基于CAN总线的车身控制模块的研究

论文摘要

近年来国内重卡向着舒适化、高档化、人性化方向发展,电气设备起到很大的主导作用。相应而来,整车上增加了繁多的控制开关和用电设备,并大都采用传统汽车线束控制,线路中继电器众多,故障节点多,可靠性差,整车电气系统诊断和维护的成本提高。CAN(ControllerAreaNetwork)总线是一种串行多主站控制器局域网总线。它具有很高的网络安全性、通讯可靠性和实时性,简单实用,网络成本低,特别适用于汽车计算机控制系统和环境恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境。作为目前国际上应用最广泛的车载网络技术之一,CAN总线技术能使我国汽车产业进一步发展,降低成本,扩大市场的占用率。车身控制模块是基于CAN总线的重卡控制系统的重要组成部分,体现了人们对汽车安全性、舒适性和方便性的要求。本文所研究的主要内容就是基于CAN总线的车身控制模块系统的设计。本文首先对CAN总线技术进行了介绍,分析了其特点、结构及工作原理,接着介绍了适用于载重汽车和货车使用的SAEJ1939通信协议。在研究总结了重卡车身控制系统的特点和工作原理之后,提出了基于CAN总线的车身控制模块的总的设计方案和框图。在基于总设计方案下,对车身控制的主控制单元、电源控制单元、开关量及模拟量采集单元、功率电源输出部分、CAN通讯部分进行了硬件设计。同时分析了模块的软件功能并对其进行软件设计,重点介绍了灯光系统、信号采集系统的控制程序及CAN通讯部分的通讯流程,并对软件进行了节能设计及可靠性设计。最后,对车身控制模块系统性能测试,主要包括CAN功能模块的软硬件调试和CAN数据收发的通讯调试、对硬件的各项性能测试。测试结果均满足相应的国家标准。目前该模块已通过实际装车功能测试及常规道路试验测试。测试表明,该模块能很好的满足现代重卡的车身控制要求,已做好投入市场的准备。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪 论
• 1.1 课题来源及研究目的
• 1.2 现场总线在车辆上的应用现状
• 1.3 论文研究内容
• 第2章 CAN 总线及 J1939 协议简介
• 2.1 CAN 总线简介
• 2.1.1 CAN 总线概述
• 2.1.2 CAN 总线的特点
• 2.1.3 CAN 总线的结构
• 2.1.4 CAN 总线的工作原理
• 2.2 SAE J1939 简介
• 2.3 本章小结
• 第3章 车身控制模块的硬件设计
• 3.1 车身控制模块的功能概述
• 3.2 车身控制模块硬件设计
• 3.2.1 硬件设计原则
• 3.2.2 主控单元设计
• 3.2.3 电源控制单元设计
• 3.2.4 信号输入单元设计
• 3.2.5 功率输出单元设计
• 3.2.6 通讯单元设计
• 3.3 本章小结
• 第4章 车身控制模块软件设计
• 4.1 车身控制模块软件功能分析
• 4.2 主要功能软件设计
• 4.2.1 主程序设计
• 4.2.2 功能子程序设计
• 4.2.3 CAN 通讯应用层程序设计
• 4.3 软件优化设计
• 4.3.1 节能设计
• 4.3.2 软件可靠性设计
• 4.4 本章小结
• 第5章 车身控制模块的性能测试及应用
• 5.1 车身控制模块的性能测试
• 5.2 车身控制模块的实际应用
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 车身控制模块外围接口图
• 附录 B 车身控制模块装车实验证明