某乘用车CAN网络架构设计与研究
发布时间：2022-01-04 01:39
汽车向智能化、网联化、电子化的快速发展,促进了以太网新型总线应用,但由于技术不成熟、成本较高,以太网新型总线国内外应用车辆很少。CAN（Controller Area Network）控制局域网成本低,通讯可靠,技术成熟,是目前最流行的汽车总线技术,且将长期存在,需要持续研究、应用和推广。目前国内很多主机厂及零部件厂已经掌握ISO11898等CAN总线相关标准,并应用到量产车型中,但并没有从系统的角度设计网络架构,也未考虑线束阻抗、节点阻抗、接口电路和终端电阻的影响,更没考虑到采样点需要依据实际车型进行计算,造成负载率高情况下报文延时、报文丢失、时有时无的错误帧等。针对这些问题,本文提出一种终端电阻与实车信息匹配的计算方法和位采样点优化的计算方法,建立报文收发防错机制,创建一种高可靠性、低成本的实用型汽车车身CAN总线系统的设计方案。首先分析整车配置、控制器类型、数量及通信需求,确定汽车总线名称、数量及通信速率要求,制定整车的网络拓扑结构;然后根据整车的布置和线束走向,计算各个节点的次终端电阻及主终端电阻,减少线束、终端电阻等阻抗影响,降低信号干扰,优化信号物理波形;同步综合考虑ECU...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CAN的连接示意图
9图 2-1 ISO 标准化的 CAN 协议考虑到作为工业控制的现场总线，其所需要传输的信息量相对其他复杂使用场景总线而言较少，但要满足控制上的较高的实时性要求，而且为了方便布线和后期的等，要求其具有较为简单的网络连接方式。按照以上的要求，CAN 总线网络只采用SI7 层通信模型的最低两层，即物理层和数据链路层作为底层，而在高层只有应用层AN 总线分层结构及各层功能示意图如图 2-2 所示。
图 2-2 CAN 总线分层结构及各层功能示意图理层除了定义信号传输的方法外，也为终端设备提供通路。除此之外，设备的的电气特性如：数据传送的格式、差动方式、电平高低及接口方式等和机械特层规定。作为 CAN 总线结构中所有数据传输的基础，任何的数据传输都需要层才可以完成，因此，位于物理层的各个节点其结构和功能都必须是相同的据链路层分为 MAC 和 LLC。LLC，就是指逻辑链路控制子层，它的主要功能服务远程控制请求和数据传送，其次 LLC 还具有为恢复管理和过载通知提供能。同时，MAC 又称为媒体访问控制层，MAC 子层是 CAN 协议的核心，它具有修改的灵活性[14]。介质访问 MAC 主要是为了把传输的规则规范定义。0A 中最重要的是规定它的输送规则。此外，MAC 子层还需要确认总线是否可的发送或接收何时开始。在 CAN 技术规范 2.0B 中还需描述位定时、位编码及
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CAN总线的辅助发电系统研究[J]. 刘志同,刘军,漆文睿,许强唯. 内燃机与配件. 2018(17)
[2]基于NS-3的PLC多频通信协议仿真平台设计与实现[J]. 安春燕,汪涛,李建岐,宁亮. 电测与仪表. 2016(02)
[3]计算机网络体系七层协议教学技巧[J]. 张万良. 网络安全技术与应用. 2014(01)
[4]CANopen在光伏玻璃搬运机械手上的应用[J]. 王献会,程金宏. 自动化技术与应用. 2013(02)
[5]UDS诊断服务在车载ECU中的应用分析[J]. 黄丽芳. 汽车电器. 2012(06)
[6]煤矿风机监控系统中CAN总线网络的建模和仿真[J]. 韩芳,朱玉琴. 科技信息. 2012(07)
[7]基于CAN总线的汽车监控仿真系统[J]. 程拥军. 西南科技大学学报. 2009(04)
[8]基于补偿机制的星型CAN网络拓扑结构实现[J]. 张振德,崔玉龙,吴临政. 自动化与仪表. 2009(08)
[9]汽车CAN总线可视化实时性分析研究及仿真[J]. 曹万科,张天侠,张霏霏,张芙君,王永富. 系统仿真学报. 2008(09)
[10]基于CAN和LIN总线的汽车信息系统研究[J]. 刘伦洪,过学迅,付畅. 武汉理工大学学报(信息与管理工程版). 2008(03)
博士论文
[1]电动汽车分布式控制系统的总线调度与整车控制策略的研究[D]. 万仁君.天津大学 2004
硕士论文
[1]基于CAN总线的数据采集节点设计与实现[D]. 吴志玲.中北大学 2013
[2]汽车CAN总线网络控制系统设计与实现[D]. 刘刚.电子科技大学 2012
[3]CAN总线控制器的研究与设计[D]. 耿方新.北京交通大学 2010
