基于CAN-LIN總線的車身網(wǎng)絡(luò)設(shè)計開題報告

開題報告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫2000字左右的文獻綜述文獻綜述1課題研究現(xiàn)狀，選題目的和意義（一）研究現(xiàn)狀隨著人們對汽車功能要求不斷提高，眾多汽車電子設(shè)備被應(yīng)用到車身控制系統(tǒng)中，這使得汽車車身通信控制系統(tǒng)中功能模塊的數(shù)量不斷增多。然而，汽車電子設(shè)備之間點對點式的通信方式已經(jīng)不能夠滿足整車信息共享的要求，先進的汽車電子網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)很好地解決了這一問題，汽車電子設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化成為必然趨勢1。現(xiàn)在，國內(nèi)各大汽車企業(yè)和汽車電子配件公司都引進了先進的CAN總線和LIN總線技術(shù)，并且已經(jīng)研發(fā)或使用基于CAN總線的車身控制器，但是自主生產(chǎn)的車身控制器在功能和可靠性方面還較為落后。整車系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)以CAN總線為主，LIN總線為輔，CAN和LIN在汽車通信網(wǎng)絡(luò)中相互結(jié)合應(yīng)用共同構(gòu)架汽車整車系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)2。汽車上各個控制系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸延遲比較敏感，如發(fā)動機控制，變速箱控制，安全氣囊控制，ASR/ABS/ECP控制，牽引力控制等對網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)膶崟r性要求較高，需要采用高速CAN總線，其傳輸速率高達500KBPS1MBPS；空調(diào)控制，儀表控制，雨刷控制，照明控制，門窗控制等需要采用低速LIN總線，其傳輸速率為20KBPS3。低速LIN總線對信息傳輸?shù)膶崟r性要求不高，但子系統(tǒng)數(shù)量較多，將這些低速子系統(tǒng)與高速子系統(tǒng)分開，有利于保證高速子系統(tǒng)的實時性，同時還可以降低成本。1國外CAN總線發(fā)展?fàn)顩r德國BOSCH公司CAN總線正是在這樣的環(huán)境下應(yīng)用而生的。CAN總線是一種現(xiàn)場總線，通訊線可以是一根雙絞線，同軸電纜或光導(dǎo)纖維，將各種汽車電子裝備連接成一個網(wǎng)絡(luò)4。它可以有效地支持分布式控制或?qū)崟r控制的串行通訊網(wǎng)絡(luò)。在這個系統(tǒng)中，各控制裝置獨立運行，控制和改善汽車某一方面的性能，同時可為其他裝置提供數(shù)據(jù)服務(wù)。以分布式控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)構(gòu)造的汽車車載電子網(wǎng)絡(luò)，由于CAN總線具有通訊速率高，可靠性好，連接方便，多主站點，通訊協(xié)議簡單和性價比高等突出的優(yōu)點，如今，CAN總線已成為汽車電子控制裝置之間通信的標準總線，在汽車分布式控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用5。同時，CAN總線得到FREESCALE，INTEL，PHILIPS等著名半導(dǎo)體器件生產(chǎn)廠家的廣泛支持，他們紛紛推出了CAN接口芯片與直接帶有CAN接口的微控制器（MCU）芯片，如INTEL公司的852572等。因此在接口芯片技術(shù)方面CAN已遙遙領(lǐng)先于其他的現(xiàn)場總線，正逐步形成系列。到目前為止，世界上已擁有20多家CAN總線控制器芯片生產(chǎn)商，110多種CAN總線協(xié)議控制器芯片和集成CAN總線協(xié)議控制器的微控制器芯片6。CAN總線是一種極適于汽車環(huán)境的汽車局域網(wǎng)，在現(xiàn)代汽車設(shè)計中，CAN已經(jīng)成為了必須采用的裝置，奔馳，寶馬，大眾，雷諾汽車都將CAN總線作為控制器聯(lián)網(wǎng)手段。在國內(nèi)汽車工業(yè)中，一些引進車型，如大眾的帕薩特，豐田“花冠”等中檔車中CAN總線技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。但自主品牌汽車產(chǎn)品總線技術(shù)的應(yīng)用目前基本上處于概念設(shè)計和原理樣機試驗階段。目前，國外汽車總線技術(shù)已經(jīng)成熟，采用總線系統(tǒng)的車輛有BENZ,BMW,RORSCHE,VOLVO等。國內(nèi)完全引進技術(shù)生產(chǎn)的奧迪A6車型已于2000年起采用總線技術(shù)。此外，部分高檔客車，工程機械也開始應(yīng)用總線技術(shù)7。2我國CAN總線動態(tài)總線系統(tǒng)對于汽車行業(yè)，特別是對于我國的汽車行業(yè)來說還是一項新生事物，總線系統(tǒng)和傳統(tǒng)汽車電器有著本質(zhì)的不同8。從研發(fā)，應(yīng)用和維護出發(fā)，為整車提供一個安全可靠的總線系統(tǒng)，已達到以“XBYWIRE”的目標還需要業(yè)界付出長期的努力。為了加速我國汽車總線技術(shù)的標準化組織也成立了商用車控制系統(tǒng)局域網(wǎng)絡(luò)（CAN總線）通訊協(xié)議起草小組9。02年中國首輛CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)混合動力轎車在奇瑞公司試裝成功，并進行了初步試運行，這標志著中國在混合動力轎車項目上取的突破性進展，2008年深圳航盛公司去年推出了第一款CAN總線的車載CD/MP3播放器該產(chǎn)品具有AM/FM收音功能，CD/MP3播放功能，獲得國家發(fā)明專利。