汽车车身控制器局域网系统的研究与设计

安徽农业大学硕士学位论文汽车车身控制器局域网系统的研究与设计姓名：王海涛申请学位级别：硕士专业：机械设计及理论指导教师：蒋德云20090601汽车车身控制器局域网系统的研究与设计作者：王海涛学位授予单位：安徽农业大学相似文献(10条)1.学位论文周震基于CAN总线的车身控制模块2005本文介绍了目前国际汽车电子技术的现状与发展趋势,比较了当今汽车网络主流技术,充分分析了欧美多种车型上广泛应用的以CAN总线为基础的整车信息共享的车载分布式控制系统的性能和特点.针对国产轿车车身控制模块的多子系统分别工作、智能化程度低、功能可扩展性差的现状,提出了基于高层协议的分布式模块化控制器局域网CAN总线控制解决方案.并将此思想通过车身控制模块予以实现:采用波特率小于125k的低速双线CAN总线连接车身控制模块的五个子模块——中央控制模块,主驾门模块和其他三个门模块,实现了遥控中央门锁和防盗、电动车窗玻璃升降器、内外灯、雨刮、后窗和后视镜加热等控制功能,将车身控制功能集成化、网络化.所研制的CAN总线车身控制系统经试验证明其功能达到设计要求.文中所阐述的CAN总线车身控制系统的设计针对我国汽车工业现有技术和不久将来的汽车消费水平的考虑,对车身控制模块硬件电路和软件驱动程序的设计思想作了较为详尽的论述,同时也介绍了电路的研制,并将该系统的初步试验结果罗列于后.希望这些努力对我国汽车企业目前自主开发CAN总线控制系统和车身控制系统,提供一定的实用价值.2.学位论文方青基于车用总线的车窗控制系统的设计与研究2007随着通信技术的发展以及集成电路和微处理器在汽车上的广泛应用，汽车电子己呈现出网络化的发展趋势，车上网络技术己成为汽车电子领域的研究和应用热点。局部互联网络LIN(LocalInterconnectNetwork)是低成本的汽车网络，它是现有多种汽车网络在功能上的补充。车身控制系统通常包括单个主模块和多个从模块。本文设计并实现了夏利车的车窗控制从模块，利用该系统可以实现车窗的自动升降和错误报警信息，主模块和从模块之间采用LIN2.0协议进行通讯。其中车窗控制模块包括硬件电路和软件控制算法两部分。硬件由以下几部分组成：(1)中央处理器单元：采用飞思卡尔68HC908EYl6单片机为微处理器；(2)电机驱动单元：用MC33984芯片实现电机驱动；(3)开关检测单元：用MC33972检测开关状态；(4)通讯单元：采用MC33689LIN转换芯片。软件部分包括控制程序和主机通讯程序。控制程序采用CodeWarrior为软件开发平台，采用C语言实现了车窗控制编程。主机通讯程序采用LabVIEW8.0，实现了主模块与车窗控制模块之间的通讯。最后为了扩展本系统在车身控制系统中的应用，应用CAN收发器TJA1050和控制器SJAl000实现了CAN总线通讯。实际运行结果表明：该系统较好地满足了设计要求，有效地发挥了LIN网络在分布式控制中的优势。3.学位论文许铁娟基于CAN总线的HEV通信系统网络的研究2007本文介绍了作者在串联式混合动力城市车辆CAN总线和车辆网络方面的研究工作。串联式混合动力城市车辆的动力源与传统内燃机汽车相比多了驱动电机，对整车能量进行合理分配才能实现整车控制策略、体现混合动力汽车的优势。使用CAN总线构建整车通信网络，能够将车辆上主要的控制单元联系起来，可靠实时地实现指令传输和参数交换，并根据多能源管理系统预先设定的控制程序，依照控制策略实现动力源的合理分配。论文结合我国城市公交工况研究了串联式混合动力车辆的动力系统，分析了各控制单元的功能。构建了六个CAN节点的网络拓扑结构，包括多能源管理系统、发动机控制模块、发电机控制模块、驱动电机控制模块、电池管理模块和LED显示单元。深入研究了CAN总线的分层结构和报文传输，同时分析了面向汽车网络的J1939协议的原理和编码定义规则，定义了网络节点的源地址，对HEV通信系统网络报文进行了详细定义。