.1.2 開發(fā)環(huán)境57
• 5.1.3 編程語言57-58
• 5.2 網絡管理的實現(xiàn)58-64
• 5.2.1 代碼文件結構58-59
• 5.2.2 數據結構59-61
• 5.2.3 功能函數實現(xiàn)61-64
• 5.3 通訊應用層的實現(xiàn)64-73
• 5.3.1 代碼文件結構64
• 5.3.2 數據結構64-65
• 5.3.3 模塊函數實現(xiàn)65-73
• 5.4 系統(tǒng)的測試驗證73-77
• 5.4.1 搭建測試環(huán)境73-75
• 5.4.2 執(zhí)行網絡系統(tǒng)測試75-77
• 5.5 本章小節(jié)77-78
• 第六章 總結與展望78-80
• 6.1 工作總結78-79
• 6.2 后續(xù)研究工作展望79-80
• 致謝80-81
• 參考文獻81-83

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前2條

1 李忠利;宋艷芳;郭志軍;楊茵;;基于CAN總線的車身電器控制系統(tǒng)網絡實驗臺設計[J];電子設計工程;2010年05期

2 劉新亮,張建武,陳兆能;汽車控制器局域網絡技術及應用[J];汽車工程;1998年02期

  本文關鍵詞：電動汽車CAN網絡系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：329615