我國的CAN總線時代正在來臨10。3CAN總線介紹CAN網(wǎng)絡(luò)（）是現(xiàn)場總線技術(shù)的一種，它是一種架構(gòu)開放、廣播式的新一代網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，稱為控制器局域網(wǎng)現(xiàn)場總線13。CAN網(wǎng)絡(luò)原本是德國公司為歐洲汽車市場所開發(fā)的。CAN推出之初是用于汽車內(nèi)部測量和執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信。例如汽車剎車防抱死系統(tǒng)、安全氣囊等。對機動車輛總線和對現(xiàn)場總線的需求有許多相似之處，即能夠以較低的成本、較高的實時處理能力在強電磁干擾環(huán)境下可靠地工作【14】。因此CAN總線可廣泛應(yīng)用于離散控制領(lǐng)域中的過程監(jiān)測和控制，特別是工業(yè)自動化的底層監(jiān)控，以解決控制與測試之間的可靠和實時數(shù)據(jù)交換。4LIN總線介紹1998年，汽車制造商奧迪公司，寶馬公司，大眾公司，通信領(lǐng)域的專業(yè)廠商火山通信技術(shù)公司以及半導(dǎo)體生產(chǎn)商摩托羅拉公司共同創(chuàng)建了LIN（LOCALINTERCONNECTNETWORK）協(xié)會，其目的是為了汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供一個開放的A級（數(shù)據(jù)傳輸速率通常小于10KB/S的低速車身網(wǎng)絡(luò)）串行總線通信標準允許在此基礎(chǔ)上開發(fā)汽車低端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并不需要使用者支付使用費用或版稅【15】。該協(xié)會于1999年6月5日制定了第一LIN協(xié)議版本V10現(xiàn)在LIN協(xié)議版本已發(fā)展至V20。LIN是一個串行通訊協(xié)議，它有效地支持汽車應(yīng)用中分布式機械電子節(jié)點的控制。（2）選題的目的，意義建立一個包含高速CAN網(wǎng)絡(luò)，低速CAN網(wǎng)絡(luò)，LIN網(wǎng)絡(luò)的多層次的汽車基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺。并且用一個CAN/LIN混合網(wǎng)關(guān)，來實現(xiàn)汽車網(wǎng)絡(luò)中高速CAN總線、低速CAN總線及LIN總線這三類網(wǎng)絡(luò)之間的通信，使汽車中的各類網(wǎng)絡(luò)的信息能夠有效共享，實現(xiàn)不同性質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。參考文獻1韓勇車身控制器的設(shè)計D南京理工大學(xué)20082徐軍輝車身網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究與實現(xiàn)D哈爾濱工業(yè)大學(xué)20103薛廣達基于總線技術(shù)的車身電子控制模塊設(shè)計D吉林大學(xué)20124馬伯祥車身網(wǎng)絡(luò)節(jié)點控制器開發(fā)D吉林大學(xué)20085姚雷網(wǎng)絡(luò)化車身電子電器控制系統(tǒng)的設(shè)計D上海交通大學(xué)20076賴祺車身控制器設(shè)計及功率芯片熱仿真方法研究D哈爾濱工業(yè)大學(xué)20137劉貴龍基于CAN/LIN總線的車身控制器設(shè)計D華東理工大學(xué)20138劉貴龍車身控制單元硬件在環(huán)仿真與測試系統(tǒng)的開發(fā)D哈爾濱工業(yè)大學(xué)20129鄭海礁基于CAN總線的車身可視系統(tǒng)設(shè)計D黑龍江大學(xué)201310張烜汽車車身網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的故障診斷系統(tǒng)設(shè)計D湖南大學(xué)201311王曉杰VOLCANOUDS診斷解決方案在BCM控制器上的應(yīng)用J中國集成電路20110612陸葉VOLCANOISOBOOTLOADER助力BCM控制器安全高效實現(xiàn)程序刷新J中國集成電路20110513張麗梅模型及代碼自動生成技術(shù)在車身控制器中的應(yīng)用J電腦知識與技術(shù)20110314秦建權(quán),羅來軍無鑰匙進入系統(tǒng)轉(zhuǎn)向柱鎖控制器的原理與設(shè)計J汽車電器20101115李研強,李楊,王知學(xué),李建新基于OSEK/VDX乘用車車身CAN/LIN網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與實現(xiàn)J汽車電器201003開題報告本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）21研究內(nèi)容設(shè)計一個CAN/LIN混合網(wǎng)關(guān)，用來實現(xiàn)汽車網(wǎng)絡(luò)中高速CAN總線、低速CAN總線及LIN總線這三類網(wǎng)絡(luò)之間的通信，使汽車中的各類網(wǎng)絡(luò)的信息能夠有效共享，實現(xiàn)不同性質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。22方案設(shè)計CAN總線屬于高性能的中高速串行通訊總線，將其應(yīng)用在低速的車身控制模塊中，增加了硬件成本，同時也浪費了通訊資源。因此提出了基于CAN/LIN混合網(wǎng)絡(luò)控制方案，如圖所示，一方面車身控制主節(jié)點微控制作為CAN/LIN總線的網(wǎng)關(guān)，將車身控制塊與CAN網(wǎng)絡(luò)連接；另一方面車身控制主節(jié)