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基于动态电流阻性负载的车身控制系统

作　者: 李彬
导　师: 崔刚
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: LIN总线车灯控制 OSEK/VDX 故障检测电源管理
分类号: U463.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

随着汽车工业的快速发展,汽车控制也越来越智能化,越来越多的智能控制系统被加入到汽车中。为了使各控制系统能够相互通讯,车身网络也就应运而生。CAN总线是目前运用比较广泛的车身总线,但CAN总线实现的高成本使其在一些低端应用中受到了阻碍,因此,成本较低的LIN总线应运而生。LIN总线不是CAN总线的替代品,而是对CAN总线进行补充和扩展,可以作为次级总线和CAN一起应用于车身控制总线中。LIN总线适用于像车灯控制、车窗控制等对实时性要求不是很高、数据传输量较小的控制系统。根据实际需求,本文设计并实现了基于LIN总线的分布式车灯控制系统。文中详细介绍了通过LIN总线连接的车灯控制方法、故障检测方法和电源管理方法。并且在设计中充分考虑了车身环境中存在的干扰,加入了电磁兼容和电源保护电路的设计。在此基础上,本文还研究和设计了基于OSEK/VDX标准的汽车嵌入式操作系统内核。OSEK/VDX标准包含四个部分:操作系统、网络管理、通讯和实现语言。操作系统部分提供了一系列的服务和处理机制来调度任务和管理资源;网络管理部分最基本的任务就是保证各电子控制单元的通讯网络的安全性和可靠性;通讯标准是一个用于任务间通讯(内部通讯)和控制系统间通讯(外部通讯)的机制;实现语言部分是配置应用程序的机制。本文针对处理器MC9S08AW32A实现了OSEK/VDX操作系统的部分功能,采用不可抢占式调度策略,将任务按优先级顺序分为多个优先级层,每个优先级层包含8个优先级,这样不仅可以快速查找出处于就绪状态的优先级最高的任务,还可以在系统任务不多时,将就绪队列进行裁减,既缩短了就绪进程查询的时间也节约了内存。本文最后还提出了进一步改进和完善操作系统的方案,使操作系统能够应用在更多的控制节点中。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章绪论  8-14
  1.1 课题研究的目的和意义  8-10
  1.2 国内外研究现状  10-13
  1.3 主要研究内容  13-14
第2章车灯控制系统概述  14-25
  2.1 功能描述  14-15
  2.2 输出功率  15
  2.3 系统结构  15-16
  2.4 模块划分与功能描述  16-17
  2.5 电气要求  17
  2.6 操作系统  17-18
  2.7 LIN 总线概述  18-24
    2.7.1 LIN 总线基本概念  18
    2.7.2 LIN 的发展  18-19
    2.7.3 拓扑结构  19-20
    2.7.4 帧的结构  20-21
    2.7.5 网络管理  21-22
    2.7.6 硬件支持  22-23
    2.7.7 错误处理  23-24
  2.8 本章小结  24-25
第3章 OSEK/VDX 规范分析  25-37
  3.1 OSEK/VDX 的发展  25-26
  3.2 规范构成  26-27
  3.3 操作系统规范  27-35
    3.3.1 一致类  27-28
    3.3.2 任务管理  28-29
    3.3.3 优先级  29-30
    3.3.4 调度策略  30-32
    3.3.5 中断处理  32-33
    3.3.6 事件机制  33-34
    3.3.7 报警器  34-35
  3.4 通讯标准  35-36
  3.5 网络管理  36
  3.6 实现语言  36
  3.7 本章小结  36-37
第4章车灯控制系统硬件设计与实现  37-49
  4.1 MCU 控制模块  37-38
  4.2 LIN 通讯模块和电源管理模块  38-40
  4.3 功率驱动模块  40-44
    4.3.1 前车灯控制节点  40-42
    4.3.2 后车灯控制节点  42-44
  4.4 保护电路  44-46
  4.5 电磁兼容  46-48
  4.6 本章小结  48-49
第5章车灯控制系统软件设计与实现  49-58
  5.1 故障检测与处理  49-51
    5.1.1 负载故障  49-51
    5.1.2 系统故障  51
  5.2 电源管理  51
  5.3 操作系统内核设计  51-57
    5.3.1 数据结构  52
    5.3.2 资源和任务管理  52-54
    5.3.3 调度算法  54-55
    5.3.4 中断管理  55
    5.3.5 报警器  55
    5.3.6 创建、激活和挂起任务  55-57
    5.3.7 优化  57
  5.4 本章小结  57-58
结论  58-60
参考文献  60-64
致谢  64

基于动态电流阻性负载的车身控制系统

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