基于OSEK COM规范的汽车舒适电控系统通信网络设计

发布时间：2016-11-21 11:53

  本文关键词：基于OSEK COM规范的汽车舒适电控系统通信网络设计，，由笔耕文化传播整理发布。

《湖南大学》 2009年

基于OSEK COM规范的汽车舒适电控系统通信网络设计

王科  

【摘要】： 随着汽车智能化、电子化程度不断提高,汽车舒适系统电控单元数量不断增多。为了简化日益增加的汽车线束,提高系统可靠性、共享ECU数据资源,汽车舒适系统通信网络技术成为研究热点。本文针对舒适电控系统高可靠、低成本、可扩展要求,设计了基于OSEK COM规范的汽车舒适系统CAN-LIN混合通信网络。 分析了汽车舒适系统通信网络的发展现状和趋势,讨论了主流汽车用网络通信协议和汽车软件标准,并对占市场主导地位的CAN总线、LIN总线、网络结构和传输原理等方面作了详细介绍。按照模块化、层次化设计要求,设计符合OSEK规范的COM层和NM层,使应用层软件独立于底层硬件,最大程度增强了软件的可移植性、可维护性和可扩展性。详细介绍了基于CAN-LIN网络的汽车舒适系统ECU节点软硬件设计,以前车身控制单元(FBCM模块)为例,分析硬件原理和软件实现。根据ISO/OSI对网络互联模型的定义和分层,设计基于CAN2.0A标准格式的汽车舒适系统通信协议,分别从物理层、数据链路层、应用层和网络管理层等方面对所设计的协议进行分析。 采用所开发的舒适电控系统ECU节点构建测试平台,通过实验验证系统软硬件功能有效性。

【关键词】：
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：U463.6
【目录】：

摘要5-6

Abstract6-10

第1章 绪论10-15

1.1 课题背景10

1.2 国内外研究现状与发展趋势10-14

1.2.1 汽车总线技术发展现状与趋势11-12

1.2.2 汽车通信标准和规范12-14

1.3 主要研究内容14-15

第2章 汽车通讯网络技术基础15-27

2.1 CAN 总线技术15-20

2.1.1 网络层次模型及拓扑结构15-16

2.1.2 报文帧结构16-19

2.1.3 错误控制与处理19

2.1.4 总线访问与仲裁技术19-20

2.1.5 位定时与同步20

2.2 LIN 总线技术20-22

2.2.1 LIN 总线的通信机制21

2.2.2 LIN 协议报文帧21

2.2.3 LIN 协议错误管理21-22

2.2.4 低功耗模式22

2.3 OSEK 规范22-26

2.3.1 OSEK OS 标准22-23

2.3.2 OSEK COM 标准23-24

2.3.3 OSEK NM 标准24

2.3.4 OSEK OIL 标准24-26

2.4 本章小结26-27

第3章 OSEK COM 层和NM 层实现27-43

3.1 OSEK COM 层次架构27-28

3.2 数据结构及其属性28-30

3.3 配置和启动服务30-31

3.3.1 配置服务30-31

3.3.2 启动服务31

3.4 通信服务31-38

3.4.1 发送服务31-34

3.4.2 接收服务34-38

3.5 时限监控机制38-40

3.5.1 定时器设计38-39

3.5.2 发送时限监控39-40

3.5.3 接收时限监控40

3.6 网络管理（NM）40-41

3.7 本章小结41-43

第4章 汽车舒适系统设计43-54

4.1 舒适电控系统设计43-44

4.2 ECU 节点硬件设计44-49

4.2.1 FBCM 节点输入输出信号分析44

4.2.2 FBCM 节点硬件框图44-45

4.2.3 FBCM 节点原理图45-49

4.3 ECU 节点软件设计49-53

4.3.1 FBCM 软件结构49

4.3.2 CAN 驱动层49-52

4.3.3 LIN 驱动层52-53

4.4 本章小结53-54

第5章 汽车舒适系统通信协议54-65

5.1 物理层协议54

5.2 数据链路层协议54-57

5.2.1 COB-ID（Communication Object ID）编码规则55-56

5.2.2 分组传输协议56-57

5.3 应用层协议57-60

5.3.1 信息报文57-58

5.3.2 信息报文的定义58-59

5.3.3 信息报文的传输59-60

5.4 网络管理协议60-62

5.4.1 网络生命周期管理60-61

5.4.2 网络生命阶段内信息的流通61

5.4.3 网络状态转移61-62

5.4.4 网络管理信息寻址规则62

5.5 网络监控62-63

5.6 网络地址管理63-64

5.7 本章小结64-65

第6章 通信网络测试与验证65-70

6.1 通信网络测试平台65-66

6.2 通信网络测试方案和内容66-67

6.3 通信网络测试结果67-69

6.4 本章小结69-70

总结与展望70-72

总结70

展望70-72

参考文献72-75

致谢75-76

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录76

下载全文 更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文？ 欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 王亮;基于CAN/LIN总线的汽车车身控制模块设计[D];湖南大学;2011年