构建课题研究所需要的软硬件平台，包括以下两部分内容：(1)基于ARM和Freescale分别完成了两类高速CAN节点的硬件设计，包括电源部分、CAN接口部分和微控制器部分，并对两类节点在硬件方面进行了简单比较。(2)在内建CAN控制器和FullCAN专家函数库的基础上，基于ARM芯片进行了CAN高速节点的软件设计；在msCAN控制器的基础上，基于Freescale芯片进行了CAN高速节点的软件设计，并对这两类节点在缓冲区配置和验收过滤设置方面进行比较。分别在ADS1.2集成开发环境和HC12(V4.5)CodeWarrior开发环境下建立CAN通信工程，并进行程序的调试、编译和下载。基于周立功公司的CANstarter-Ⅱ开发套件完成ARM芯片的CAN节点通信试验，基于清华大学的MC9S12DG128实验系统完成Freescale芯片的CAN节点通信试验。试验结果表明，CAN节点间能够实现可靠通信并进行报文滤波。论文最后总结归纳了本课题研究的结论和创新点，对在本课题基础上进行进一步研究和探讨提出了展望。4.学位论文邓柯军基于CAN总线的汽车车身控制系统研究与开发2008随着汽车动力性能的提高和人们对汽车舒适化程度要求的增加，汽车的电子控制单元和汽车电子装置也不断的增加。由于电子设备的不断增加而导致的导线数量的几何式的增长，也使得在有限车内空间布线越来越困难，限制了汽车内部控制功能的扩展，对汽车内部电子单元的维修也越发复杂。传统线束已远远不能满足要求，汽车局域网应运而生。本文介绍了目前国际汽车电子技术的现状与发展趋势，比较了当今汽车网络主流技术，充分分析了当前比较流行的几种现场总线性能和特点。根据汽车车身控制系统研究的需要，在CAN2.0B技术规范的基础上制定了基于车身控制模块的CAN总线应用层通讯协议：把车身控制系统分为五个节点模块来实现，他们分别为主节点、左门节点、右门节点、车身前节点、车身后节点，实现了遥控中央门锁和防盗、电动车窗玻璃升降器、内外灯、雨刮、后窗和后视镜加热等控制功能，将车身控制功能集成化、网络化。所研制的CAN总线车身控制系统实现了全车数据共享。文中还对CAN总线车身控制系统的车身控制模块硬件电路和软件驱动程序进行了研发，开发了车身控制模块硬件电路，编制了CAN节点通讯的相应程序，最后进行了针对应用层协议的验证性实验。实验证明研制的汽车车身应用层协议是可行的。5.学位论文李伟升基于CAN总线的汽车车身控制系统研究与开发2009随着现代汽车工业的发展以及人们对汽车动力系统及安全舒适系统要求的不断增加，汽车电子控制单元和电子设备也在不断增加。从而导致车内线束的几何式增长，也使得在有限车内空间布线越来越困难，限制了汽车内部控制功能的扩展，增加了制造及维护成本。传统线束已远远不能满足要求，汽车局域网就应运而生。汽车网络的出现不仅解决了日益复杂的线束布置问题，而且给汽车的优化控制带来了质的飞跃。文本首先介绍了目前国际上汽车电子技术的现状与发展趋势，充分分析了当前比较流行的几种现场总线性能及特点。并根据该汽车车身控制系统研究的需要，参照CAN总线技术规范，高速串行通信协议CAN2.OB，制定了基于车身控制模块的CAN总线应用层通讯协议；把整个车身控制系统分为五个节点模块来实现，他们分别为主节点、左门节点、右门节点、车身前节点、车身后节点，遥控中央门锁和防盗、电动车窗及天窗玻璃升降器、内外灯、前大灯随动(附加灯组)、雨刮、后窗和后视镜加热等控制功能。本文还对CAN总线车身控制系统的车身控制模块硬件和软件的设计思想作了较为详尽的论述，并绘制了车身各模块功率驱动电路，采用C语言编写数据控制通讯程序实现节点通讯即CAN节点通讯收发程序和中断程序，最后对该系统做了针对应用层协议的验证性实验。6.学位论文梁业宗基于CAN总线的汽车车身控制系统的研究与设计2009随着汽车电子技术的不断发展，汽车上的各种电子装置越来越多，电子控制装置之间的通讯也越来越复杂，而汽车上传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方式，相互之间少有联系，造成了庞大的布线系统，已远远不能满足汽车愈加复杂的控制系统要求。