基于J1939协议的CAN仿真平台开发及其在柴油车SCR系统开发中的应用

发布时间：2017-07-30 02:22

  本文关键词：基于J1939协议的CAN仿真平台开发及其在柴油车SCR系统开发中的应用

  更多相关文章： CAN 仿真平台 SCR 半实物仿真

【摘要】：CAN(Controller Area Network)总线技术已经在汽车上大量使用,整个通讯系统也日渐变得复杂,从而滞后了CAN网络通讯系统的开发。为此,通过虚拟硬件替代实际硬件进行仿真试验就具有极其重要的地位。本文基于SAE J1939协议,以Microsoft Visual Studio 2010为工具,采用VB.NET语言开发了一款能够进行CAN总线仿真的通用平台。此外,为了方便柴油车SCR(Selective Catalytic Reduction)后处理系统DCU(Dosing Control Unit)的开发,及时验证其各部分性能,开发了柴油车SCR系统CAN仿真分析平台。主要完成的工作有:1、CAN辅助工具设计。根据J1939协议对各CAN网络参数的规定,设计了专门的计算分析器,主要包括:标识符计算分析器、扩展帧验收屏蔽码计算器、波特率分析计算器。2、资源存储系统设计。基于SQL数据库设计了CAN仿真资源存储系统,存放CAN报文特性参数和信号特性参数。同时设计了数据库动态操作功能,主要包括:全部查询、条件查询、插入记录、删除记录、数据更新。3、资源编辑系统设计。主要包括CAN初始化资源编辑和CAN网络环境资源编辑。针对USB转CAN模块设计了CAN初始化资源编辑模块,对硬件参数和CAN网络初始化参数进行配置;CAN网络环境资源编辑模块主要包括:创建节点、创建报文、创建信号,以及在CAN网络环境创建完毕后对各信号进行赋值。4、通信功能模拟系统设计。包括报文处理模块、报文接收模块和报文发送模块。报文处理模块将所有报文按接收和发送进行分类,在此基础上按优先级高低进行排序,将所有待发送数据存入总线报文数据池的发送缓冲区,通过报文发送模块进行发送。报文接收模块实时接收CAN网络中通过验收的所有报文,将所接收的报文存入总线报文数据池的接收缓冲区等候进一步处理。5、分析诊断系统设计。对接收的报文进行实时解析,获得报文所带信号的当前状态值。并对各信号值进行监测,当信号值超出有效范围时则进行报警,并保存相关故障信息。设计了故障管理模块,对故障进行最终确认,防止偶然故障的发生。6、柴油车SCR系统CAN仿真分析平台。主要包括计量泵调试模块、计量泵信息反馈模块、发动机监控模块、OBD(On-Board Diagnostic)仿真控制模块、SCR系统环境监测模块、虚拟DCU模块、DTC(Diagnostic Trouble Code)监测模块。7、搭建半实物仿真平台,验证所设计的CAN仿真通用平台的参数实时接收功能、实时控制功能、报文实时解析及故障分析功能;验证柴油车SCR系统CAN仿真分析平台各模块功能的正确性。结果表明,本文设计的CAN仿真通用平台功能完善、响应速度快、软件运行稳定可靠。柴油车SCR系统CAN仿真分析平台的设计合理,满足SCR系统开发需求。
【关键词】：CAN 仿真平台 SCR 半实物仿真
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.6
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 引言11
• 1.2 汽车总线系统11-13
• 1.2.1 A类总线标准12
• 1.2.2 B类总线标准12
• 1.2.3 C类总线标准12-13
• 1.2.4 诊断系统总线标准13
• 1.2.5 安全总线标准13
• 1.3 CAN仿真平台国内外研究现状13-16
• 1.3.1 国外研究及应用现状13-15
• 1.3.2 国内研究及应用现状15-16
• 1.4 课题研究的目的及主要内容16-18
• 1.4.1 研究目的和意义16
