CAN总线协议在车联网中的研究与应用

发布时间：2017-03-24 10:01

  本文关键词：CAN总线协议在车联网中的研究与应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在汽车控制中,需要传输大量的信息,多节点以及海量数据面临着需要实现实时、可靠传输的通信要求,此时传统的串口通信已难以满足这些要求。在这样的情况下,现场总线技术在网络技术飞速发展的环境下应运而生,其把各个分散的测量设备都作为网络中的一个节点看待,通过总线将每一个节点串联起来,以这样的方式使各个节点之间可以在总线的传输下相互通信,形成一个大型的通信网络。其中,CAN总线技术是现场总线技术中建立在国际标准组织的开放系统互联模型基础上的一种总线技术,广泛的应用于离散控制领域。通过近十几年时间的发展,CAN总线已经普及于汽车控制系统领域。在车联网时代,实现信息的共享是车联网发展的基础,能够无差别的获取各种车型的信息是实现信息共享的第一步,这对于车联网的发展至关重要。本文主要对CAN总线高层协议进行分析,包括CANopen协议、SAE J1939协议以及DeviceNet协议,在此基础上,得到一种有效的CAN应用层协议转换方案,利用该方案,可以有效地提取采用不同CAN高层协议汽车的汽车数据信息,得到汽车底层数据。在本文中,首先阐述了CAN总线目前的应用及其国内外研究状况,介绍了本课题的研究意义以及研究背景。其次,分析介绍CAN总线在汽车应用中主流的高层协议CANopen协议、SAE J1939协议及DeviceNet协议,对这些协议中的帧结构、传输机制等情况进行解析。再次,重点阐述如何实现协议的识别工作,利用识别算法进行特征分类以及特征匹配工作;同时,识别后的协议进行解析处理,并且通过协议栈移植的方式实现协议的转换;最后,从实际角度出发,分析了该课题的不足之处,以期获得更好的效果。
【关键词】：CAN总线 CAN高层协议 协议分析
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273;TN929.5;U495
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 课题背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-10
• 1.2.1 国外研究现状9-10
• 1.2.2 国内研究现状10
• 1.3 论文的主要内容及论文结构10-12
• 第二章 CAN总线及其高层协议12-29
• 2.1 CAN总线及其总线协议12-17
• 2.1.1 CAN总线特点12-13
• 2.1.2 CAN的报文传送和帧结构13-16
• 2.1.3 错误类型16-17
• 2.2 应用层信息帧格式17-20
• 2.2.1 应用层协议概述17-18
• 2.2.2 应用层信息帧的组装18-19
• 2.2.3 应用层信息帧的解析19-20
• 2.3 CANopen协议20-23
• 2.4 DeviceNet协议23-26
• 2.5 SAE J1939协议26-28
• 2.6 本章小结28-29
• 第三章 协议识别算法29-37
• 3.1 分类算法29-30
• 3.2 决策树算法思想30-31
• 3.2.1 基本思想30
• 3.2.2 思想引用30-31
• 3.3 特征串匹配算法31-36
• 3.3.1 基本思想31-32
• 3.3.2 BF算法32-33
• 3.3.3 BM算法33-34
• 3.3.4 KMP算法34-35
• 3.3.5 一种改进算法的研究35
• 3.3.6 实验对比35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 系统硬件结构37-45
• 4.1 整体硬件架构37
• 4.2 CAN通信电路设计37-43
• 4.2.1 51单片机38
• 4.2.2 CAN控制器SJA100038-39
• 4.2.3 CAN收发器TJA1050T39-40
• 4.2.4 CAN底层设计40
• 4.2.5 温度采集模块40-41
• 4.2.6 设计实现41-43
• 4.3 S3C6410处理器43-45
• 第五章 系统软件设计与实现45-67
• 5.1 软件系统总体结构45
• 5.2 协议数据获取实现45-50
• 5.2.1 DeviceNet协议通信实现46-48
• 5.2.2 SAE J1939协议通信实现48-50
• 5.3 Linux移植环境搭建50-55
• 5.3.1 环境搭建50-51
• 5.3.2 Bootloader设计与实现51-52
• 5.3.3 内核移植52-53
• 5.3.4 数据获取53-55
• 5.4 协议识别55-61
• 5.4.1 决策方式55-56
• 5.4.2 匹配算法56-57
• 5.4.3 CANopen协议匹配57-58
• 5.4.4 DeviceNet协议匹配58-59
• 5.4.5 SAE J1939协议匹配59-60
• 5.4.6 算法实现60-61
• 5.5 协议解析61-63
• 5.5.1 解析原理61-62
• 5.5.2 解析工作62-63
• 5.6 CANopen协议栈的移植与实现63-66
• 5.6.1 协议栈选择63-65
• 5.6.2 CANfestival协议栈移植65-66
• 5.7 本章小结66-67
• 第六章 实验结果与分析67-72
• 6.1 协议识别实验67
• 6.2 系统功能测试67-70
• 6.3 实测数据分析70-72
• 第七章 总结与展望72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-77
• 附录77-78
• 图版78-81

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本文编号：265417