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基于SAE J1939通信协议的双核车身控制系统

作　者: 陈子鹏
导　师: 李建青；戴亚文
学　校: 武汉理工大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: MC9S12XDG128 CAN总线 SAEJ1939 LIN总线 汽车 车身
分类号: U463.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 161次
引　用: 4次
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内容摘要


现代汽车电子控制系统经历了由单独控制系统到集中控制系统的发展历程。采用常规的点到点方式,导致的导线数量的几何式的增长,也使得在狭小的车内空间布线及维修越来越困难,严重限制了汽车控制功能的扩展。值得庆幸的是,总线技术的飞速发展为汽车电子控制系统铺就了一条新的道路。论文介绍了目前汽车车身控制系统的现状和发展趋势,简要概述了现代汽车网络技术的现状,对当今国际汽车行业中广泛应用的以CAN总线和LIN总线进行了研究、吸收,开发了基于CAN/LIN总线、以Motorola 16位双核单片机MC9S12XDG128为核心的汽车车身控制系统:在高速通讯部分采用基于SAE J1939协议高层协议的分布式模块化控制器局域网CAN总线控制,主要用于为车辆ECU之间的通信提供标准的体系结构;在低速部分采用LIN协议和ECU进行简单的串行通信。在选用的XGATE(双核)技术后,CPU的负担成功的降低,主CPU将更快的对信息做出反应,而反应过程和信息处理过程则交给副CPU。大大增加了CPU的处理能力和总线反应能力。以此解决国产汽车车身控制模块的多子系统单独工作、信息共享程度低、功能可扩展性差的问题。本系统使传输线束大大简化,系统的可靠性得到了提高,并具有车身控制信息数字化、集成化,网络化,车内总线通讯与全车信息共享、整车统一调度、基于全车信息的故障诊断等功能。本文完成了电路的研制,搭建了基于总线的车身控制系统试验平台并对整套系统进行仿真测试。测试结果表明:系统成功实现SAE J1939协议的数据通讯、网络管理响应以及数字仪表的CAN/LIN总线网关功能,对我国实现国产汽车信息化具有一定的指导意义。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-17
  1.1 课题研究的背景和意义  9-10
  1.2 国内外研究现状分析  10-15
    1.2.2 车身控制系统的发展  11
    1.2.3 车载网络的发展  11-15
      1.2.3.1 A类网络标准  12-13
      1.2.3.2 B类网络标准  13-14
      1.2.3.3 C类网络标准  14-15
  1.3 论文结构安排  15-17
第2章 基于Freescale 9S12的车身控制系统  17-38
  2.1 系统设计目标  17-22
    2.1.1 预期功能  17
    2.1.2 实现功能及达到的性能指标  17-22
  2.2 系统实现方案  22-38
    2.2.1 CAN总线协议规范  22-28
      2.2.1.1 CAN总线综述  22
      2.2.1.2 CAN总线特点  22-23
      2.2.1.3 CAN总线帧格式  23-26
      2.2.1.4 CAN节点错误  26-28
    2.2.2 SAE J1939协议分析  28-36
      2.2.2.1 SAE J1939协议综述  28-29
      2.2.2.2 SAE J1939物理层  29-30
      2.2.2.3 SAE J1939数据链路层  30-34
      2.2.2.4 SAE J1939网络管理层  34-35
      2.2.2.5 SAE J1939应用层  35-36
    2.2.3 LIN总线通信原理与应用  36-38
第3章 车身控制系统的软硬件设计  38-59
  3.1 功能模块的实现  38-43
    3.1.1 信号检测AD模块  38-39
    3.1.2 LIN控制模块  39-40
    3.1.3 CAN控制模块  40-41
    3.1.4 RKE控制器模块  41-42
    3.1.5 电源模块  42-43
  3.2 各功能模块的通讯  43-50
    3.2.1 BCM的双核通讯  43-45
    3.2.2 BCM的LIN协议制定  45-46
    3.2.3 BCM的CAN协议制定  46-50
  3.3 车身控制系统的底层软件设计  50-58
    3.3.1 软件工程结构及任务模块设计  50-51
    3.3.2 LIN通信任务LIN Task  51
    3.3.3 CAN总线初始化  51-58
  3.4 硬件设计的性能分析  58-59
第4章 系统的软硬件调试  59-68
  4.1 系统调试的平台与环境  59-62
  4.2 系统调试流程  62-68
    4.2.1 电源模块调试  62-63
    4.2.2 SAE J1939通讯测试  63-64
    4.2.3 LIN总线通讯测试  64-68
第5章 总结与改进  68-70
  5.1 系统开发主要工作总结  68-69
  5.2 改进建议  69-70
参考文献  70-73
致谢  73-74
附录 攻读硕士学位期间参与的科研课题及公开发表的学术论文  74

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车结构部件 > 电气设备及附件
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