汽车CAN总线通信技术研究

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武汉科技大学

硕士学位论文

汽车CAN总线通信技术研究

姓名：熊福昌

申请学位级别：硕士

专业：控制理论与控制工程

指导教师：麻友良

20090520

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武汉科技大学硕士学位论文第１页

摘要

随着汽车电子技术的飞速发展，汽车电子化程度越来越高，传统的布线方法已经不能满足这种需求。如何利用总线技术，减少车内线束，使汽车控制更加人性化、智能化就显得尤为重要。

本文主要对车灯和车窗控制系统做了研究，主要工作如下：

（１）分析了汽车ＣＡＮ总线的优点和特点，描述了ＣＡＮ总线的分层结构中的数据链路层和物理层。对ＣＡＮ总线的报文、帧格式、原理及特性做了详细的阐述。

（２）设计了基于ＣＡＮ总线的车灯和车窗控制系统，克服了传统汽车车灯、车窗控制的弊端。根据设计原则，本文提出设计方案，设计出各控制器单元的硬件电路，对车灯控制电路可能产生的故障进行了诊断，实现了车灯故障提示，通过对电动汽车的车窗进行分析与测试，提出了车窗防夹控制策略。文中还研究了在ＣＡＮ总线网络中使用光纤替代双绞线作为传输介质的可行性及其实现方式，提出一种ＣＡＮ总线光纤通信接口方案并用实验加以验证。对系统的软件设计给出了设计思想及主要流程图。

（３）在实验室搭建的车灯和车窗控制平台上进行调试，试验表明，控制效果良好，具有良好的可靠性。关键词：故障诊断；ＣＡＮ总线；汽车电子

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Ａｂｓｔｒａｃｔ

ｔｈｅｆａｓｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｄｅｇｒｅｅｏｆｃａｒＷｉｔｈ

ｉｓｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｈｉｇｈ．Ｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｗｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓｆａｒｆｒｏｍｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ．Ｈｏｗｔｏｍａｋｅｕｓｅｏｆｂｕｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｏｒｅｄｕｃｅｉｎ－ｃａｒｗｉｒｅｉｓｅｘｔｒｅｍｅｌｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｍａｋｅｔｈｅＣａｒｃｏｎｔｒｏｌｍｏｒｅｈｕｍａｎｉｚｅｄａｎｄｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ．

Ｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｍａｉｎｌｙ

ｆｏｌｌｏｗｓ：ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｏｎｃａｒ’ｓｌｉｇｈｔａｎｄＣａｒ’Ｓｗｉｎｄｏｗｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｍａｉｎｗｏｒｋａｓ

（１）Ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄ

ａｎｄＰｈｙｓｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＣＡＮｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．ＤａｔａＬｉｎｋＬａｙｅｒｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｔｈｅｍｅｓｓａｇｅ，ｆｌａｍｅｆｏｒｍａｔ＇ＬａｙｅｒｉｎｈｉｅｒａｒｃｈｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＣＡＮｂｕｓｗａｓ

ｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＣＡＮｂｕｓｗｅｒｅａｌｓｏｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｉｎｄｅｔａｉｌｉｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓ．

（２）Ｔｈｅｔｈｅｓｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄｔｈｅｃａｌ＂’ｓｌｉｇｈｔｓａｎｄｗｉｎｄｏｗｓｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＣＡＮｂｕｓ．Ｔｈｅ

ａｎｄｗｉｎｄｏｗｓ．ｓｙｓｔｅｍｏｖｅｒｃｏｍｅｔｈｅｄｒａｗｂａｃｋｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｃｏｎｔｒｏｌｏｆａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ’ｓｌｉｇｈｔｓ

Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｄｅｓｉｇｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｔｈｅｔｈｅｓｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ

ｏｆｅａｃｈａｄｅｓｉｇｎｐｒｏｊｅｃｔ，ｄｅｓｉｇｎｅｄａｈａｒｄｗａｒｅｃｉｒｃｕｉｔｅａｒｃｏｎｔｒｏｌｕｎｉｔ．Ｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓ

Ｃａｒ’Ｓａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｍａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｓｗｈｉｃｈｍａｙｈａｐｐｅｎｉｎｔｈｅｔｈｅｌｉｇｈｔｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｒｅａｌｉｚｅｄ

ｐｕｔｆｏｒｗａｒｄａｌｉｇｈｔｃｕｅ．ＴｈｒｏｕｇｈａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｔｅｓｔｏｆｔｈｅＣａｒ’Ｓｗｉｎｄｏｗ，ｔｈｅｔｈｅｓｉｓｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｇｕａｒｄｉｎｇａｇａｉｎｓｔｗｉｎｄｏｗｂｌｏｃｋｉｎｇ．Ｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓａｌｓｏｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｕｓｉｎｇｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｔｏｒｅｐｌａｃｅｔｈｅ

ｂｕｓ，ａｎｄｔｗｉｓｔｅｄ－ｐａｉｒ硒ｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｍｅｄｉｕｍａｎｄｐｒｏｖｅｄｉｔｂｙｏｆＣＡＮｐｒｏｐｏｓｅｄａＦｉｂｅｒ－ＣＡＮｉｎｔｅｒｆａｃｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈｅｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｐｈｉｌｏｓｏｐｈｙａｎｄｍａｉｎｆｌｏｗｃｈａｒｔｓｏｆｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｆｏｒｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．

ａｒｅ（３）Ｗｅｄｅｂｕｇｇｅｄｔｈｅａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｌｉｇｈｔａｎｄｗｉｎｄｏｗｃｏｎｔｒｏｌｐｌａｔｆｏｒｍｗｈｉｃｈｉｓｓｅｔｕｐｉｎｔｈｅｇｏｏｄ．ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ

ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｄｉａｇｎｏｓｅ；ＣＡＮｂｕｓ；ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ

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武汉科技大学

研究生学位论文创新性声明

本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。除了文中已经注明引用的内容或属合作研究共同完成的工作外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。

论文作者签名：鱼互盘鱼日期：２型２：笪：！）

研究生学位论文版权使用授权声明

本论文的研究成果归武汉科技大学所有，其研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解武汉科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门（按照《武汉科技大学关于研究生学位论文收录工作的规定》执行）送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将本论文的全部或部分内容编入学校认可的国家相关数据库进行检索和对Ｊ＇ｌ－ＪＪ艮务。

论文作者签名：丝塑兰

指导教师签名：丕幺ｉ丝堡日

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武汉科技大学硕士学位论文

第一章绪论

１．１课题背景介绍第ｌ页

随着电子技术的迅速发展和在汽车上的广泛应用，汽车电子化程度越来越高。从发动机控制到传动系统控制，从行驶、制动、转向系统控制到安全保证系统及仪表报警系统，从电源管理到为提高舒适性而作的各种努力，使汽车电子系统形成了一个复杂的大系统。这些系统除了各自的电源线外，还需要互相通信，不难想象，若仍沿用常规的点对点的布线方式进行布线，那么整个汽车的布线将会如一团乱麻，其布线网络如图１．１（ａ）所示。若采用总线方式布线（如ＣＡＮ总线）其步线图如图１．１（ｂ）所示。由图１．１（ａ）和图１．ＩＣｏ）对比可知，采用ＣＡＮ总线方式布线，能大大简化汽车布线。

布线增加使汽车布线中所使用铜线增加。虽然有些线是用于控制且通过电流只有几十毫安，但是为了提高可靠性，规定所用线径最小不能低于０．Ｓｍｍ。实际上，传输距离远的线一般都在０．８ｍｍ或１．０ｍ …… 此处隐藏：2572字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……