2 刘泽;汽车舒适电控网络设计[D];湖南大学;2012年

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 袁昊昀;陈觉晓;孙泽昌;;车载FlexRay网络管理策略的初步研究[J];单片机与嵌入式系统应用;2008年05期

2 王侃伟;方宗德;赵治国;;混合动力汽车CAN总线应用协议研究[J];计算机工程与应用;2007年08期

3 田江学,屈卫东;CAN总线在混合动力汽车中的应用[J];计算机工程;2003年18期

4 杨泽华,唐小琦;基于OSEK/VDX协议的汽车控制系统平台[J];汽车电器;2004年07期

5 谢辉;周能辉;肖斌;李捷;高瑞;;XL纯电动轿车CAN总线系统及应用层协议的开发[J];汽车工程;2005年06期

6 孔峰;张衡;宋雪桦;张育华;;基于CANopen协议的汽车控制网络初探[J];汽车工程;2007年07期

7 余翔;谢长君;吴友宇;;车载网络FlexRay的研究与应用[J];电子元器件应用;2006年06期

8 杨艳玲;韩莉;;车用传感器的应用现状及发展趋势[J];科技资讯;2008年17期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 窦传威;基于CAN/LIN总线的智能车身网络系统的设计[D];武汉理工大学;2006年

2 郭杏荣;OSEK研究及基于Hopen的实现[D];中国科学院研究生院（计算技术研究所）;2006年

3 高青春;基于CAN/LIN总线的汽车车身通信网络的研究及应用[D];重庆大学;2006年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈玉,温阳东;分布式配电自动化系统的研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2005年03期

2 颜自勇;;CAN总线技术在智能楼宇通信中的应用[J];安防科技;2006年04期

3 孔莉芳;张虹;;CAN总线在安全监控系统传输中的应用[J];安防科技;2008年04期

4 谢东;温阳东;毕锐;周松林;;一种嵌入式远程监控系统的设计[J];安防科技;2008年05期

5 赵雨斌;苗满香;陈宇;;基于CAN总线的楼宇智能监控报警系统研究与设计[J];安防科技;2009年01期

6 杨柳;黄学武;郑华耀;;基于双单片机的通用报警监控系统设计[J];安防科技;2009年03期

7 温阳东,邹伟;基于CAN总线的机车LCU通信系统设计[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年04期

8 曹建刚;王鸣;;基于嵌入式系统的智能家居网络实现[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年04期

9 张海清;陈永煌;朱晖;;基于嵌入式系统的CAN总线汽车组合仪表的研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2009年03期

10 夏巍;严辉;丁刚;;CAN网络的实时性与可靠性的研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2007年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 胡伟;付世生;熊小猛;;汽车总线通信技术的原理和应用[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年

2 胡杰强;王智晶;;纯电动汽车泊车雷达系统设计[A];经济策论（下）[C];2011年

3 胡杰强;王智晶;;纯电动汽车泊车雷达系统设计[A];第八届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集(下)[C];2011年

4 许明华;;船舶自动化机舱CAN总线控制系统[A];2011年苏浙闽沪航海学会学术研讨会论文集[C];2011年

5 马俊功;段锦良;陈娟;;基于CAN总线的气动系统研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年

6 李世刚;谭彧;谢斌;;基于CAN总线的液压混合动力车控制系统设计[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年

7 张旭;;DSP嵌入式网络控制系统设计[A];中国硅酸盐学会环保学术年会论文集[C];2007年

8 王宇;侯朝桢;;数字化操控系统中CAN总线的信息可调度性分析[A];先进制造技术论坛暨第三届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2004年

9 刘汉峰;吴友宇;;基于ARM的车载显示系统的设计与实现[A];第七届全国氢能学术会议专辑[C];2006年

10 王长春;袁慎芳;邱雷;;基于CAN总线的分布式温度测量系统的设计与实现[A];2012航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2012年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 付文俊;矿井封闭火区救灾辅助决策系统研发[D];辽宁工程技术大学;2010年

