汽车CAN网络应用层协议的研究与实现.pdf

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1、汽车CAN网络应用层协议的研究与实现ResearchandRealizationofApplicationLayerProtocolforAutomobileCANNetwork2011年3月合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：(工作单位、职称)主席：降弱蔷f幻善泌L委员：夥j，笈钮阢环乏泵圹《乃∥／>觇恻斟。l≥7新乒拭肺勐南椰磐绣弓矿季咨嘻盖鹪叫次-拗导厩1故q磷R厶玻天寺独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究j【作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别

2、加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得盒壁王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位敝储糠缈诬字眺训年蚋r日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金旦垦王些丕堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金起王些太兰L可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位

3、论文在解密后适用本授权书)学位论文者签名：妒筑扩签字日期．]铆1年印月S日—，学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：剔稚轹弘”签字日期：)叫年蝴箩日电话：邮编：摘要近年来，随着汽车电子技术的发展及人们对汽车功能(安全性、动力性、舒适性等)的要求越来越多，车载电控单元ECU的数目和类型也在不断增多；运用CAN总线连接各ECU可大大减少线束与传感器使用量，缩短开发周期，降低开发成本等等。为了实现各ECU之间可靠、实时的数据通讯与信息共享，需在CAN总线的基础上采用国际上成熟的通信协议或根据系统需求制定相应协议。本文在详细研究国内外汽车网络和通信协

4、议发展现状的基础上，结合汽车控制网络的通信需求和控制策略，构建了总线型汽车控制网络拓扑结构，制定了应用层协议设计的一般原则；合理分配了通信协议中的报文标识符，详细定义了通信协议中的报文数据域，对报文数据传输过程进行管理；其中重点对报文传输过程中的单帧与多帧标识、报文数据长度和多帧各帧编号确定进行了研究与实现。针对汽车控制网络中车身控制节点的硬件设计与软件实现问题，论文制定了一个主节点和四个从节点的通信模型；构建了CAN／LIN总线复合式网络结构模型，对主控节点和从节点硬件结构进行了详细设计，并就报文在传输过程中进行了软件实现，对其初始化过程、报文的

5、发送与接收模式以及CAN／LIN之间报文的转换进行了设计与实现。最后主要从虚拟仿真、半实物仿真以及实时性测试三方面进行仿真与论证，得到理想情况、实际情况和复杂情况下报文的总线负载率并通过RMA方法对报文实时性进行了求解，所得结果验证了汽车控制网络设计的可靠性与实时性；进而对本文的研究工作进行了总结，并就接下来的工作重点进行了分析与展望。关键词：CAN网络；应用层协议；控制策略；拓扑结构；半实物仿真LayerProtocolforrkInrecentyears，谢ththedevelopmentofautomotiveelectronictechno

6、logyandthemoreandmoreautomobilefunctionaldemand(security,power,comfort，ctc．)ofpeople，theECUnumberandtypeofvehiclearealsoincreasing；theuseofCANbusCangreatlyreducetheusageofharnessandSenSOrS，shortenthedevelopmentcycle，cutdownthedevelopmentcostsandSOon．Inordertoachievereliable，re

7、al—timedatacommunicationandinformationsharingofECUs，weneedadoptinternationalmaturecommunicationprotocolorformulateappropriateprotoc01．ARerminutelyresearchthedevelopmentstatusofdomesticandforei萨automotivenetworkandcommunicationprotocol，thepapercombinesthecommunicationneedwimcon

8、trolstrategyofCarcontrolnetwork,constructingbus—typetopologyf