基于USB-CAN适配器ECU测试系统的设计

发布时间：2017-10-11 04:24

  本文关键词：基于USB-CAN适配器ECU测试系统的设计

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【摘要】：随着汽车的电子化、智能化,消费者对汽车的安全、节能、排放、操作等性能有了更高的要求。为了满足消费者对汽车性能日益增长的需求,越来越多的新系统应用到汽车上,汽车车载系统结构越来越复杂,导致汽车内部线束越来越庞大、可用空间急剧缩小、汽车的综合可靠性降低。为了解决这一系列的问题,CAN(Controller Area Network)总线技术应运而生,欧洲几乎所有的汽车采用了CAN总线技术来实现内部ECU(Electronic Control Unit)之间的数据通信。近年来国内汽车厂商也陆续将CAN总线应用到汽车上,因为汽车CAN总线系统是由多个ECU同时控制多个工作装置或系统组成,所以ECU系统的性能直接影响到整个CAN总线系统的稳定性。因此在汽车ECU开发的过程中,ECU系统的测试非常重要。国外ECU测试工具价格昂贵,而且其核心技术是对外封锁的。国内要想在汽车CAN总线技术方面缩小与发达国家之间的差距,必须研发出自己的ECU测试工具,摆脱对国外技术设备的依赖。针对上述我国汽车电子技术面临的情况,本文研究对象是基于USB-CAN适配器的ECU测试系统,该系统主要包括DBC(Data Base Commander)文件生成、DBC文件解析以及以USB-CAN适配器为数据传输媒介的ECU系统功能测试。本文研究的主要内容如下:(1)国际认可的CANDB++工具需要根据CAN报文矩阵通过手动输入每个信息,其操作过十分繁琐,而且无法避免人为的误操作造成参数的数据错误。本文通过对标准DBC文件结构的全面解读,首先通过寻找CAN报文矩阵表头关键字的相对位置,然后以此为基准读取相应的信息,经过算法处理转化成为标准的DBC的形式,此方法不仅快速便捷,而且准确无误。(2)通过一定的算法处理获取CAN总线系统中各个ECU的信息,包括信息名、信号名、标识符、起始位、有效位、数据类型、最小值、最大值、单位、接收端、发送端等信息,实现了DBC文件的解析。(3)通过对USB-CAN适配器系统内部函数进行二次开发,使其满足CAN总线串行通信的要求,能够接收到系统发送的数据并将其发送到ECU系统上,实现ECU系统的功能测试。(4)通过与这方面国际认可的测试工具对比来确保该系统的可靠性,通过代码实现批量CAN报文导入生成的DBC文件和解析出的DBC文件都符合国际标准,该系统由算法代替人工输入大大提高DBC文件生成的精确度和效率。通过自身系统的反复测试来确保该系统的稳定性,该系统在12V~24V的电压环境下USB-CAN适配器的传输速率为8000帧/s,各功能满足技术指标要求。(5)采用.NET语言在Visual Stadio 2013开发环境下编程开发出基于USB-CAN适配器的ECU测试系统的应用程序,成功的实现了DBC文件生成、DBC文件解析、ECU的功能测试。本系统的设计从学术研究的角度上来讲,国内该领域相关的技术资料很少,本文详细阐述该系统的开发原理、方法以及过程,为后面的研究者奠定了一定的基础,也在一定程度上改进了国外在该技术上面的不足。从实际应用角度上来讲,该设计解决了目前生成DBC文件操作过于繁琐的问题、并且能够用来检测DBC文件是否正确和ECU系统功能是否达标。从经济角度上来讲,该设计的成本低,它在一定程度上降低了汽车ECU系统研发的成本。
【关键词】：CAN 总线 DBC 文件生成 DBC 文件解析 ECU 功能测试
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.6
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究的背景和意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 国外研究现状12-14
• 1.2.2 国内发展现状14-15
• 1.3 本文研究的主要内容及创新15-16
• 第2章 CAN总线技术16-25
• 2.1 CAN总线概述16-18
• 2.1.1 CAN总线技术发展16-17
• 2.1.2 CAN总线的主要特点17-18
• 2.2 CAN的报文分析18-20
• 2.3 CAN网络结构及通信20-25
• 2.3.1 汽车CAN网络结构20-21
• 2.3.2 CAN网络通信21-25
• 第3章 系统总体设计结构及方法25-40
• 3.1 系统总体设计结构25-26
• 3.2 DBC文件生成与解析26-33
• 3.2.1 DBC文件介绍26-28
• 3.2.2 DBC文件生成方法28-30
• 3.2.3 DBC文件解析方法30-33
• 3.3 USB-CAN适配器二次开发33-36
• 3.3.1 USB-CAN适配器二次开发方法33-34
• 3.3.2 兼容ZLG函数库及数据结构相关说明34-36
• 3.4 系统功能测试36-40
• 3.4.1 测试用例及测试方法介绍37-38
• 3.4.2 ECU功能测试方法38-40
• 第4章 系统软件设计40-58
• 4.1 系统模块架构40-41
• 4.2 重要算法实现过程41-49
• 4.2.1 DBC文件生成过程41-45
• 4.2.2 DBC文件解析过程45-49
• 4.3 USB-CAN适配器接收发送数据实现过程49-52
• 4.4 功能测试实现过程52-58
• 第5章 系统软件的结果校验58-69
• 5.1 DBC文件生成校验58-61
• 5.2 DBC文件解析校验61-63
• 5.3 功能测试校验63-68
• 5.4 系统技术指标验证68-69
• 结论69-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-74
• 攻读学位期间取得学术成果74-75
• 附录A 本系统生成的完整DBC文件75-79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1010457