2 张红兵;基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究[D];华南理工大学;2010年

3 褚端峰;客车行驶稳定性控制的关键技术研究[D];武汉理工大学;2010年

4 林潇;液压挖掘机并联式混合动力系统控制策略研究[D];浙江大学;2010年

5 王苏敬;大功率机车柴油机时间控制式燃油喷射控制系统研究[D];北京交通大学;2011年

6 郑书朋;飞行模拟器的计算机系统实时调度与通信关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

7 孙秀军;混合驱动水下滑翔器动力学建模及运动控制研究[D];天津大学;2011年

8 黄铁雄;开放式发动机管理系统体系结构及其虚拟原型技术研究[D];华中科技大学;2011年

9 王辉;机器视觉技术在果园自动化中的应用研究[D];中国农业机械化科学研究院;2011年

10 安秋;农业机器人视觉导航系统及其光照问题的研究[D];南京农业大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张海清;基于嵌入式系统的CAN总线汽车组合仪表的研究[D];安徽工程大学;2010年

2 余熠;基于SOC估计算法的电动汽车充电器设计[D];安徽工程大学;2010年

3 张良清;基于嵌入式技术的高精度程控直流电源的研究[D];安徽工程大学;2010年

4 刘经纬;基于DSP的VS1-12/M型永磁真空断路器同步控制系统的研究[D];河南理工大学;2010年

5 张睿;农电自动抄表技术研究[D];山东科技大学;2010年

6 邢煜;变电站安全运行管理信息系统研究与应用[D];山东科技大学;2010年

7 丁鉴彬;注塑机械手控制系统设计研究[D];山东科技大学;2010年

8 葛松林;基于CAN总线的纺织小张力智能传感器的研究[D];浙江理工大学;2010年

9 刘易;船用柴油机监控系统CAN总线协议设计与研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

10 张士超;基于CAN总线船舶导航系统高可靠性网络通讯技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

【同被引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 毛春升;陈永东;祁俊荣;;一种基于CAN/LIN总线的汽车车身控制方案[J];电气应用;2006年07期

2 李秀梅,杨国青;OSEK/VDX标准与车控电子产品开发[J];单片机与嵌入式系统应用;2005年04期

3 何此昂;周渡海;;远程无钥匙进入系统的方案设计[J];单片机与嵌入式系统应用;2006年12期

4 常安云;吴晔;周国祥;张本宏;;基于混合总线的车身控制系统设计[J];单片机与嵌入式系统应用;2008年03期

5 魏伟;姚维;章玮;;CAN/LIN网关在车身网络中的设计与应用[J];电气自动化;2008年02期

6 洪宝财;;一种CAN/LIN混合网络的实现[J];低压电器;2008年01期

7 龚进峰;全新概念的智能车身网络设计[J];电子产品世界;2005年17期

8 张利;路园;张建军;张本宏;王跃飞;;OSEK网络管理在汽车CAN系统中研究与实现[J];电子测量与仪器学报;2011年06期

9 卫星;张建军;张利;王跃飞;张本宏;;电动汽车CAN网络应用层协议研究[J];电子测量与仪器学报;2011年09期

10 丁圣彦;罗峰;孙泽昌;;基于CCP协议利用CANape进行电控单元标定[J];电子技术应用;2005年12期

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 孙琦;车载电控单元诊断测试技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

2 陈舒;电动汽车LIN总线车身网络高层协议研究[D];浙江大学;2005年

3 马春红;基于CAN/LIN总线的车灯驱动控制系统的设计[D];哈尔滨理工大学;2006年

4 陈元;基于轿车车身控制网络的研究和仿真[D];武汉理工大学;2008年

5 程晓菊;SAE J1939网络管理协议的实现及应用研究[D];天津大学;2007年

6 张楠;车窗系统控制及诊断通信方法研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

7 阚宗挺;车辆控制网络及其在车辆电控系统中的研究与应用[D];浙江大学;2010年

8 才红玉;基于CAN总线的车载网络通信软件的研究与实现[D];西南交通大学;2010年

9 王俊;基于CAN/LIN总线混合网络的BCM平台的构建与研究[D];武汉理工大学;2010年

【二级引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 孟德良;基于ARM与现场总线的汽车AFS系统研究[D];广西工学院;2012年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘波澜,孙业保;OSEK/VDX——汽车电子系统的开放式平台[J];车辆与动力技术;2002年02期

