發(fā)布時間：2017-04-27 01:10

  本文關(guān)鍵詞：電動汽車CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著國內(nèi)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(jīng)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(nèi)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(fù)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(guān)聯(lián)性更強,數(shù)據(jù)交換和協(xié)調(diào)控制機制愈加復(fù)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(qū)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(wù)。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(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)充分利用總線技術(shù)的高速率和實時性,在雙絞線上傳遞大量的電氣參數(shù)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(shè)復(fù)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(dǎo)致整車重量大幅降低,從而使得油耗也相應(yīng)變小。并且,利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的智能化、自動化工作模式切換功能,將當(dāng)前沒有工作需求的電氣系統(tǒng)及時關(guān)閉,切斷能源消耗源,大幅減少整車能耗,提高了電動車?yán)m(xù)航里程。同時,該網(wǎng)絡(luò)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(dāng)出現(xiàn)低等級故障時,整車網(wǎng)絡(luò)通訊不受任何影響,可保持正常通訊。當(dāng)出現(xiàn)高等級故障時,出故障的電氣系統(tǒng)自動脫離網(wǎng)絡(luò),不影響網(wǎng)絡(luò)上的其他電氣系統(tǒng)的正常通訊。本文根據(jù)電動汽車總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功能目標(biāo),提出了一種基于CAN總線的分布式架構(gòu),并著重分析了汽車在不同電源模式下網(wǎng)絡(luò)管理的需求和通訊應(yīng)用層需求,為系統(tǒng)詳細設(shè)計指明了方向。在提出系統(tǒng)相關(guān)需求后,簡明介紹了為實現(xiàn)系統(tǒng)功能的對應(yīng)硬件電路設(shè)計,其中包括MCU的外圍通訊接口電路設(shè)計、通訊控制收發(fā)器型號選等。完成硬件設(shè)計后,系統(tǒng)詳細介紹系統(tǒng)軟件的設(shè)計與實現(xiàn),按照軟件分層結(jié)構(gòu)化設(shè)計的原則和方針,重點對軟件網(wǎng)絡(luò)管理模塊和應(yīng)用層模塊進行了詳細的設(shè)計。其中,網(wǎng)絡(luò)管理用于協(xié)調(diào)通訊的喚醒與睡眠。應(yīng)用層模塊用于通訊報文數(shù)據(jù)收發(fā)。通訊控制模塊用于通訊初始化設(shè)置、通訊報文的發(fā)送和接收等。在系統(tǒng)設(shè)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(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)的高效、可靠數(shù)據(jù)通訊和協(xié)同控制,并且實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)管理的機制,很好的改善了以往電動汽車設(shè)計中的通訊控制問題和能量消耗問題。
【關(guān)鍵詞】：車用網(wǎng)絡(luò) 喚醒睡眠 通訊應(yīng)用層
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(wǎng)絡(luò)研究的背景13-15
• 1.2 車用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的起因和發(fā)展15-18
• 1.2.1 車用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的起因15
• 1.2.2 車用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展15-18
• 1.3 CAN總線在汽車上的應(yīng)用現(xiàn)狀18-20
• 1.3.1 CAN總線在傳統(tǒng)汽車上的應(yīng)用18-19
• 1.3.2 CAN總線在電動汽車上的應(yīng)用19-20
• 1.4 本文的研究工作與論文結(jié)構(gòu)20-21
• 第二章 CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)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(jié)構(gòu)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(wǎng)絡(luò)負載率27
• 2.2 CAN總線的主要元器件27-28
• 2.3 CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)28-29
• 2.4 CAN網(wǎng)絡(luò)管理策略29-30
• 2.5 CAN通訊應(yīng)用層30-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第三章 電動汽車CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的需求分析32-38
• 3.1 系統(tǒng)目標(biāo)32
• 3.2 系統(tǒng)需求分析32-37
• 3.2.1 網(wǎng)絡(luò)拓撲需求32-33
• 3.2.2 網(wǎng)絡(luò)性能需求33-34
• 3.2.3 網(wǎng)絡(luò)管理需求34-35
• 3.2.4 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層需求35-37
• 3.3 本章小結(jié)37-38
• 第四章 電動汽車CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計38-57
• 4.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計38-43
• 4.1.1 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計38-41
• 4.1.2 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的硬件設(shè)計41-42
• 4.1.3 硬件設(shè)計小結(jié)42-43
• 4.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計43-57
• 4.2.1 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計43-44
• 4.2.2 網(wǎng)絡(luò)管理的設(shè)計44-50
• 4.2.3 應(yīng)用層的設(shè)計50-55
• 4.2.4 軟件設(shè)計小結(jié)55-57
• 第五章 電動汽車CAN網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)管理的實現(xiàn)58-64
• 5.2.1 代碼文件結(jié)構(gòu)58-59
• 5.2.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)59-61
• 5.2.3 功能函數(shù)實現(xiàn)61-64
• 5.3 通訊應(yīng)用層的實現(xiàn)64-73
• 5.3.1 代碼文件結(jié)構(gòu)64
• 5.3.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)64-65
• 5.3.3 模塊函數(shù)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(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)測試75-77
• 5.5 本章小節(jié)77-78
• 第六章 總結(jié)與展望78-80
• 6.1 工作總結(jié)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(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)實驗臺設(shè)計[J];電子設(shè)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(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用[J];汽車工程;1998年02期

  本文關(guān)鍵詞：電動汽車CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)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