汽车CAN总线数字传感器数据传送技术研究

论文摘要

随着汽车电子化的发展,为了减少线束、提高信号利用率、共享和传输大批量数据信息,汽车总线网络化成为了趋势,同时也成了汽车电子化发展的重要环节。CAN以其优异的性能成为汽车局域网的主流,但是国内对于汽车CAN网络技术的研究处于起步阶段,相关技术更是相差10多年。国内对于CAN总线的研究还停留在基本功能的研究,而这种方式构建的通信技术网络的传输内容不能灵活修改,只适合固定数据量和小数据量的通信方式。汽车上传感器与智能控制系统数量的日益增加,使得汽车网络上传输的数据量越来越大、汽车网络逐渐复杂化和信息共享的要求越来越高,CAN基本网络已经不能满足汽车电子化和网络化的要求,所以必须构建更高级的车载网络。本课题的研究目的就是在吸收和消化国外相关技术基础上,研究以SAE-J1939标准协议为基础的车载通信网络的可行性和功能性,为缩小国内外技术差距、促进相关产品国有化和低成本化等研究贡献点微薄力量。本课题主要完成了如下几方面的工作:首先,设计汽车数字传感器进行数据采集,使汽车传感器信号数字化:其次,对CAN总线协议和SAE-J1939通信标准进行完整地分析研讨;然后,对SAE-J1939通信平台进行程序代码实现和硬件电路设计初步实现SAE-J1939通信基本功能;再次,借助CANoe工具进行通信网络建模和仿真;最后,搭建SAE-J1939网络通信试验真实测试环境,测试通信并且分析测试结果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.1.1 汽车电子化趋势
• 1.1.2 车载网络化现状
• 1.1.3 CAN与SAE-J1939在国内外的发展
• 1.2 课题研究的目的、意义与内容
• 1.2.1 课题研究的目的与意义
• 1.2.2 课题研究的内容及文章章节安排
• 第二章 汽车传感器数据采集
• 2.1 汽车传感器概述
• 2.2 汽车数字传感器
• 2.3 汽车数字传感器设计
• 2.3.1 数字信号
• 2.3.2 模拟信号
• 第三章 CAN总线和SAE-J1939通信协议分析
• 3.1 CAN总线
• 3.1.1 CAN总线的协议结构
• 3.1.2 CAN总线的帧格式
• 3.2 SAE-J1939通信协议分析
• 3.2.1 SAE-J1939通信协议的概况和系统架构
• 3.2.2 SAE-J1939通信协议技术特点及通信原理
• 3.2.2.1 物理层
• 3.2.2.2 数据链路层
• 3.2.2.3 网络层
• 3.2.2.4 应用层
• 3.2.2.5 网络管理层
• 3.3 SAE-J1939通信协议的特点
• 第四章 SAE-J1939通信网络的实现
• 4.1 SAE-J1939通信网络的整体设计
• 4.2 SAE-J1939通信节点驱动设计
• 4.2.1 通信节点硬件电路设计
• 4.2.2 CAN驱动软件设计
• 4.3 SAE-J1939通信功能的程序实现
• 4.3.1 数据单元格式设计
• 4.3.2 SAE-J1939中的数据结构设计
• 4.3.3 发送/接收消息程序设计
• 4.3.4 传输协议功能设计
• 4.3.5 网络管理层接口设计
• 第五章 通信平台仿真与测试
• 5.1 通信网络仿真
• 5.1.1 CANoe简介
• 5.1.2 仿真过程及仿真效果分析
• 5.2 SAE-J1939网络节点功能测试
• 5.2.1 测试环境的建立
• 5.2.2 测试方案
• 5.2.3 测试结果分析
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间所完成的研究论文