基于4WID新能源客车网络的CAN总线实时性研究
发布时间：2022-01-16 08:39
由于石油、煤等资源的短缺,以及传统燃油车造成的空气污染,世界各国开始大力发展无污染、零排放的新能源汽车。但是随着汽车电子技术和控制技术的发展以及人们对于提升汽车安全性、驾驶舒适性的需求,电子控制装置和通信设备在汽车车辆上的运用越来越多,这就导致整车总线上需要传输的报文越来越多、信息交换越来越频繁,车载总线网络的负载率越来越高,传统的报文仲裁方案已经渐渐难以保证CAN通信的实时性。汽车动力总线的实时性直接关系到汽车性能及安全行驶,因此需要找到一种方法来保证CAN总线的实时性。提升汽车网络的实时性的方案主要有两种:一是提升总线传输速率,二是优化传统CAN总线网络,使其能在高负载率下保证信息的实时性。目前,CAN总线的最高传输速率为1Mbps,其它总线如FlexRay能达到更高的传输速度,但是因成本问题,短时间内无法普及。其它技术如FTTCAN/TTCAN也造成了成本升高的问题,优化传统CAN总线网络是唯一一种能解决CAN实时性问题且不引起成本升高等问题的方案。本文以4WID新能源客车网络为载体,介绍了CAN总线技术和4WID整车网络,分析了CAN总线产生时延的原因。然后,对几种实时性调度算...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ISO/OSI标准模型及CAN模型的分层结构
西南交通大学硕士研究生学位论文第10页CAN总线的数据链路层和物理层又可以细化为如图2.3所示的结构[26]。图2.3CAN的分层结构1)LLC子层LLC子层的功能是接收滤波、超载通知和恢复管理。○1接收滤波：报文帧的内容由标识符命名，但是标识符不能明确指示帧的目的地，每个接收器通过接收滤波确定是否接收此郑○2超载通知：如果接收器内部条件要求延迟下一个LLC数据帧或者LLC远程帧，则通过LLC子层开始发送超载郑最多可以产生2个超载帧，以延时下一个数据帧或远程郑○3恢复管理：对于在竞争总线过程中失败的帧和发送过程中被错误干扰的帧，LLC子层具备自动重发功能。在发送成功完成之前，总线处于被占用状态。2)MAC子层MAC子层是CAN的核心层，功能是接收和发送CAN报文信息，其功能模型如图2.4所示[27,28,29]。
西南交通大学硕士研究生学位论文第11页图2.4媒体访问控制功能模型3)物理层物理层是将ECU介入到总线的电路实现，包括物理指令（PLS）子层、PMA子层和MDI子层。PLS子层有位编码/解码、位定时和定时三个功能，PMA子层实现总线发送、接收功能，MDI实现物理媒体和媒体访问单元间的机械和电气接口。2、CAN总线的报文帧及数据结构随着CAN总线技术的不断发展，CAN总线协议版本不断升级，最初的1.0版本和后来的1.2版本在工业上已经不再应用了。现如今，普遍使用的CAN总线协议的为2.0版本。CAN2.0版本的协议中将报文帧分为4种类型：数据症远程症错误帧和过载郑数据帧实现控制器之间数据传输的报文，又分为标准帧格式和扩展帧格式，其结构如图2.5所示。(a)标准帧格式
【参考文献】：
期刊论文
[1]混合动力总成台架CAN总线干扰分析[J]. 包寿红,张彤,余才光,王彦斌,郭其一,金立军. 安全与电磁兼容. 2018(04)
[2]车辆主动减振控制系统CAN总线设计与仿真[J]. 王安明,孟建军,白欢,杨杏. 兰州交通大学学报. 2018(02)
[3]TTCAN非周期信息概率延时分析及改进[J]. 陶震宇,夏继强,满庆丰. 仪表技术与传感器. 2014(12)
[4]基于排队论的CAN总线消息响应时间建模与分析[J]. 陈曦,刘鲁源,吕伟杰,李芳. 天津大学学报. 2012(03)
[5]基于填充系数法的汽车车身CAN总线性能分析[J]. 刘宇,张义民,曹万科,张国胜. 机械与电子. 2008(08)
[6]两种经典实时调度算法的研究与实现[J]. 邢群科,郝红卫,温天江. 计算机工程与设计. 2006(01)
[7]TTCAN调度算法及其在汽车控制系统中的应用[J]. 刘鲁源,万仁君,李斌,吴志新. 汽车工程. 2005(01)
[8]单调速率及其扩展算法的可调度性判定[J]. 王永吉,陈秋萍. 软件学报. 2004(06)
[9]CAN总线及其在汽车计算机控制系统中的应用[J]. 高松,应启戛,魏民祥. 上海理工大学学报. 2002(03)
博士论文
[1]车载网络的若干关键技术研究[D]. 陈筠翰.吉林大学 2014
[2]车辆控制系统局域网络（CAN）调度策略研究[D]. 王书举.东北大学 2011
[3]CAN网络控制系统的智能调度研究[D]. 周时莹.吉林大学 2009
硕士论文
[1]电动汽车CAN总线实时性能研究[D]. 李海龙.吉林大学 2018
[2]确定性CAN通信调度在BMS系统中的研究与实现[D]. 李贺政.沈阳理工大学 2017
[3]基于FlexRay总线的车载网络控制系统调度算法的研究[D]. 卯昊龙.贵州大学 2016
[4]纯电动车整车CAN网络实时调度算法的研究[D]. 丁雪飞.辽宁大学 2015
