基于CANopen協(xié)議的新能源汽車監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

【摘要】：計(jì)算機(jī)、通信和控制技術(shù)的迅速發(fā)展,使得網(wǎng)絡(luò)集成信息自動化正在迅速應(yīng)用到各種工業(yè)控制領(lǐng)域。以嵌入式系統(tǒng)和設(shè)備為基礎(chǔ)的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)已經(jīng)取代傳統(tǒng)的集散控制系統(tǒng)。作為新興的總線通信之一,基于CAN總線的CANopen通信已經(jīng)在國外得到廣泛的開發(fā)和應(yīng)用,已經(jīng)被應(yīng)用于交通、醫(yī)療、樓宇、安防、自動化生產(chǎn)等各種控制系統(tǒng)。并且隨著CANopen通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化和日益完善,應(yīng)用前景將十分廣闊。而我國則起步較晚,國內(nèi)鮮有CANopen協(xié)議的自主開發(fā),CANopen通信的應(yīng)用和開發(fā)基本上被國外所壟斷。本人在實(shí)際工作中深深地體會到,由于國內(nèi)CANopen通信技術(shù)開發(fā)上的滯后,使得無論是國外先進(jìn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用還是國內(nèi)的控制系統(tǒng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)都帶來了很大的困難。本文主要基于CANopen通訊協(xié)議與QT軟件實(shí)現(xiàn)了車載控制終端在以linux為操作系統(tǒng)的ARM9嵌入式開發(fā)板SBC6300X上的開發(fā),車載終端可以直接與下位機(jī)的汽車動力設(shè)備通過CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。一方面,車載控制終端通過CANopen協(xié)議讀取汽車動力設(shè)備上的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài),顯示在由Qt軟件開發(fā)的圖形監(jiān)控界面上;另一方面,車載控制終端提供動力設(shè)備參數(shù)設(shè)置的功能,接收用戶輸入,經(jīng)由CANopen協(xié)議傳輸?shù)较挛粰C(jī),實(shí)現(xiàn)對汽車動力設(shè)備的控制。本文首先簡要介紹了CAN總線技術(shù),CANopen通信協(xié)議及其應(yīng)用;在此基礎(chǔ)上,對基于CANopen協(xié)議的CAN總線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu),CANopen網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的構(gòu)成方式和功能組成進(jìn)行了分析,從而得出了一個(gè)清晰的系統(tǒng)模型;基于標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議,詳細(xì)分析了CANopen從節(jié)點(diǎn)的工作機(jī)制;在基于ARM的SBC6300X開發(fā)板上利用開源代碼實(shí)現(xiàn)CANopen協(xié)議規(guī)范,提出了符合CANopen協(xié)議規(guī)范的通信接口開發(fā)的有效方案。然后介紹了Qt4.5軟件,在SBC6300X開發(fā)板上成功開發(fā)了基于Qt4.5的圖形運(yùn)行界面。通過共享內(nèi)存實(shí)現(xiàn)了CANopen讀寫數(shù)據(jù)進(jìn)程和Qt界面進(jìn)程之間的信息交互。基于以上原因,使本文在CANopen通信和圖形運(yùn)行界面的工程應(yīng)用方面有較強(qiáng)的參考價(jià)值。 【關(guān)鍵詞】：現(xiàn)場總線 CAN CANopen協(xié)議 QT4.5 SBC6300X開發(fā)板 車載控制終端
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：U469.7;TP273
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-14
• 1.1 課題背景12-13
• 1.1.1 總線通行的發(fā)展12
• 1.1.2 CAN及CANOPEN總線通信的現(xiàn)狀12-13
• 1.2 課題研究的內(nèi)容13-14
• 第二章 CANOPEN通信協(xié)議的概念與基礎(chǔ)14-24