2 金贝,谢志刚,李建秋,欧阳明高;实时操作下的发动机控制系统传感器对象设计[J];车用发动机;2002年03期

3 黄涛,张菊秀;汽车电子业驶向21世纪[J];电子产品世界;2000年01期

4 ;乘风破浪会有时──我国汽车电子研究现状与产业发展[J];电子产品世界;2000年03期

5 袁大宏;发展我国的汽车电子产业[J];电子世界;2002年03期

6 欧德翔,汪至中;基于CAN总线分布式控制系统智能节点的设计[J];工业控制计算机;2002年12期

7 刘明;魏伟;李晓明;;CAN总线位定时控制的研究[J];航空计算技术;2005年04期

8 姚胜华,魏建勤;SAE J1939协议在混合电动汽车通讯中的应用[J];湖北汽车工业学院学报;2003年03期

9 袁铭蔚 ,孙泽昌 ,陈觉晓;一种嵌入式实时操作系统——OSEK/VDX OS[J];测控技术;2003年12期

10 曹军义;吴宝峰;曹秉刚;;基于CAN总线网络的电动汽车控制[J];机床与液压;2005年11期

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 蔡俊良,孙晓民;一种基于Linux的车用实时操作系统[J];清华大学学报(自然科学版);2004年01期

2 张利;路园;张建军;张本宏;王跃飞;;OSEK网络管理在汽车CAN系统中研究与实现[J];电子测量与仪器学报;2011年06期

3 资小龙,李莹;OSEK车用嵌入式RTOS的设计[J];工业控制计算机;2005年03期

4 施海;李咏霞;施帮利;;基于嵌入式的汽车仪表系统[J];重庆工学院学报(自然科学版);2008年06期

5 刘晓康;余向东;何葵;冯春;;基于OSEKturbo的镍氢电池管理系统软件开发[J];电源技术;2008年03期

6 刘成伟,王尚勇,杨青;基于OSEK Works开发平台的高压共轨喷油控制系统的研究[J];内燃机工程;2004年04期

7 于建锋,周文华,何文华,邵千钧;用实现OSEK/VDX的RTOS进行汽车电控单元开发[J];汽车工程;2004年02期

8 杨泽华,唐小琦;基于OSEK/VDX协议的汽车控制系统平台[J];汽车电器;2004年07期

9 文武红,杨世文,王孝;基于OSEKturbo实时操作系统的柴油机电控系统的研究[J];机械管理开发;2005年03期

10 黄福睿;刘勇;靳江伟;;基于WinCE的OSEK-COM规范通信模块设计与实现[J];科技创新导报;2010年36期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 梁金祥;吴翔虎;;基于PC平台的OSEK嵌入式操作系统实现[A];黑龙江省计算机学会2007年学术交流年会论文集[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前7条

1 ;[N];中国计算机报;2004年

2 ■ 李梅;[N];计算机世界;2005年

3 柯文;[N];科技日报;2003年

4 赵艳秋;[N];中国电子报;2003年

5 谢涛;[N];电脑商报;2010年

6 北京西曼自动化技术有限 责任公司 丁志盛博士;[N];计算机世界;2005年

7 本报记者 王慧芳　通讯员 江勇;[N];中国电子报;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 俞华铭;基于OSEK标准的操作系统设计实现与关键技术的研究和优化[D];中国科学技术大学;2010年

2 赵秋林;符合OSEK的汽车实时操作系统研究[D];西华大学;2010年

3 樊士一;基于μC/OS-II的车载操作系统设计与实现[D];中国科学技术大学;2010年

4 荣峰华;基于TOPPERS的车载操作系统设计及其应用研究[D];湖南大学;2011年

5 陈筠翰;基于OSEK/VDX规范的CAN网络管理[D];吉林大学;2010年

6 侯亮;汽车CAN网络中OSEK网络管理机制的研究与实现[D];合肥工业大学;2013年

7 叶恒杰;基于OSEK系统和CAN总线的混合动力汽车仪表研究[D];南华大学;2012年

8 叶晨思;NS2中CAN网络管理模块的设计与实现[D];吉林大学;2013年

9 王凌宇;基于RTA-OSEK开发平台对高压共轨喷油控制的研究[D];昆明理工大学;2013年

10 郝勃;基于IPv6的车载CAN网络管理与通信技术研究[D];吉林大学;2013年

  本文关键词：基于OSEK COM规范的汽车舒适电控系统通信网络设计，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：184493