基于CAN总线和4G的车载网关设计与实现

发布时间：2017-08-10 10:20

  本文关键词：基于CAN总线和4G的车载网关设计与实现

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【摘要】：随着近年来汽车电子技术和智能交通技术的发展,汽车内部电子元器件设备数量急剧增加。传统模式下电子设备间一对一的通信方式已无法满足当前客户对高舒适性、高安全性的功能需求,车载网络系统应运而生。为了实现车载网络中车辆行驶信息、汽车电子设备状态信息与互联网服务终端的共享,车载网络与互联网终端的互联就成为当务之急。而目前对车载网络数据的提取普遍采用外部设备接入的方式实现,因此,本文设计并实现一个基于CAN总线和4G的车载网关,实现汽车总线网络与汽车服务中心间的数据共享。CAN总线是车载网络系统使用最为广泛的总线技术,网关使用4G通信技术保证了在数据传输过程中的稳定性以及传输速率。主要研究工作如下:(1)以Freescale公司的i.MX283工业级处理器为核心搭建网关硬件平台,展开对网关最小硬件系统电路以及外设电路的设计工作。以Linux内核为基础构建网关软件开发平台,展开对网关软件系统的实现工作。(2)为了方便对网关的实时管理,提出基于邮件协议(SMTP、POP3)和短信服务(SMS)的远程控制方案。最后通过模拟汽车CAN总线网络环境,对网关各项功能进行测试分析。作为汽车电子技术领域和互联网应用领域的交叉点,为了促进汽车网络与互联网的融合,车载网关是实现汽车与互联网间无缝连接的关键设备。因此,对车载网关领域的研究对智能交通的发展具有重要的现实意义。
【关键词】：嵌入式 Linux CAN 4G 车载网关
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U463.6;TN929.53
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 课题研究背景和意义9-11
• 1.2 课题国内外研究现状11-14
• 1.2.1 国外车载网关研究现状11-13
• 1.2.2 国内车载网关研究现状13-14
• 1.3 本文主要内容和结构14-17
• 第二章 车载网关总体设计17-25
• 2.1 CAN总线技术17-19
• 2.2 4G通信技术19-20
• 2.3 车载网关总体设计方案20-24
• 2.3.1 网关功能需求分析20-21
• 2.3.2 网关工作流程分析21-22
• 2.3.3 网关硬件系统设计方案22-23
• 2.3.4 网关软件系统设计方案23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 车载网关硬件系统设计25-35
• 3.1 网关硬件系统介绍25-26
• 3.2 最小硬件系统设计26-30
• 3.2.1 电源26-27
• 3.2.2 复位电路27-28
• 3.2.3 时钟电路28
• 3.2.4 内存和闪存电路设计28-30
• 3.3 CAN通信模块设计30-32
• 3.4 4G模块接口电路设计32-34
• 3.5 本章小结34-35
• 第四章 车载网关软件系统实现35-61
• 4.1 网关软件系统介绍35-36
• 4.2 网关开发环境配置36
• 4.3 网关操作系统定制36-41
• 4.3.1 网关核心系统引导程序37-38
• 4.3.2 网关Linux内核定制38-40
• 4.3.3 网关文件系统制作40-41
• 4.4 网关应用程序实现41-52
• 4.4.1 CAN控制器设备驱动程序41-49
• 4.4.2 4G拨号上网程序49-50
• 4.4.3 网关数据转发程序50-52
• 4.5 网关远程控制程序实现52-59
• 4.5.1 邮件的远程控制程序52-56
• 4.5.2 短信的远程控制程序56-59
• 4.6 本章小结59-61
• 第五章 网关功能测试61-67
• 5.1 测试目的61
• 5.2 测试平台61-62
• 5.3 测试环境62-64
• 5.4 测试结果64-66
• 5.5 本章小结66-67
• 第六章 总结与展望67-69
• 参考文献69-72
• 攻读学位期间主要成果72-73
• 致谢73-74
• 附录I 车载网关硬件电路74-76
• 附录II CAN控制器驱动程序主体源代码76-80

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本文编号：650191