• 2.1 CAN總線協(xié)議的特點(diǎn)14
• 2.2 CANOPEN通信優(yōu)勢14-15
• 2.3 CANOPEN設(shè)備通用協(xié)議15-16
• 2.4 CANOPEN網(wǎng)絡(luò)分析16-23
• 2.4.1 CANOPEN通用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)16-17
• 2.4.2 CANOPEN網(wǎng)絡(luò)模型17-18
• 2.4.3 CANOPEN標(biāo)示符（COB-ID）18
• 2.4.4 對象字典（Object Dictionary）分析18-19
• 2.4.5 服務(wù)數(shù)據(jù)對象（SDO）分析19
• 2.4.6 同步（SYNC）分析19-20
• 2.4.7 緊急事件（Emergency）分析20-21
• 2.4.8 心跳（Heart beat）21
• 2.4.9 狀態(tài)機(jī)制21-22
• 2.4.10 CANOPEN標(biāo)示符22-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第三章 新能源汽車智能動力控制系統(tǒng)架構(gòu)24-31
• 3.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)24-26
• 3.1.1 新能源汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)24-25
• 3.1.2 智能動力控制結(jié)構(gòu)25-26
• 3.2 車載控制終端的硬件架構(gòu)與開發(fā)環(huán)境26-30
• 3.2.1 SBC6300X開發(fā)板概述26
• 3.2.2 SBC6300X開發(fā)板的硬件特性26-30
• 3.2.3 SBC6300X開發(fā)板的軟件特性30
• 3.3 本章小結(jié)30-31
• 第四章 車載控制終端的軟件設(shè)計(jì)31-73
• 4.1 軟件運(yùn)行的總體結(jié)構(gòu)31-32
• 4.2 CANOPEN的軟件設(shè)計(jì)32-65
• 4.2.1 基于開源代碼CANOPEN節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)34-35
• 4.2.2 CAN控制器的初始化35
• 4.2.3 CANOPEN節(jié)點(diǎn)的初始化35-36
• 4.2.4 對象字典的組建36-42
• 4.2.5 對象字典的訪問42-47
• 4.2.6 NMT從節(jié)點(diǎn)對象的實(shí)現(xiàn)47-48
• 4.2.7 SDO對象的實(shí)現(xiàn)48-61
• 4.2.8 Heartbeat心跳報(bào)文61-63
• 4.2.9 車載控制系統(tǒng)的CANOPEN通訊進(jìn)程框圖63-64
• 4.2.10 CANOPEN程序運(yùn)行時(shí)序64-65
• 4.3 QT的軟件設(shè)計(jì)65-70
• 4.3.1 QT程序框圖設(shè)計(jì)65-67
• 4.3.2 QT程序結(jié)構(gòu)及文件說明67-69
• 4.3.3 QT程序運(yùn)行時(shí)序69-70
• 4.4 程序交互設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)70-72
• 4.4.1 控制命令與狀態(tài)的交互70-71
• 4.4.2 共享內(nèi)存的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)71-72
• 4.5 本章小結(jié)72-73
• 第五章 系統(tǒng)的運(yùn)行73-83
• 5.1 開發(fā)環(huán)境的搭建73
• 5.2 系統(tǒng)的編譯和下載73-74
• 5.2.1 u-boot的編譯與加載73-74
• 5.2.2 內(nèi)核的編譯與加載74
• 5.3 QT與CANOPEN程序的編譯和下載74-75
• 5.3.1 QT程序的編譯74-75
• 5.3.2 CANOPEN程序的編譯75
• 5.3.3 QT與CANOPEN程序的加載75
• 5.4 ROOTFS根文件系統(tǒng)的初始運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置75-77
• 5.5 運(yùn)行界面的設(shè)計(jì)77-82
• 5.6 本章小結(jié)82-83
• 第六章 全文總結(jié)83-85
• 6.1 主要結(jié)論83
• 6.2 研究展望83-85
• 參考文獻(xiàn)85-88
• 致謝88-89
• 攻讀碩士學(xué)位期間已錄用的論文89

