随着现代汽车业的快速发展,汽车电子设备不断增加,汽车综合控制系统更加复杂,传统的点对点控制已经远远不能满足要求,现场总线的出现解决了这个问题。CAN总线则是众多现场总线中最具代表性的一个。CAN总线以其良好的性能,极高的可靠性和独特的设计,广泛应用于汽车电子控制系统中,是唯一一个成为国际标准的汽车局域网,并被公认为最有发展前途的现场总线之一。本文综合分析了汽车网络的特点,论述了汽车网络协议的分类、发展以及应用现状,总结出汽车网络技术的发展趋势。CAN总线在汽车上的应用将使汽车的动力性、操作稳定性、安全性、燃油经济性都上升到新的高度,按汽车局域网发展趋势,CAN总线在中高速网络协议中将持续处于主流地位。介绍了CAN网络的最大总线长度的主要影响因素,详细讨论了回路延迟和位时钟偏差对CAN总线最大长度的影响,最后还讨论了CAN总线的传输介质,为汽车CAN总线网络的设计和优化提供了参考和理论指导。描述了一般的网络拓扑结构,进行了汽车的电气系统分析,经过对常见的汽车网络CAN总线应用方案的对比分析,确定了汽车的网络拓扑结构,选择了CAN、LIN和MOST作为网络标准。在CAN总线网络拓扑结构上提出了将网络节点划分为两个同质网段的多目标优化方法,制定了遗传算法求解策略,并在matlab中编写遗传算法程序实现求解,并将本方法应用于车载网络CAN总线节点拓扑优化并仿真验证了该方法的合理性。本文确定的汽车网络拓扑方案,以及在CAN总线拓扑结构优化方面所做的研究工作只是汽车网络优化设计中的一个环节。根据要求验证网络延迟是否能够严格保证信号的实时性,进一步结合CAN总线应用层协议进行分析,选择合理的机制提高网络性能,都是需要进一步研究的课题。
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