[4]基于CAN总线的汽车集控中心单元的研发[D]. 陈家源.吉林大学 2010
[5]基于CAN总线数据采集节点的设计[D]. 蒋继成.哈尔滨理工大学 2009
[6]基于CAN总线的电梯监控系统的研究与实现[D]. 李强.北京邮电大学 2009
[7]基于CAN总线的温室检测平台的研究[D]. 徐帅男.西北农林科技大学 2008
[8]轻型卡车CAN总线应用研究与设计[D]. 葛雄飞.合肥工业大学 2008
[9]汽车网络综合研究及基于CAN总线的汽车组合仪表的实现[D]. 任重.浙江大学 2003
本文编号：3567390
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CAN的连接示意图
9图 2-1 ISO 标准化的 CAN 协议考虑到作为工业控制的现场总线，其所需要传输的信息量相对其他复杂使用场景总线而言较少，但要满足控制上的较高的实时性要求，而且为了方便布线和后期的等，要求其具有较为简单的网络连接方式。按照以上的要求，CAN 总线网络只采用SI7 层通信模型的最低两层，即物理层和数据链路层作为底层，而在高层只有应用层AN 总线分层结构及各层功能示意图如图 2-2 所示。
图 2-2 CAN 总线分层结构及各层功能示意图理层除了定义信号传输的方法外，也为终端设备提供通路。除此之外，设备的的电气特性如：数据传送的格式、差动方式、电平高低及接口方式等和机械特层规定。作为 CAN 总线结构中所有数据传输的基础，任何的数据传输都需要层才可以完成，因此，位于物理层的各个节点其结构和功能都必须是相同的据链路层分为 MAC 和 LLC。LLC，就是指逻辑链路控制子层，它的主要功能服务远程控制请求和数据传送，其次 LLC 还具有为恢复管理和过载通知提供能。同时，MAC 又称为媒体访问控制层，MAC 子层是 CAN 协议的核心，它具有修改的灵活性[14]。介质访问 MAC 主要是为了把传输的规则规范定义。0A 中最重要的是规定它的输送规则。此外，MAC 子层还需要确认总线是否可的发送或接收何时开始。在 CAN 技术规范 2.0B 中还需描述位定时、位编码及
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CAN总线的辅助发电系统研究[J]. 刘志同,刘军,漆文睿,许强唯. 内燃机与配件. 2018(17)
[2]基于NS-3的PLC多频通信协议仿真平台设计与实现[J]. 安春燕,汪涛,李建岐,宁亮. 电测与仪表. 2016(02)
[3]计算机网络体系七层协议教学技巧[J]. 张万良. 网络安全技术与应用. 2014(01)
[4]CANopen在光伏玻璃搬运机械手上的应用[J]. 王献会,程金宏. 自动化技术与应用. 2013(02)
[5]UDS诊断服务在车载ECU中的应用分析[J]. 黄丽芳. 汽车电器. 2012(06)
[6]煤矿风机监控系统中CAN总线网络的建模和仿真[J]. 韩芳,朱玉琴. 科技信息. 2012(07)
[7]基于CAN总线的汽车监控仿真系统[J]. 程拥军. 西南科技大学学报. 2009(04)
[8]基于补偿机制的星型CAN网络拓扑结构实现[J]. 张振德,崔玉龙,吴临政. 自动化与仪表. 2009(08)
[9]汽车CAN总线可视化实时性分析研究及仿真[J]. 曹万科,张天侠,张霏霏,张芙君,王永富. 系统仿真学报. 2008(09)
[10]基于CAN和LIN总线的汽车信息系统研究[J]. 刘伦洪,过学迅,付畅. 武汉理工大学学报(信息与管理工程版). 2008(03)
博士论文
[1]电动汽车分布式控制系统的总线调度与整车控制策略的研究[D]. 万仁君.天津大学 2004
硕士论文
[1]基于CAN总线的数据采集节点设计与实现[D]. 吴志玲.中北大学 2013
[2]汽车CAN总线网络控制系统设计与实现[D]. 刘刚.电子科技大学 2012
[3]CAN总线控制器的研究与设计[D]. 耿方新.北京交通大学 2010
[4]基于CAN总线的汽车集控中心单元的研发[D]. 陈家源.吉林大学 2010
[5]基于CAN总线数据采集节点的设计[D]. 蒋继成.哈尔滨理工大学 2009
[6]基于CAN总线的电梯监控系统的研究与实现[D]. 李强.北京邮电大学 2009
[7]基于CAN总线的温室检测平台的研究[D]. 徐帅男.西北农林科技大学 2008
[8]轻型卡车CAN总线应用研究与设计[D]. 葛雄飞.合肥工业大学 2008
[9]汽车网络综合研究及基于CAN总线的汽车组合仪表的实现[D]. 任重.浙江大学 2003
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