电动汽车CAN网络系统的设计与实现-软件工程专业论文.docxVIP

分类号 密级 UDC 注 1 学 位 论 文 电动汽车 CAN 网络系统的设计与实现 （题名和副题名） 涂金林 （作者姓名） 指导教师 姜书艳 副教授 电子科技大学 成 都 李金泉 高 工 奇瑞汽车股份有限公司 芜 湖 （姓名、职称、单位名称） 申请学位级别 硕士 专业学位类别 工程硕士 工程领域名称 软 件 工 程 提交论文日期 2015.03 论文答辩日期 2015.05.26 学位授予单位和日期 电子科技大学 2015 年 06 月 30 日 答辩委员会主席 评阅人 注 1：注明《国际十进分类法 UDC》的类号。 DESIGN AND IMPLEMENTATION OF ADVANCED CAN-BASED IN-VEHICLE-NETWORK IN ELECTRIC VEHICLE A Master Thesis Submitted to University of Electronic Science and Technology of China Major: Master of Engineering Author: Tu Jinlin Advisor: Professor Jiang Shuyan Institute of Electronic and Information School : Engineering in Dongguan 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为 获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 年 月 日 论文使用授权 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘， 允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全 部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。 （必威体育官网网址的学位论文在解密后应遵守此规定） 作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 I I 摘 要 摘 要 随着国内汽车拥有量快速、持续地增加，汽车给人们生活带来了一些不利的影 响，例如大城市里经常出现交通堵塞，以及汽车尾气造成的空气污染。另外，近 年来由于全世界范围内汽车工业发展和汽车消费需求的增长，对能源的需求也在 不断上升。汽车制造商们一直在寻求一种基于新能源的动力系统，要求这样的能 源不造成空气污染，且易于寻找。电动汽车逐渐发展起来，成为一个新的趋势。 相比传统汽车，电动汽车更加清洁，而且电能易于补充。然而，相比传统汽车， 电动汽车拥有更多更复杂的电子电器系统，譬如更多的电子传感器、电子控制单 元、执行器等，各零部件、系统之间关联性更强，数据交换和协调控制机制愈加 复杂，对实时性和可靠性提出了较高的要求；同时，由于电动车完全依靠电池驱 动，对能量消耗极为敏感，需要高效率的能耗管理机制。因此，研究如何提高电 动汽车控制系统的通讯性能和电池能耗管理是一项非常紧迫的任务。 本文研究了传统汽车上各系统之间进行信息交互以及能耗管理上的缺陷，提 出了一种基于 CAN 总线的汽车分布式车用网络。该网络系统充分利用总线技术的 高速率和实时性，在双绞线上传递大量的电气参数信息和控制信息，避免在不同 的电子电器系统之间分别架设复杂的电气线路，极大地减少了电子电器系统的线 束、线缆连接，直接导致整车重量大幅降低，从而使得油耗也相应变小。并且， 利用网络系统的智能化、自动化工作模式切换功能，将当前没有工作需求的电气 系统及时关闭，切断能源消耗源，大幅减少整车能耗，提高了电动车续航里程。 同时，该网络系统还提供高可靠性，支持对常见线路故障的容错机制。当出现低 等级故障时，整车网络通讯不受任何影响，可保持正常通讯。当出现高等级故障 时，出故障的电气系统自动脱离网络，不影响网络上的其他电气系统的正常通讯。 本文根据电动汽车总线网络系统的功能目标，提出了一种基于 CAN 总线的分布式 架构，并着重分析了汽车在不同电源模式下网络管理的需求和通讯应用层需求， 为系统详细设计指明了方向。 在提出系统相关需求后，简明介绍了为实现系统功能的对应硬件电路设计， 其中包括 MCU 的外围通讯接口电路设计、通讯控制收发器型号选等。完成硬件设 计后，系统详细介绍系统软件的设计与实现，按照软件分层结构化设计的原则和 方针，重点对软件网络管理模块和应用层模块进行了详细的设计。其中，网络管 理用于协调通讯的唤醒与睡眠。应用层模块用于通讯