本文關鍵詞：某C級乘用車車身網關系統(tǒng)設計與研究

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【摘要】：當前汽車行業(yè)發(fā)展迅速,人們對汽車的要求已經不再是早期的代步工具,對舒適性和娛樂性的要求也越來越高。隨著電子行業(yè)尤其是芯片領域的高集成度和專用芯片的飛速發(fā)展,越來越多娛樂系統(tǒng)和安全舒適系等電子產品應用汽車上。除了舒適安全的駕乘感受外,迫于環(huán)境保護的壓力OEM整車廠對節(jié)能、環(huán)保等方面投入也日趨增加,因此汽車傳感器,執(zhí)行器、控制單元模塊及車載信息娛樂設備被廣泛應用到汽車設計當中。為了滿足消費者和政府部門的要求,汽車電子產品數(shù)量和種類不斷增多,不同子網的產品的增加使整車網絡更復雜化。為了保證了不同標準的子網間的信息交互和共享對車身網關的要求越來越高。本文針對國內某C級乘用車的實際開發(fā)經驗,基于CAN網絡設計了車身網關系統(tǒng)。按照項目的設計要求,參考CAN總線技術規(guī)范并結合CAN總線的特點實現(xiàn)了不同子網的實時性通信。文中車身網關主要實現(xiàn)了動力CAN、信息CAN、儀表CAN、舒適CAN和診斷CAN五個CAN網絡和一個LIN網絡的信息交互。因為不同子網的存在,網關系統(tǒng)通過路由功能可以實現(xiàn)不同子網間的數(shù)據共享,為防止不同網絡總線的影響,網關系統(tǒng)必須隔離不同子網。這樣既可以降低整車網絡的數(shù)據量,又可以實現(xiàn)信息共享,滿足CAN網絡的標準化和實時性的要求。本文首先基于CAN2.0和LIN2.0規(guī)范,詳細介紹CAN/LIN總線的原理,包括總線特點、傳輸機制、報文格式等。根據CAN/LIN總線的通信特點,基于飛思卡爾專用的16位微控制器,英飛凌的基礎芯片,設計了高低速CAN網關控制器、總線狀態(tài)管理模塊、電源模塊、CAN LIN收發(fā)器等硬件電路。考慮到實際工程應用的要求增加了端口靜電保護電路、過載保護電路、EMC改善電路,并詳細描述電路的各組成部分�；诟咚貱AN網關的硬件平臺,開發(fā)了設備底層驅動軟件,并詳細說明了CAN/LIN報文轉換的實現(xiàn)過程。制定了各節(jié)點通信的應用層協(xié)議。并采用了項目開發(fā)的TOS程序架構,結合實際情況,將車身網關系統(tǒng)的軟件架構進行了重構。最終完成了硬件、軟件設計和集成測試。本方案已成功應用于某C級乘用車,完成了其車身網關系統(tǒng)的設計及驗證工作。
【關鍵詞】：車身網關 CAN/LIN總線 汽車儀表 車載娛樂 汽車網絡
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U463.67
【目錄】：

• 摘要4-6
• abstract6-11
• 第1章 緒論11-15
• 1.1 車身網關系統(tǒng)概況11-12
• 1.2 國內車身網關系統(tǒng)的發(fā)展歷史及趨勢12-13
• 1.3 車身網關對整車性能的影響13-14
• 1.4 本文的研究內容及意義14-15
• 第2章 CAN/LIN總線技術15-19
• 2.1 CAN總線技術15-17
• 2.1.1 CAN總線的分層結構15-16
• 2.1.2 CAN的特點16
• 2.1.3 CAN報文傳輸協(xié)議16-17
• 2.2 LIN總線技術17
• 2.3 本章小結17-19
• 第3章 車身網關硬件系統(tǒng)架構19-31
• 3.1 車身網關系統(tǒng)設計目標19-20
• 3.2 車身網關系統(tǒng)關鍵器件選型20-22
• 3.3 系統(tǒng)硬件架構22-24
• 3.4 系統(tǒng)信號分配24
• 3.5 子模塊詳細原理24-30
• 3.5.1 MCU最小系統(tǒng)24-25
• 3.5.2 看門狗電路25-26
• 3.5.3 電源模塊26-27
• 3.5.4 CAN、LIN收發(fā)器27-29
• 3.5.5 系統(tǒng)PCB設計29-30
• 3.6 本章小結30-31
• 第4章 車身網關系統(tǒng)的軟件架構31-69
• 4.1 車車身網關系統(tǒng)軟件設計目標31
• 4.2 車身網關系統(tǒng)軟件設計平臺31-35
• 4.2.1 TOS分層說明31-32
• 4.2.2 TOS任務狀態(tài)32-33
• 4.2.3 TOS系統(tǒng)常用API函數(shù)33-34
• 4.2.4 車身網關軟件架構34-35
• 4.3 車身網關系統(tǒng)軟件詳細設計35-50
• 4.3.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境35-37
• 4.3.2 系統(tǒng)API函數(shù)37-50
• 4.4 車身網關路由功能50-53
• 4.4.1 消息路由設計51-52
• 4.4.2 信號路由設計52
• 4.4.3 總線優(yōu)先級定義52-53
• 4.5 網關路由的實時性分析53-55
• 4.6 調度優(yōu)化算法設計55-56
• 4.7 車身網關通信協(xié)議56-59
• 4.7.1 數(shù)據傳輸順序57
• 4.7.2 數(shù)據傳輸格式57-59
• 4.8 網關系統(tǒng)狀態(tài)管理59-68
• 4.8.1 網關系統(tǒng)電源管理59-60
• 4.8.2 網關系統(tǒng)工作模式管理60-61
• 4.8.3 系統(tǒng)網絡管理61-63
• 4.8.4 車身網關的休眠與喚醒設計63-65
• 4.8.5 系統(tǒng)失效模式65-68
• 4.9 本章小結68-69
• 第5章 系統(tǒng)集成測試69-81
• 5.1 網關測試工具介紹69-70
• 5.2 車身CAN網關功能測試及分析70-78
• 5.2.1 網關系統(tǒng)硬件測試71-74
• 5.2.2 CANoe總線測試環(huán)境的建立74-78
• 5.3 本章小結78-81
• 第6章 全文總結與展望81-83
• 6.1 全文總結81
• 6.2 全文展望81-83
• 參考文獻83-87
• 致謝87

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前2條

1 葛清志;張向文;許勇;;基于CAN總線和SP30傳感器的胎壓檢測系統(tǒng)設計[J];儀表技術與傳感器;2009年07期

2 付秀霞,龐彥斌;基于狀態(tài)模型的CAN總線系統(tǒng)的仿真[J];北京化工大學學報(自然科學版);2005年04期

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本文編號：834093