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原文传递基于车联网应用的车载CAN总线扩展实验研究

论文题名：	基于车联网应用的车载CAN总线扩展实验研究
关键词：	车联网;CAN总线;联通以太网;TMS320F2812芯片;程序设计
摘要：	伴随经济发展,飞速增长的汽车数量使得交通问题日益严重。如何通过信息技术,使汽车具备电子智能能力,以缓解交通拥堵成为交通行业研究的热点。在此过程中,智能交通系统(ITS)的概念便应运而生,其中的一种重要实现手段便是车联网。　　车联网以车辆为基本信息单元,通过传感器技术、信息采集技术、接入技术、传输技术、组网技术,将行人、车辆、路边设施等道路实体与交通管理网络、移动网络与后备网络连接;服务于车辆安全、交通控制、信息服务、用户网络接入等应用;旨在建立改善交通状况、提高出行效率、拓展信息交互形式的智能综合网络体系。　　在车联网中,车内网作为其中的重要组成部分。本文通过借鉴现有的CAN总线网络,并查阅车联网的相关资料,了解到只有引入新的骨干网络,大大提升传输速度和降低成本,才能实现汽车联网一体化的普及。而以太网具有带宽大、成本低、应用广泛、技术成熟等优点,再加上工业以太网在提高抗电磁干扰、抗高温高湿和提高实时性等方面取得了长足的进步,具有很大的实用价值和发展潜力。因此,作者提出联通以太网+CAN+Wi-Fi+GPRS的网关作为本文的设计目标。　　作者在文中首先介绍了车联网的定义和作用,然后转到本文的研究重点—车内网。通过对主要的汽车总线与以太网性能比较,分析出以太网更适合未来车联网技术对车载总线的要求,明确将以太网作为本文协议转换的主要对象。然后作者介绍了以太网、CAN总线、Wi-Fi、GPRS以及SCI总线的一些背景知识和协议内容。　　在此基础上,作者经过进一步的详细分析,建立了以太网与其它协议转换的OSI模型,并讨论协议转换过程中的数据流图,为协议转换的软件编程以及硬件芯片的选择和电路设计作了准备工作。　　作者选用TMS320F2812的DSP作为核心芯片,利用它自带的eCAN模块和串口外设,实现与CAN总线、Wi-Fi和GPRS通信,然后利用数据和地址总线与RTL8019AS以太网芯片完成协议转换。整个硬件电路主要包括微控制器模块、以太网模块、CAN总线收发器模块、串口模块等等。　　在硬件设计的基础上,按照系统设计要求首先提出软件流程图,然后利用TI公司提供的CCS3.3程序对DSP进行了程序编写。软件程序主要分为初始化、以太网程序、外设中断入口、CAN总线和串口中断等5个部分。　　完成软、硬件设计以后,作者选择NI公司的LabVIEW程序作为测试程序,利用它强大的功能完成数据的产生、发送、接收、存储和比对以及时序控制,外设驱动等等工作,简单、高效地完成了三种外设与以太网协议转换的测试工作;在此成功的基础上,增加了一台路由器和两台电脑,模仿车载网络搭建系统平台,进行系统联调。在测试过程中,多次遇到困难。在老师和同学的帮助下,经过分析找到了其中的问题并进行了解决,完成了设计目标,验证了网关系统的正确性和可实用性。
作者：	董振华
专业：	电子与通信工程
导师：	田忠
授予学位：	硕士
授予学位单位：	电子科技大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文