基于CAN总线的汽车虚拟仪表系统研究与设计

论文摘要

随着汽车电子技术的飞速发展,先进的通信网络技术CAN总线被应用到汽车仪表系统中,并将逐渐替代原有的机械式、电气式传统的仪表设计。基于汽车CAN总线的虚拟仪表系统类似一个CAN节点,实现了与汽车各电控单元节点之间的资源共享,将来虚拟仪表系统将逐渐发展成一个集多功能信息显示、自动控制和多媒体娱乐的一体化系统。本课题致力于汽车CAN总线仪表系统的研究,深入讨论了系统的设计思想与实现方法,提出了在LabVIEW开发平台上实现基于CAN的仿真虚拟仪表系统的方法。系统首先构建了一个由两个CAN节点组成的最简单的CAN网络,节点一是下位机节点,由微控制器P89C51、CAN控制器SJA1000和收发器TJA1050组成;节点二是基于PC上位机节点。对两个节点进行软件设计后,通过CAN通讯接口卡来实现相互之间的通讯和数据收发,同时在汽车的CAN应用层协议基础上,上位机节点对接收的CAN报文进行处理,得到虚拟仪表系统各控件所对应的数据,并对这些数据按要求进行存储。其中,基于LabVIEW的虚拟仪表系统开发是本课题的重点和难点,不但用仿真的方式继续保留了传统仪表的一些优点,而且结合数字显示、各类信息中文文字提示和语音报警提示,而且系统容易升级、扩展。实验结果证明该系统的研制具有现实意义,但要达到应用,还待进一步改进。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 国内外汽车仪表的发展概况
• 1.2 CAN 总线技术推动汽车仪表的升级换代
• 1.3 课题的背景及研究内容
• 1.3.1 课题的背景
• 1.3.2 课题的研究内容
• 第二章 CAN 总线技术与虚拟仪器技术
• 2.1 CAN 总线简介
• 2.1.1 CAN 总线的概念
• 2.1.2 CAN 总线的特点
• 2.1.3 CAN 的分层结构
• 2.1.4 CAN 总线的报文传输和帧结构
• 2.2 虚拟仪器的概述
• 2.2.1 虚拟仪器的概念
• 2.2.2 虚拟仪器的特点
• 第三章 系统总体设计
• 3.1 设计原则
• 3.2 系统的总体结构
• 3.3 系统硬件设计
• 第四章 系统下位机部分设计
• 4.1 数据采集与处理模块设计
• 4.1.1 脉冲信号处理模块设计
• 4.1.2 模拟信号处理的模块设计
• 4.1.3 开关量处理模块的设计
• 4.2 CAN 通讯模块设计
• 4.2.1 CAN 节点的初始化
• 4.2.2 CAN 报文的发送
• 4.2.3 CAN 报文的接收
• 4.3 下位机节点的实现
• 第五章 系统上位机部分设计
• 5.1 软件开发语言LABVIEW 简介
• 5.2 软件设计中的关键技术
• 5.2.1 动态链接库（ .DLL）
• 5.2.2 基于CAN 设备卡接口函数库的软件开发
• 5.2.2.1 数据结构的定义及使用
• 5.2.2.2 接口库函数说明及调用
• 5.3 上位机软件设计
• 5.3.1 软件设计总体框架
• 5.3.2 上位机CAN 节点控制平台
• 5.3.2.1 设备卡控制
• 5.3.2.2 节点报文收/发控制
• 5.3.2.3 CAN 报文存储
• 5.3.3 汽车仿真虚拟仪表系统设计
• 5.3.3.1 CAN 报文数据处理
• 5.3.3.2 车况信息显示
• 5.3.3.3 车况信息报警提示
• 5.3.3.4 车况信息记录
• 第六章 汽车虚拟仪表系统测试
• 6.1 测试方案
• 6.2 测试结果以及结论
• 第七章 系统抗干扰设计
• 7.1 抗干扰设计的必要性
• 7.2 硬件抗干扰技术
• 7.3 软件抗干扰技术
• 第八章 总结和展望
• 8.1 总结
• 8.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文