基于CAN總線的純電動汽車網(wǎng)絡通信的研究

【摘要】：隨著石油危機的加劇以及生態(tài)環(huán)境的惡化,具有節(jié)能、環(huán)保優(yōu)點的純電動汽車已經(jīng)成為汽車行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。為此,穩(wěn)定、可靠、先進的汽車車載網(wǎng)絡通信技術已經(jīng)成為該領域研究的重點,研究意義顯得非常重大。本課題以提高電動汽車運行效率以及對車輛狀態(tài)實時檢測為目的,進行了有關CAN總線通信的車載網(wǎng)絡的研究,完成了對CAN總線網(wǎng)絡節(jié)點信息的實時監(jiān)測,實現(xiàn)了車載顯示的試驗平臺的設計。 汽車車載網(wǎng)絡主要依據(jù)CAN總線來實現(xiàn)。CAN總線節(jié)點主要包括電機控制單元、電池管理系統(tǒng)單元和車內其它一些小功率的供電設備單元。中央處理器通過CAN總線收發(fā)節(jié)點上的重要信息,將信息發(fā)送給網(wǎng)絡節(jié)點進行控制和處理的同時,接收來自網(wǎng)絡節(jié)點上的信息并進行判斷處理。同時,利用串行通信接口將網(wǎng)絡上的主要節(jié)點信息(車速、里程、電池余量等)用LCD液晶顯示屏顯示出來,實現(xiàn)對車載信息直觀、人性化、實時地顯示和監(jiān)測。 本文研究了汽車網(wǎng)絡技術、CAN總線協(xié)議規(guī)范、CAN總線調度方法等車載網(wǎng)絡的相關內容。利用SUMSUNG公司的S3C2440A芯片作為主控制器,在嵌入式系統(tǒng)下,對整車網(wǎng)絡進行了軟硬件的設計調試工作,并完成了圖形顯示界面的設計,最后進行了試驗平臺的設計以及對所做工作的驗證。所做工作基本達到了預期的效果,實現(xiàn)了純電動汽車儀表的智能化、網(wǎng)絡化。 【關鍵詞】：CAN總線 總線網(wǎng)絡調度 嵌入式操作系統(tǒng) 53C2440A
【學位授予單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TP273.5;U463.6
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 電動汽車技術概述9-10
• 1.2 課題研究的背景、功能和意義10-12
• 1.2.1 課題背景10-11
• 1.2.2 課題功能11
• 1.2.3 課題意義11-12
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 國內研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 本課題主要研究內容15-16
• 第2章 純電動汽車網(wǎng)絡通信技術綜述16-29
• 2.1 汽車車載網(wǎng)絡分類16-18
• 2.2 控制器局域網(wǎng)18-21
• 2.2.1 CAN總線的特點18-19
• 2.2.2 CAN總線的分層結構19-21
• 2.3 CAN總線位定時分析21-26
• 2.3.1 位定時原理21
• 2.3.2 CAN的位周期21-22
• 2.3.3 位定時寄存器的配置22-24
• 2.3.4 振蕩器容差24-25
• 2.3.5 傳輸延遲25
• 2.3.6 同步25-26
• 2.4 CAN總線位定時參數(shù)設計26-28
• 2.4.1 位定時參數(shù)的計算規(guī)則26-27
• 2.4.2 課題參數(shù)的確定27-28
• 2.5 本章小結28-29
• 第3章 純電動汽車通信網(wǎng)絡的綜合設計29-48
• 3.1 純電動汽車的網(wǎng)絡結構29-31
• 3.2 CAN網(wǎng)絡節(jié)點設計及CAN總線收發(fā)信號31
• 3.3 純電動汽車CAN總線應用層協(xié)議的制定31-37
• 3.3.1 SAEJ1939協(xié)議的編碼方法31-34
• 3.3.2 網(wǎng)絡節(jié)點的地址與名稱34-35
• 3.3.3 車載通信網(wǎng)絡信息的ID分配35-37
• 3.4 純電動汽車CAN總線調度算法研究37-42
• 3.4.1 基本調度算法37-39
• 3.4.2 改進后的混合調度算法39-40
• 3.4.3 兩種算法的對比研究40-42
• 3.5 調度算法仿真分析42-47
• 3.5.1 搭建仿真模型42-46
• 3.5.2 仿真結果分析46-47
• 3.5.3 算法小結47
• 3.6 本章小結47-48
• 第4章 系統(tǒng)硬件設計48-60
• 4.1 最小系統(tǒng)設計48-55
• 4.1.1 主控芯片選型48-50
• 4.1.2 電源接口電路50-51
• 4.1.3 以太網(wǎng)調試接口電路51-53
• 4.1.4 USB接口電路53
• 4.1.5 SDRAM存儲電路53-54
• 4.1.6 復位與晶振電路54-55
• 4.2 人機交互界面設計55-57
• 4.2.1 LCD接口電路55-56
• 4.2.2 觸摸屏驅動電路56-57
• 4.3 CAN總線控制模塊57-59
• 4.3.1 CAN控制器模塊的選擇57-58
• 4.3.2 CAN模塊硬件連接圖58-59
• 4.4 實際電路板59
• 4.5 本章小結59-60
• 第5章 系統(tǒng)軟件設計60-73
• 5.1 軟件開發(fā)平臺的搭建60-63
• 5.1.1 構建交叉編譯環(huán)境60-61
• 5.1.2 ARM linux內核的編譯和裁剪61-62
• 5.1.3 Bootloader的移植62-63
• 5.2 CAN總線通信程序63-68
• 5.2.1 系統(tǒng)初始化程序63-65
• 5.2.2 CAN總線發(fā)送中斷子程序65-67
• 5.2.3 CAN總線接收中斷子程序67-68
• 5.3 LCD液晶顯示的軟件設計68-69
• 5.4 QT/Embedded圖形界面系統(tǒng)的開發(fā)69-72
• 5.4.1 建立QT/Embedded開發(fā)環(huán)境69-70
• 5.4.2 安裝包的解壓安裝70-71
• 5.4.3 庫和字體的移植71-72
• 5.5 本章小結72-73
• 第6章 車載試驗分析及顯示結果73-78
• 6.1 試驗平臺的組成73-74
• 6.2 通信試驗結果74-77
• 6.2.1 CAN波形74-75
• 6.2.2 通信結果75-76
• 6.2.3 系統(tǒng)顯示結果76-77
• 6.3 本章小結77-78
• 第7章 總結與展望78-79
• 致謝79-80
• 參考文獻80-83
• 附錄A 整體電路設計圖83-84
• 附錄B LCD液晶顯示部分程序84-87
• 附錄C 實驗ARM板87-88
• 攻讀學位期間的研究成果88

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