本文關(guān)鍵詞：新能源汽車(chē)電控系統(tǒng)通信協(xié)議與故障管理的實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 新能源汽車(chē) CAN SAE J1939 故障管理 多核單片機(jī)

【摘要】：新能源汽車(chē)的發(fā)展是推動(dòng)傳統(tǒng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型和建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的重要舉措。與傳統(tǒng)汽車(chē)相比,新能源汽車(chē)的電控系統(tǒng)更加復(fù)雜,且關(guān)聯(lián)性更強(qiáng),因此對(duì)數(shù)據(jù)通信的實(shí)時(shí)性要求更高。CAN總線以其高通信速率、抗干擾等性能為電控系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的信息傳輸通道。但是CAN協(xié)議只定義了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層,并沒(méi)有定義所交換數(shù)據(jù)的物理意義。若要建立完整的通信系統(tǒng),各個(gè)電控系統(tǒng)需要遵循統(tǒng)一的參數(shù)定義標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信和解析,因此本文采用SAE J1939通信協(xié)議為傳輸?shù)臄?shù)據(jù)制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。為了降低通信協(xié)議設(shè)計(jì)與移植的復(fù)雜性,提高新能源汽車(chē)電控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的效率,本文對(duì)SAE J1939通信協(xié)議進(jìn)行了研究與設(shè)計(jì)。同時(shí),本文對(duì)故障信息的管理系統(tǒng)進(jìn)行了研究,從而減小故障漏判與誤判的概率,提高故障系統(tǒng)的可靠性。首先,本文對(duì)SAE J1939通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹,并以協(xié)議棧的形式實(shí)現(xiàn)SAE J1939通信協(xié)議。協(xié)議棧包括了硬件抽象層、數(shù)據(jù)鏈路層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)管理層、應(yīng)用層及診斷。其中硬件抽象層是直接調(diào)用硬件系統(tǒng)的CAN模塊驅(qū)動(dòng),這便于SAE J939通信協(xié)議棧在不同硬件系統(tǒng)的移植。其次,將設(shè)計(jì)的SAE J1939通信協(xié)議以軟件中間件的形式移植于本文設(shè)計(jì)的上位機(jī)測(cè)量系統(tǒng)和基于多核單片機(jī)F28M35設(shè)計(jì)的快速原型電子控制單元(RP-ECU)中。其中上位機(jī)測(cè)量系統(tǒng)還包括監(jiān)測(cè)界面、數(shù)據(jù)庫(kù)和CAN驅(qū)動(dòng)模塊。RP-ECU中基于F28M35的CAN模塊設(shè)計(jì)了CAN接口的硬件電路和驅(qū)動(dòng)程序。再次,對(duì)基于多核單片機(jī)的故障信息管理系統(tǒng)進(jìn)行了研究。故障信息的管理包括控制核與通信核之間的通信機(jī)制、故障信息的確認(rèn)、故障路徑的管理、故障存儲(chǔ)區(qū)的設(shè)計(jì)以及故障信息的通信。最后,根據(jù)新能源汽車(chē)具體應(yīng)用實(shí)例搭建了系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái),并基于該平臺(tái)對(duì)SAE J1939通信協(xié)議和故障信息管理系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明:本文設(shè)計(jì)的SAE J1939通信協(xié)議能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)穩(wěn)定傳輸,故障信息管理系統(tǒng)可以對(duì)故障信息進(jìn)行合理的管理。
【關(guān)鍵詞】：新能源汽車(chē) CAN SAE J1939 故障管理 多核單片機(jī)
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U469.7;U463.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 研究背景及意義12-14
• 1.1.1 課題的研究背景12-13
• 1.1.2 課題的研究意義13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 汽車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 SAE J1939通信協(xié)議的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.3 故障管理的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀17
• 1.3 本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)17-20
• 1.3.1 本文的主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 1.3.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn)19-20
• 1.4 本文的結(jié)構(gòu)安排20-21
• 第二章 通信協(xié)議的介紹21-35
• 2.1 CAN總線協(xié)議的介紹21-23
• 2.1.1 CAN總線的工作原理21
• 2.1.2 CAN總線的特點(diǎn)21-22
• 2.1.3 CAN協(xié)議的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)22-23
• 2.2 SAE J1939通信協(xié)議的介紹23-34
• 2.2.1 SAE J1939通信協(xié)議的數(shù)據(jù)單元24-26
• 2.2.1.1 協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU24-25
• 2.2.1.2 J1939報(bào)文25-26
• 2.2.1.3 J1939消息26
