基于感性负载的车身网络控制系统

论文摘要

汽车技术的发展越来越多的体现在汽车电子领域,传统的汽车电子技术仅限于对汽车中某些机械零部件进行电子控制,控制较为简单,设备比较庞大,技术较为落后;现代的汽车电子技术根据汽车实际使用环境多变的需要,利用飞速发展的计算机技术、网络通信技术以及控制技术对汽车整体性能进行优化综合控制。现代的汽车电子技术已经走向了整车集成电子化、智能化和模块化的广阔道路,总线式控制器网络技术是汽车电子技术发展的新方向。我们主要研究的是基于CAN/LIN总线的车身网络控制系统中的车门、车窗控制系统的研制与开发。文章中我们介绍了左右车门、车窗控制系统的设计原理和系统结构,详细阐述了车门、车窗控制系统的软、硬件的设计与开发过程以及LIN协议的实现,重点论述了车门、车窗控制系统模块的硬件结构,并叙述了该控制系统的软件开发流程。在车门的左节点模块上,设计了遥控锁的接收模块,实现遥控开锁和闭锁,并介绍了一种用软件实现的改进的KEELOQ算法,实现编解码技术。通过对车窗电机结构的特点进行分析与测试,提出了基于门限值自动配置的车窗防夹设计方案。最后,我们从抗电磁干扰的角度论证了系统的可靠性设计,分别从软件和硬件设计方面进行论述。本次设计的MCU选取的是Freescale公司提供的高性能的8位单片机MC9S08AW16,通过SCI通信实现LIN消息的发送和接收。并介绍了芯片的选型依据和MC9S08AW16的功能特点,软件上给出了主要程序的流程图。现场的测试结果证明:车门、车窗LIN总线控制系统工作正常,性能良好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 车身网络的拓扑结构
• 1.2.1 并列结构
• 1.2.2 分层结构
• 1.3 国内外研究现状及分析
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 LIN 总线协议
• 2.1 现场总线
• 2.1.1 CAN 总线
• 2.1.2 LIN 总线
• 2.2 LIN 总线的特点及通讯协议
• 2.2.1 LIN 总线的特点
• 2.2.2 LIN 总线的通讯协议和数据帧格式
• 2.3 LIN 通讯网络的优点
• 2.4 本章小结
• 第3章 系统总体设计
• 3.1 系统需求分析
• 3.1.1 中央门锁
• 3.1.2 玻璃升降器
• 3.1.3 后视镜
• 3.1.4 电气特性
• 3.1.5 车身环境
• 3.2 总体设计方案
• 3.3 本章小结
• 第4章 车门LIN 系统的硬件设计
• 4.1 车门系统被控对象描述
• 4.1.1 中央门锁
• 4.1.2 电动车窗
• 4.1.3 电动后视镜
• 4.2 方案论证
• 4.3 芯片选型
• 4.3.1 嵌入式芯片选择依据
• 4.3.2 MC9S08AW16 单片机的特点
• 4.3.3 电源管理及LIN 收发器芯片
• 4.3.4 信号采集芯片
• 4.3.5 功率驱动芯片
• 4.4 硬件设计
• 4.4.1 车门节点的硬件原理设计
• 4.4.2 车窗防夹模块硬件设计
• 4.4.3 后视镜模块设计
• 4.5 系统可靠性设计
• 4.5.1 电源部分的可靠性设计
• 4.5.2 单片机本身抗干扰措施
• 4.5.3 系统设计抗干扰措施
• 4.6 本章小结
• 第5章 车门LIN 系统的软件设计与实现
• 5.1 CodeWarrior IDE 集成开发环境介绍
• 5.2 软件设计思想
• 5.3 软件构成
• 5.4 软件抗干扰设计
• 5.5 在本系统中的 LIN 通讯协议
• 5.5.1 LIN 应用层数据流图
• 5.5.2 LIN 通讯消息ID 配置
• 5.6 基于门限值自动配置的车窗防夹设计
• 5.6.1 设计原理
• 5.6.2 实现方案
• 5.7 本章小结
• 第6章 遥控锁的研究与设计
• 6.1 引言
• 6.2 RKE 系统设计
• 6.2.1 RKE 系统的工作原理
• 6.2.2 RKE 系统的设计要求
• 6.3 RKE 硬件电路设计
• 6.3.1 钥匙扣发射模块
• 6.3.2 车内接收模块
• 6.4 RKE 系统软件设计
• 6.5 RKE 系统编解码设计
• 6.5.1 概述
• 6.5.2 KEELOQ 技术简介及其硬件实现
• 6.5.3 KEELOQ 技术的不足与改进加密算法的提出
• 6.5.4 改进加密算法的实现
• 6.6 系统功能测试
• 6.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