[5]基于混合触发CAN总线调度算法及其仿真研究[D]. 黄伟.江西师范大学 2015
[6]基于CAN总线的车载网络控制系统研究与设计[D]. 王任重.上海工程技术大学 2015
[7]面向实时性的电动轮车CAN网络设计[D]. 廖长英.武汉理工大学 2014
[8]汽车CAN网络系统动态调度机制的研究与实现[D]. 胡京津.合肥工业大学 2014
[9]汽车CAN总线实时性优化研究[D]. 刘青.吉林大学 2013
[10]基于混合调度算法的车身CAN控制网络研究[D]. 乔宇.吉林大学 2013
本文编号：3592310
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ISO/OSI标准模型及CAN模型的分层结构
西南交通大学硕士研究生学位论文第10页CAN总线的数据链路层和物理层又可以细化为如图2.3所示的结构[26]。图2.3CAN的分层结构1)LLC子层LLC子层的功能是接收滤波、超载通知和恢复管理。○1接收滤波：报文帧的内容由标识符命名，但是标识符不能明确指示帧的目的地，每个接收器通过接收滤波确定是否接收此郑○2超载通知：如果接收器内部条件要求延迟下一个LLC数据帧或者LLC远程帧，则通过LLC子层开始发送超载郑最多可以产生2个超载帧，以延时下一个数据帧或远程郑○3恢复管理：对于在竞争总线过程中失败的帧和发送过程中被错误干扰的帧，LLC子层具备自动重发功能。在发送成功完成之前，总线处于被占用状态。2)MAC子层MAC子层是CAN的核心层，功能是接收和发送CAN报文信息，其功能模型如图2.4所示[27,28,29]。
西南交通大学硕士研究生学位论文第11页图2.4媒体访问控制功能模型3)物理层物理层是将ECU介入到总线的电路实现，包括物理指令（PLS）子层、PMA子层和MDI子层。PLS子层有位编码/解码、位定时和定时三个功能，PMA子层实现总线发送、接收功能，MDI实现物理媒体和媒体访问单元间的机械和电气接口。2、CAN总线的报文帧及数据结构随着CAN总线技术的不断发展，CAN总线协议版本不断升级，最初的1.0版本和后来的1.2版本在工业上已经不再应用了。现如今，普遍使用的CAN总线协议的为2.0版本。CAN2.0版本的协议中将报文帧分为4种类型：数据症远程症错误帧和过载郑数据帧实现控制器之间数据传输的报文，又分为标准帧格式和扩展帧格式，其结构如图2.5所示。(a)标准帧格式
【参考文献】：
期刊论文
[1]混合动力总成台架CAN总线干扰分析[J]. 包寿红,张彤,余才光,王彦斌,郭其一,金立军. 安全与电磁兼容. 2018(04)
[2]车辆主动减振控制系统CAN总线设计与仿真[J]. 王安明,孟建军,白欢,杨杏. 兰州交通大学学报. 2018(02)
[3]TTCAN非周期信息概率延时分析及改进[J]. 陶震宇,夏继强,满庆丰. 仪表技术与传感器. 2014(12)
[4]基于排队论的CAN总线消息响应时间建模与分析[J]. 陈曦,刘鲁源,吕伟杰,李芳. 天津大学学报. 2012(03)
[5]基于填充系数法的汽车车身CAN总线性能分析[J]. 刘宇,张义民,曹万科,张国胜. 机械与电子. 2008(08)
[6]两种经典实时调度算法的研究与实现[J]. 邢群科,郝红卫,温天江. 计算机工程与设计. 2006(01)
[7]TTCAN调度算法及其在汽车控制系统中的应用[J]. 刘鲁源,万仁君,李斌,吴志新. 汽车工程. 2005(01)
[8]单调速率及其扩展算法的可调度性判定[J]. 王永吉,陈秋萍. 软件学报. 2004(06)
[9]CAN总线及其在汽车计算机控制系统中的应用[J]. 高松,应启戛,魏民祥. 上海理工大学学报. 2002(03)
博士论文
[1]车载网络的若干关键技术研究[D]. 陈筠翰.吉林大学 2014
[2]车辆控制系统局域网络（CAN）调度策略研究[D]. 王书举.东北大学 2011
[3]CAN网络控制系统的智能调度研究[D]. 周时莹.吉林大学 2009
硕士论文
[1]电动汽车CAN总线实时性能研究[D]. 李海龙.吉林大学 2018
[2]确定性CAN通信调度在BMS系统中的研究与实现[D]. 李贺政.沈阳理工大学 2017
[3]基于FlexRay总线的车载网络控制系统调度算法的研究[D]. 卯昊龙.贵州大学 2016
[4]纯电动车整车CAN网络实时调度算法的研究[D]. 丁雪飞.辽宁大学 2015
[5]基于混合触发CAN总线调度算法及其仿真研究[D]. 黄伟.江西师范大学 2015
[6]基于CAN总线的车载网络控制系统研究与设计[D]. 王任重.上海工程技术大学 2015
[7]面向实时性的电动轮车CAN网络设计[D]. 廖长英.武汉理工大学 2014
[8]汽车CAN网络系统动态调度机制的研究与实现[D]. 胡京津.合肥工业大学 2014
[9]汽车CAN总线实时性优化研究[D]. 刘青.吉林大学 2013
[10]基于混合调度算法的车身CAN控制网络研究[D]. 乔宇.吉林大学 2013
本文编号：3592310
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