• 2.2.2 SAE J1939通信協(xié)議的分層結(jié)構(gòu)26-30
• 2.2.2.1 物理層26
• 2.2.2.2 數(shù)據(jù)鏈路層26-27
• 2.2.2.3 網(wǎng)絡(luò)層27
• 2.2.2.4 網(wǎng)絡(luò)管理層27-29
• 2.2.2.5 應(yīng)用層29-30
• 2.2.2.6 應(yīng)用層診斷30
• 2.2.3 SAE J1939多包傳輸機(jī)制30-32
• 2.2.4 通信數(shù)據(jù)的定義與解析32-34
• 2.3 本章小結(jié)34-35
• 第三章 SAE J1939通信協(xié)議的實(shí)現(xiàn)35-52
• 3.1 SAE J1939通信協(xié)議的總體設(shè)計(jì)35-36
• 3.2 SAE J1939通信協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)36-51
• 3.2.1 硬件抽象層（HAL）36-37
• 3.2.1.1 數(shù)據(jù)單元的實(shí)現(xiàn)36-37
• 3.2.1.2 接口函數(shù)的實(shí)現(xiàn)37
• 3.2.2 數(shù)據(jù)鏈路層（DL）37-39
• 3.2.2.1 數(shù)據(jù)單元的實(shí)現(xiàn)38
• 3.2.2.2 接口函數(shù)的實(shí)現(xiàn)38-39
• 3.2.3 傳輸層（TL）39-46
• 3.2.3.1 數(shù)據(jù)單元的實(shí)現(xiàn)39-41
• 3.2.3.2 接口函數(shù)的實(shí)現(xiàn)41-46
• 3.2.4 網(wǎng)絡(luò)管理層（NML）46-50
• 3.2.4.1 數(shù)據(jù)單元的實(shí)現(xiàn)47
• 3.2.4.2 接口函數(shù)的實(shí)現(xiàn)47-50
• 3.2.5 應(yīng)用層（AL）50-51
• 3.2.5.1 數(shù)據(jù)單元的實(shí)現(xiàn)50
• 3.2.5.2 接口函數(shù)的實(shí)現(xiàn)50-51
• 3.3 本章小結(jié)51-52
• 第四章 SAE J1939協(xié)議軟件中間件的集成52-66
• 4.1 SAE J1939協(xié)議軟件中間件在測(cè)量系統(tǒng)中的集成52-58
• 4.1.1 上位機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的需求概述52-53
• 4.1.1.1 實(shí)現(xiàn)目標(biāo)53
• 4.1.1.2 開(kāi)發(fā)環(huán)境的選擇53
• 4.1.2 上位機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì)53-54
• 4.1.3 上位機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)54-56
• 4.1.3.1 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)55-56
• 4.1.3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)的操作56
• 4.1.4 上位機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的CAN底層驅(qū)動(dòng)56-58
• 4.1.5 J1939協(xié)議在上位機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的集成58
• 4.2 SAE J1939協(xié)議軟件中間件在RP-ECU中的集成58-65
• 4.2.1 RP-ECU的硬件結(jié)構(gòu)59-62
• 4.2.1.1 MCU的簡(jiǎn)介60-61
• 4.2.1.2 CAN模塊的硬件電路61-62
• 4.2.2 RP-ECU的CAN驅(qū)動(dòng)程序的實(shí)現(xiàn)62-63
• 4.2.3 SAE J1939協(xié)議在RP-ECU中的集成63-65
• 4.3 本章小結(jié)65-66
• 第五章 故障管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)66-82
• 5.1 故障管理系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)66-67
• 5.2 處理器內(nèi)部通信67-69
• 5.3 故障信息的管理69-79
• 5.3.1 故障信息的確認(rèn)70-77
• 5.3.1.1 故障路徑70-71
• 5.3.1.2 故障的去抖動(dòng)方式71-74
• 5.3.1.3 故障路徑的管理74-77
• 5.3.2 故障存儲(chǔ)區(qū)的設(shè)計(jì)77-79
• 5.4 故障信息的通信79-81
• 5.4.1 數(shù)據(jù)單元的實(shí)現(xiàn)79-80
• 5.4.2 接口函數(shù)的實(shí)現(xiàn)80-81
• 5.5 本章小結(jié)81-82
• 第六章 系統(tǒng)測(cè)試與分析82-92
• 6.1 新能源汽車(chē)電控系統(tǒng)RP-ECU的應(yīng)用實(shí)例82-83
• 6.1.1 電池管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)82-83
• 6.2 系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)的搭建83-85
• 6.3 SAE J1939通信協(xié)議的測(cè)試85-90
• 6.3.1 SAE J1939協(xié)議通信功能的黑盒測(cè)試85-88
• 6.3.1.1 地址管理功能的測(cè)試85-87
• 6.3.1.2 數(shù)據(jù)解析功能的測(cè)試87-88
• 6.3.2 SAE J1939通信功能的白盒測(cè)試88-90
• 6.4 故障管理系統(tǒng)的測(cè)試90-91
• 6.4.1 故障管理功能的測(cè)試90-91
• 6.5 本章小結(jié)91-92
• 結(jié)論與展望92-94
• 本文工作總結(jié)92-93
• 未來(lái)工作展望93-94
• 參考文獻(xiàn)94-98
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果98-99
• 致謝99-100
• 附件100

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1 y嚵槲，

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