汽车控制局域网CAN总线应运而生，它广泛应用于汽车电子控制系统中，为实现汽车控制部件的智能化和汽车控制系统的网络化提供了一个有效的途径和方法。本课题以基于CAN总线的汽车车身控制系统为研究对象，主要做了以下几方面的工作：首先，介绍了目前国际汽车电子技术的现状与发展趋势，比较了当今汽车网络主流技术，充分分析了当前比较流行的几种现场总线性能和特点，对基于CAN总线的汽车车身控制系统进行了深入研究。其次，描述了系统的硬件设计与开发过程。根据实际应用情况的需求，确定了系统各模块的设计方案。具体描述了系统各控制节点的功能，详细介绍了主控制芯片外围电路、CAN通讯模块电路、车灯控制电路、雨刮器控制电路、门锁电机控制电路、车窗电机控制电路、电动后视镜控制电路、开关量检测电路等各个模块的硬件电路结构。再次，描述了系统的软件设计与开发过程。介绍了系统CAN通讯模块的通信流程，描述了系统各子模块程序的开发流程，给出了车灯控制模块及车门控制模块的程序结构和软件设计流程，以左前门控制器单元和前车灯控制器单元为例说明了控制器主程序、车灯控制程序、车窗电机控制程序以及后视镜控制程序的结构。最后，介绍了系统的软、硬件的可靠性设计与开发过程，针对系统设计的干扰因素进行了分析并提出了相应的抗干扰措施，最终完成了系统的设计工作，实现了车身控制系统的电动车窗控制、车灯控制、雨刮器控制和后视镜控制等功能，将车身控制功能集成化、网络化。研究表明，基于CAN总线的汽车车身控制系统是可行的并且能够很好满足现代汽车车身控制的需求。7.学位论文马春红基于CAN/LIN总线的车灯驱动控制系统的设计2006随着汽车电子技术的发展，越来越多的电控单元被应用到汽车上，仅车身电子方面就有电动后视镜控制模块、电动座椅控制器、电动门窗控制器、灯光控制器等等。这使得各电子设备间的数据通信变得越来越复杂，同时这些分离模块的大量使用，在提高车辆舒适性的同时也带来了成本增加、故障率上升、布线复杂等问题。而CAN(ControllerAreaNetwork)总线是一种串行局域网总线，是一种有效支持分布式实时控制的串行通信网络；IAN(LocalInterconnectNetwork)总线主要应用于不需要CAN的性能、带宽及复杂性的低速系统，因此，以低速CAN总线、LIN总线等汽车网络系统为基础，总线式车身控制成为汽车网络发展的必然趋势。针对以上问题，本文主要介绍了基于CAN总线和LIN总线的车灯控制系统的设计。首先，介绍了CAN2.0B总线和LIN1.2总线的基本知识和协议，其次，提出了车灯控制系统的整体解决方案，并严格按照CAN2.0B和LIN1.2协议对硬件电路进行了设计，包括CAN模块电路设计和LIN模块电路设计两部分，同时还介绍了电路设计中所用的芯片和芯片性能，最后，对系统的软件设计给出设计思想及主要流程图。完成设计工作之后，在实验室所搭建的车灯控制平台上进行了调试，试验表明，控制效果良好，具有较好的可靠性。本文所提出的基于CAN/LIN总线的车灯控制系统的解决方案，对车身控制中的其他部分同样适用，比如，车门的控制、雨刷的控制等。总之，无论是从汽车模块化的发展趋势上，还是从本身的可操作性上，CAN/LIN总线在汽车电子领域都有着广阔的应用前景。8.学位论文卓伟基于CAN/LIN总线的车灯控制系统的研究2009随着汽车电子技术的发展，汽车控制系统中大量的控制信号需要实时交换处理，这使得车内各电子单元间的数据通信变得越来越复杂。CAN（ControllerAreaNetwork）总线是一种串行局域网总线，它能有效地支持分布式实时控制，LIN（LocalInterconnectNetwork）总线主要应用于低速及复杂性低的系统，以CAN、LIN为基础的总线式车身控制将成为汽车网络发展的必然趋势。车灯作为汽车的一个必要部件，随着市场要求越来越多样化，对车灯总体的设计和控制要求