基于冗余技术的CAN总线可靠性研究

发布时间：2017-10-16 17:25

  本文关键词：基于冗余技术的CAN总线可靠性研究

  更多相关文章： CAN总线 可靠性 故障 冗余技术

【摘要】：随着CAN总线应用领域的不断扩大，，其可靠性也受到越来越广泛的关注。对于一些较为特殊的应用场合来说，一般的CAN总线系统难以满足可靠性要求。解决严酷应用环境下的CAN总线可靠性问题最直接有效的方法就是采用冗余技术，对CAN节点的薄弱部分进行冗余备份，达到提高系统可靠性的效果。 本文总结了CAN总线通信协议中对CAN总线硬件故障的定义，分析并模拟了故障对CAN总线以及CAN总线节点产生的影响，列举了CAN总线故障原因，并根据故障原因提出了相应的预防措施。通过实际应用经验和建模提供选择冗余方案的依据，分析故障识别和切换的关键问题，并通过试验进行验证，最终达到提高CAN总线系统可靠性的目的。本文的主要研究内容如下： （1）基于CAN总线协议规范ISO11898和CAN2.0，总结协议中定义的CAN总线故障，并分析观察这些故障对CAN总线产生的影响，分析故障产生的原因，并提出故障预防的措施； （2）分析不同冗余方案的优劣，并通过建模和原理分析提供冗余方案选择的依据，进而分析故障识别的方法，进行冗余切换流程设计； （3）选择元器件进行具体的冗余CAN节点硬件电路和软件程序设计，搭建试验平台，模拟CAN总线故障，验证故障识别和冗余切换原理的合理性、正确性、可行性，同时验证冗余CAN总线系统确实可以避免硬件故障导致系统失效，达到提高CAN总线系统可靠性的目的。 本文研究的目的是通过对冗余CAN总线的研究，提供一般冗余CAN总线网络的设计思路，对之后的复杂CAN总线系统设计和应用具有一定的指导意义。
【关键词】：CAN总线 可靠性 故障 冗余技术
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U665.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 研究背景和研究现状9-12
• 1.1.1 CAN 总线技术特点及发展现状9-10
• 1.1.2 冗余 CAN 总线应用现状10-11
• 1.1.3 CAN 总线可靠性研究现状11-12
• 1.2 CAN 总线可靠性问题12-13
• 1.3 冗余 CAN 总线的优势13-14
• 1.4 本文的研究目的和研究内容14-16
• 1.4.1 研究目的14
• 1.4.2 研究内容14-16
• 第2章 CAN 总线故障种类、影响及预防措施16-34
• 2.1 协议中的 CAN 总线故障定义和故障影响16-25
• 2.1.1 CAN 总线故障种类16-18
• 2.1.2 CAN 总线物理层故障及故障现象18-21
• 2.1.3 数据链路层故障及故障影响21-25
• 2.2 CAN 总线故障产生的原因及预防措施25-34
• 2.2.1 CAN 总线故障原因25-29
• 2.2.2 CAN 总线故障预防措施29-34
• 第3章 冗余 CAN 总线系统设计34-57
• 3.1 冗余 CAN 总线技术简介34-35
• 3.2 各冗余 CAN 总线方案比较35-49
• 3.2.1 冗余方式比较35
• 3.2.2 冗余部件比较35-37
• 3.2.3 冗余数量比较37-38
• 3.2.4 冗余等级比较38-49
• 3.3 冗余 CAN 节点的故障识别和故障定位49-53
• 3.3.1 节点故障识别和故障定位51-52
• 3.3.2 总线故障识别和故障定位52
• 3.3.3 错误帧产生故障的识别52-53
• 3.4 冗余 CAN 总线系统切换设计53-57
• 3.4.1 冗余 CAN 总线数据同步方法及其作用53-54
• 3.4.2 冗余切换需要注意的问题54-55
• 3.4.3 冗余切换流程55-57
• 第4章 冗余 CAN 总线模拟试验57-66
• 4.1 试验平台硬件设计57-60
• 4.2 试验平台软件设计60-63
• 4.3 试验结果和分析63-66
• 第5章 总结与展望66-68
• 5.1 总结66
• 5.2 展望66-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-71
• 攻读硕士学位期间所发表的论文71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 李凤梅;;电力电缆故障的预防措施[J];供用电;2006年06期

2 周以琳,戚淑芬;双机冗余的自动控制系统设计[J];工业仪表与自动化装置;2000年04期

3 郑荣跃,严剑松;威布尔分布参数估计新方法研究[J];机械强度;2002年04期

4 方子兴;韦布尔分布及其参数估计[J];林业科学研究;1993年04期

5 严晓东,马翔,郑荣跃,吴亮;三参数威布尔分布参数估计方法比较[J];宁波大学学报(理工版);2005年03期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 凌丹;威布尔分布模型及其在机械可靠性中的应用研究[D];电子科技大学;2011年

2 陈曦;CAN总线实时性和可靠性若干问题的研究[D];天津大学;2010年

本文编号：1043934