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基于汽车电子控制网络的CAN总线网络环境的研究
| 论文题名： | 基于汽车电子控制网络的CAN总线网络环境的研究 |
| 关键词： | CAN总线;汽车电子;控制网络;调度算法;应用层协议;网络环境 |
| 摘要： | 随着控制、计算机、通信、网络等技术的发展和融合，信息交换沟通的领域正在迅速覆盖从工厂的现场设备层到控制、管理的各个层次，从而逐步形成以网络集成自动化系统为基础的企业信息系统。现场总线（Fieldbus）就是顺应这一趋势发展起来的高新技术。如今，现场总线已经成为当今世界范围内的自动化技术发展的热点之一，代表了自动化技术发展的新方向，标志着工业自动化技术又一个新时代的开始，并将对该领域的发展产生重要而深远的影响。CAN总线（Controller Area Network）则是众多现场总线中最具代表性的一个。 CAN总线结构简单实用，运行稳定，广泛的应用于工业、民用、军事等领域。在当今汽车电子控制网络中，CAN总线更发挥着不可替代的作用，仅用两根简洁的电缆，便将汽车内部庞大、复杂的通讯网络化为一体，高速、可靠的实现了车辆的控制与运行。 但CAN总线也有其自身的缺陷。由于缺少对应用层的定义，使得用户对每个系统都需要进行相应的规范制订，同时，基于优先级的竞争机制还不够完备，在通讯堵塞等最坏情况时，报文传输的延迟将严重降低传输速率，在高速行驶的汽车中，即使某个微小的时延，也将造成难以挽回的后果；此外，静态的调度机制使系统操作显得不够灵活，无法动态地对决策层的命令进行响应。 本文在自行搭建的局部汽车电子控制网络中，主要对以上问题进行了深入研究，给出了相应的解决方案。 研究内容主要包含以下三个方面： (一) 针对汽车电子控制网络，对CAN总线应用协议与调度算法进行了研究。结合目前国内外发展现状，介绍了几种主流CAN总线高层协议——CANopen、DeviceNet、J1939等；对静态调度与动态调度，以及时间触发和事件触发等算法相关问题提出了自己的见解，为下面工作开展提供了充分的理论基础。 (二) 汽车电子控制网络平台的搭建。以飞思卡尔公司研制的MC9S12DP256处理器为核心，设计了三套控制单元，分别是防抱死制动单元（ABS）、电子助力转向单元(EPS)以及车身控制单元，利用它们作为汽车CAN总线的节点，构成控制网络。 (三) 对CAN总线网络环境的优化和改善。提出了一种结合TTCAN（Time-Triggered Controller Area Network）技术和动态晋升机制各自所长的“动静结合”的调度算法。根据该算法制定了应用层协议，以达到有效解决数据发送时延和冲突问题的目的，改善数据传输的实时性。 |
| 作者： | 范宇 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 江杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 内蒙古科技大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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