原文传递
汽车电子测试平台CAN总线通信实时性与可靠性研究
| 论文题名： | 汽车电子测试平台CAN总线通信实时性与可靠性研究 |
| 关键词： | 汽车电子;测试平台;CAN总线;串行通信;实时性;可靠性 |
| 摘要： | 汽车正在由一种机械化的工具逐渐成为人们一种享受生活的方式。汽车电子领域的研究成为汽车发展中最重要的一部分。当今社会汽车电子化、智能化程度越来越高,人们对汽车的经济性、安全性和操控性都有了更高的需求,设计具有测试和监控功能的汽车电子测试平台,成为汽车电子化进程中的一种发展趋势,也是汽车电子化发展过程中的一种必要。 CAN总线是一种高性能、高可靠性、易开发且低成本的串行通信现场总线,由于其优越的性能被广泛的应用于各个领域,但是其通信的实时性与可靠性仍然存在一些问题。本文以CAN总线为数据传输通道,搭建了完整的汽车电子测试平台,不仅可以对汽车中的电子设备进行实时监控,而且还可以在测试平台上对CAN总线通信的性能进行研究改进。 本文首先分析汽车电子测试技术、CAN总线及CAN通信实时性与可靠性发展现状。阐述了CAN现场总线技术在汽车电子化发展过程中的重要作用,在深入研究CAN总线通信技术的基础上,提出CAN总线通信过程中存在的实时性与可靠性问题:实时性方面,随着网络负载的不断增大,优先级较低的信息帧的排队时延无法确定,会不断地退出总线等待,严重情况下甚至会退出总线的竞争;可靠性方面,由于工业现场的插头不牢固、高温、高压、高电磁等环境的影响,会对CAN总线发送数据的准确性造成一定的影响,无法使数据准确可靠的发送。 其次,对优先级晋升算法和时分多路复用的方法在改进CAN总线实时性方面进行深入研究,分析了两种算法在改进CAN总线通信实时性方面的优缺点,结合两种算法提出了优先级晋升与时分多路复用融合的方法,提高了CAN总线通信实时性。通过可靠度函数建立以数学方法分析了不同冗余方式下CAN总线通信的可靠性。设计并搭建了汽车电子测试平台,对测试平台的硬件设计和软件设计做了详细地介绍。针对实际需要开发了一套良好人机交互界面,在iCAN协议基础上制定了简单且符合实际的应用层协议。 最后,本文给在测试平台上给出改进前CAN协议算法和改进后算法CAN总线通信实时性的仿真实验结果;通过引入可靠度函数,以数学方法分析不同冗余度下CAN总线通信可靠性,并在测试平台上对提出的理论进行了实际测试。测试结果表明,优先级晋升与时分多路复用融合的方式可以减少信息帧排队时延,有效改善了CAN总线通信实时性,可靠性方面,CAN控制器冗余方式的可靠性最高,CAN收发器冗余次之,无冗余的可靠性最差。 |
| 作者： | 宫夏 |
| 专业： | 导航、制导与控制 |
| 导师： | 闫保中 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
