基于CAN总线的车载GPS导航系统研究

论文摘要

车辆导航技术无论在军事领域还是民用领域都非常重要,而CAN(Controller Area Network)总线是一种串行局域网总线,是一种有效支持分布式实时控制的串行通信网络。本论文研究的目的是改变传统的车载GPS导航系统与汽车电控装置相对独立的状况,将它们接入国际通行的总线式网络,同时解决复杂的线束问题,两者的结合整合了车内资源,使GPS导航系统和汽车电子控制装置,包括动力总成控制、底盘和车身电子控制、舒适和防盗系统实现数据共享,通过CAN总线把它们变成一个有机的整体,更好的为驾驶者服务。论文首先介绍了本课题的研究背景和意义,全面阐述了基于CAN总线的车载GPS导航系统的特点以及目前国内外发展现状和今后的发展趋势。此外,本文还介绍了CAN总线的基本原理和GPS导航的原理,作为上述研究的具体应用,完成以下设计：硬件部分设计了基于CAN总线的车载GPS导航系统电路,采用AT89S52作为电路的微处理器,通过SJA1000和82C250实现CAN总线信号的接收与发送,串口通信电路实现与GPS模块的数据交换。通过低压差高效稳压器LM2940完成电源电压的调节工作。在硬件电路设计的基础上制作了测试电路板。根据系统所要实现的功能,结合已设计的硬件电路,在软件程序设计上着重分析了GPS接收的数据类型以及对它的处理,同时完成了CAN通信流程的设计、串口通信工作流程以及串口双接收数据缓冲区的设计工作。调试程序,检验各功能的实现情况,定型程序。最后,烧写程序,完成所有设计。实验测试结果表明本系统各部分电路运行基本稳定,设计合理,达到了课题预期效果。另外也提出自己工作中的不足及以后需要改进的工作。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 基于CAN的车载GPS导航系统开发的背景和意义
• 1.1.1 CAN总线在汽车中的应用概况
• 1.1.2 GPS车辆定位导航系统国内外发展概况
• 1.1.3 论文研究的目的和意义
• 1.2 本论文的主要工作
• 第2章 汽车局域网CAN总线原理
• 2.1 CAN总线的特性
• 2.2 CAN的一些基本概念
• 2.3 CAN总线报文类型及其组成
• 2.4 CAN的分层结构
• 2.4.1 物理层协议
• 2.4.2 数据链路层协议
• 2.4.3 应用层协议
• 2.5 SAE J1939协议
• 第3章 车载GPS导航系统技术研究
• 3.1 GPS概述
• 3.2 GPS的原理
• 3.2.1 GPS系统的组成
• 3.2.2 GPS卫星信号
• 3.2.3 GPS卫星定位原理
• 3.3 GPS接收机
• 第4章 基于CAN总线的车载GPS导航系统的硬件设计
• 4.1 基于CAN总线的车载GPS导航系统的微处理器设计
• 4.2 子节点系统的复位电路设计
• 4.3 子系统的RS232串行接口电路设计
• 4.4 子节点系统的电源模块设计
• 4.5 CAN通信模块电路设计
• 4.5.1 CAN模块硬件设计
• 4.5.2 CAN通信模块电路器件介绍
• 第5章 系统软件设计
• 5.1 主程序流程设计
• 5.2 CAN总线通讯设计
• 5.2.1 CAN控制器SJA1000初始化
• 5.2.2 CAN控制器发送流程
• 5.2.3 CAN控制器接收流程
• 5.3 串口通讯程序设计
• 5.4 数据处理模块
• 第6章 系统调试与测试
• 6.1 系统抗干扰设计
• 6.1.1 硬件抗干扰设计
• 6.1.2 系统抗干扰软件设计
• 6.2 汽车用控制程序的标准文档
• 6.3 直接生成汽车用程序的平台软件
• 6.4 系统调试
• 6.4.1 测试电路板调试
• 6.4.2 上微机调试
• 第7章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