• 1.4.2 本文主要研究内容16-18
• 第二章 CAN仿真平台总体方案及相关技术分析18-29
• 2.1 CAN仿真平台设计要求18
• 2.2 CAN仿真平台总体设计方案18-21
• 2.2.1 CAN仿真通用平台设计方案18-20
• 2.2.2 柴油车SCR系统CAN仿真分析平台设计方案20-21
• 2.3 SAE J1939协议系统架构21-22
• 2.4 SAE J1939通讯协议技术特点22-24
• 2.4.1 J1939帧分类22-24
• 2.4.2 参数群编号24
• 2.4.3 协议数据单元24
• 2.5 Visual Basic.Net介绍24-26
• 2.5.1 Windows窗体25
• 2.5.2 常用窗体控件25
• 2.5.3 特殊控件25-26
• 2.6 SQL Server 201426
• 2.7 USB转CAN模块26-28
• 2.8 本章总结28-29
• 第三章 CAN总线仿真通用平台29-59
• 3.1 人机操作及信息显示界面29-30
• 3.2 辅助工具30-36
• 3.2.1 标识符计算分析器30-32
• 3.2.2 扩展帧验收屏蔽码计算器32-33
• 3.2.3 波特率分析计算器33-36
• 3.3 资源存储系统36-43
• 3.3.1 数据库设计37-39
• 3.3.2 数据库操作39-40
• 3.3.3 资源存储系统实现40-43
• 3.4 资源编辑系统43-52
• 3.4.1 CAN初始化资源编辑44-45
• 3.4.2 CAN网络环境资源编辑45-52
• 3.5 通信功能模拟系统52-56
• 3.5.1 总线报文数据池52-53
• 3.5.2 通信功能处理模块53-54
• 3.5.3 报文发送模块54-55
• 3.5.4 报文接收模块55-56
• 3.5.5 报文跟踪模块56
• 3.6 分析诊断系统56-58
• 3.6.1 报文解析57
• 3.6.2 故障诊断57-58
• 3.7 本章总结58-59
• 第四章 柴油车SCR系统CAN仿真分析平台59-74
• 4.1 SCR系统工作原理及组成59-60
• 4.2 SCR系统CAN网络架构60-61
• 4.3 SCR系统添蓝喷射控制策略61-68
• 4.3.1 添蓝基本喷射量的计算61-64
• 4.3.2 添蓝喷射量的修正64-66
• 4.3.3 原机排放MAP图的获取66-67
• 4.3.4 MAP图的储存67-68
• 4.4 柴油车SCR系统CAN仿真分析平台68-73
• 4.4.1 计量泵调试模块68
• 4.4.2 计量泵信息反馈模块68-69
• 4.4.3 发动机监控模块69
• 4.4.4 虚拟DCU模块69-70
• 4.4.5 OBD仿真控制模块70-71
• 4.4.6 DTC监测模块71-73
• 4.5 本章总结73-74
• 第五章 CAN仿真平台试验验证74-84
• 5.1 CAN仿真平台试验设备74-76
• 5.1.1 SCR系统DCU74
• 5.1.2 尿素计量泵74-76
• 5.2 CAN仿真通用平台功能测试76-78
• 5.2.1 CAN仿真通用平台半实物仿真试验方案76
• 5.2.2 试验及仿真结果分析76-78
• 5.3 柴油车SCR系统CAN仿真分析平台功能测试78-83
• 5.3.1 柴油车SCR系统CAN仿真分析平台半实物仿真试验方案78
• 5.3.2 添蓝喷射控制策略试验验证78-82
• 5.3.3 DTC监测模块功能试验82-83
• 5.4 本章总结83-84
• 第六章 总结与展望84-86
• 6.1 本文的研究结论84-85
• 6.2 不足与展望85-86
• 参考文献86-88
• 致谢88-89
• 攻读硕士学位期间发表的论文89

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本文编号：592145