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

CANopen網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的實(shí)時(shí)性和可靠性若干問題的研究    匡付華

基于在線雙冗余CANopen架構(gòu)的管軌列控系統(tǒng)    李澤榮;王磊;杜會卿;邱瑞昌;

電磁兼容與電路板的可靠性設(shè)計(jì)    劉建斌;孫軍;田智會;

基于實(shí)時(shí)性優(yōu)化的CAN總線織機(jī)分布式控制系統(tǒng)    戴國駿;張翔;高申勇;張穎;

基于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的CAN實(shí)時(shí)性能研究    黎善斌,任旭東,王智,孫優(yōu)賢

監(jiān)控系統(tǒng)硬件電路板可靠性計(jì)算    程凱;王曉丹;楊公訓(xùn);于杰;尚欣;

資源受限的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)調(diào)度    王俊波;胥布工;

針對工業(yè)控制的Canopen系統(tǒng)    何光宇,胡正,秦霆鎬,王健

基于線性量化的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)狀態(tài)觀測器設(shè)計(jì)    魯仁全;魏強(qiáng);薛安克;

從現(xiàn)場總線到工業(yè)以太網(wǎng)的實(shí)時(shí)性問題研究    陳磊

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中可靠性問題的研究    馮海林

嵌入式CANopen下位系統(tǒng)設(shè)計(jì)    王金達(dá);張勇;王德宇;趙振環(huán);閆晗;

CAN應(yīng)用層協(xié)議CANopen淺析    孫健;陶維青;

CANopen運(yùn)動控制協(xié)議驅(qū)動程序設(shè)計(jì)    李博;李曉汀;郇極;

基于CANopen協(xié)議的汽車控制網(wǎng)絡(luò)初探    孔峰;張衡;宋雪樺;張育華;

CANopen總線在多軸伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用    付明立;周鳳星;張紅霞;

基于CANopen協(xié)議的雙輪移動倒立擺控制系統(tǒng)    孫漢旭;曹志杰;賈慶軒;

CANopen協(xié)議及在電機(jī)系統(tǒng)控制中的應(yīng)用    李澄;趙輝;

2009 CAN and CANopen技術(shù)培訓(xùn)暨高級研討會預(yù)告    

基于CANopen協(xié)議從節(jié)點(diǎn)研究    陳在平;王峰;

機(jī)械臂控制系統(tǒng)中CANopen協(xié)議的應(yīng)用與開發(fā)    代訓(xùn)康;施玉霞;

基于CANopen協(xié)議的軟PLC應(yīng)用    顧嫣;張鳳登;

基于CANopen協(xié)議的卷染機(jī)控制系統(tǒng)研究    謝維;

基于CANopen協(xié)議的報(bào)文調(diào)度分析與優(yōu)化    王俊波;胥布工;王清陽;

基于CANopen總線的變頻器控制技術(shù)在茶葉翻堆機(jī)行走系統(tǒng)中的應(yīng)用    錢沖山;羅韶波;

通過CANoe實(shí)現(xiàn)CANopen網(wǎng)絡(luò)的仿真    葉浩峰;胥布工;王俊波;

CANopen協(xié)議棧PDO的配置方法研究    段建民;焦圣偉;徐喆;

基于CANopen總線與PLC的液壓試驗(yàn)平臺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)    高亮;宋志強(qiáng);

CANopen網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的實(shí)時(shí)性和可靠性若干問題的研究    匡付華

CANopen網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)及實(shí)時(shí)性研究    田紹宇

基于CAN總線的嵌入式車況監(jiān)測系統(tǒng)研究與應(yīng)用    徐為振

基于CANopen協(xié)議的船舶監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    崔午陽

基于RTOS的CANopen協(xié)議汽車車身應(yīng)用研究    李松

基于CANopen協(xié)議的CT高壓注射器接口設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    呂夢雪

基于CANopen的機(jī)械手運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)    吳祥

基于CANopen協(xié)議的新能源汽車監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)    陶少杰

基于CANopen的模擬量測量模塊    趙斌

基于CANopen協(xié)議的工程車輛網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    李昱

CANopen協(xié)議在冗余系統(tǒng)中的應(yīng)用研究    周躍峰