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基于CAN总线的汽车安全网络系统的研究

作　者: 孟娜
导　师: 龚民
学　校: 沈阳理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 汽车安全 CAN总线 优先级调度 GSM报警
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着现代汽车技术的迅猛发展,汽车安全电子设备不断增多,为了解决汽车安全综合控制系统越来越复杂所带来的线束增多、通信实时性差等问题。采用CAN现场总线技术、GSM网络技术、串口通信技术和优先级调度理论,设计了面向汽车防火和防盗的安全网络的系统。本文从研究汽车局域网着手,分析了国内外汽车控制器局域网的发展与现状,对当今国内外汽车行业中应用最广的CAN总线通信网络的原理和应用进行了深入研究,给出了汽车防火与防盗安全系统的整体方案。系统设计分为汽车安全通讯网络调度优化和报警系统硬件及其软件设计三大部分。当总线负载和利用率过高时系统产生大量信息,随之带来的总线上节点实时性差问题。提出了动态优先级调度算法,采用优先级晋升的调度原则对原有的CAN总线仲裁原则进行优化,并提出了数学模型以及算法的解决方案。报警系统电路采用A/D转换技术对温度传感器进行数据采集,通过CAN总线上节点微处理器进行数据处理与通信,运用先进的GSM报警技术在发生警情的同时发送短信到指定的号码并且产生声光报警以及相应的液晶显示。同时介绍了该系统数据采集、数据传输、报警等程序设计,并搭建了基于CAN总线的汽车安全系统试验平台。经过实际电路的调试,证明了系统的可行性。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章 绪论  11-18
  1.1 课题研究的背景  11-12
  1.2 研究的目的和意义  12-15
  1.3 CAN 在国内外的发展  15-16
  1.4 本文的主要工作  16-18
第2章 CAN 总线基本理论  18-34
  2.1 CAN 总线性能特点  18-19
  2.2 CAN 总线的基础规范  19-22
    2.2.1 电气特性  19-20
    2.2.2 通信距离  20-21
    2.2.3 拓扑结构  21-22
  2.3 CAN 总线的一些概念  22-23
  2.4 CAN 总线的技术规范  23-33
    2.4.1 体系结构  23-24
    2.4.2 基本通信协议  24-25
    2.4.3 通信协议  25-33
  2.5 本章小结  33-34
第3章 汽车安全网络系统设计总体方案  34-47
  3.1 汽车安全系统的CAN 总线通讯系统概述  34
  3.2 汽车安全系统的 CAN 总线通讯系统  34-38
    3.2.1 汽车安全系统传感器  35-37
    3.2.2 汽车安全系统执行器  37-38
  3.3 CAN 总线网络调度优化  38-44
    3.3.1 CAN 总线网络通信实时性分析  38-39
    3.3.2 CAN 总线的优先级竞争的局限性  39
    3.3.3 优先级晋升动态调度算法  39-44
  3.4 汽车安全系统的通讯方案  44-46
  3.5 本章小结  46-47
第4章 基于CAN 总线的安全网络系统的硬件电路设计  47-63
  4.1 CAN 总线节点电路设计  47-54
    4.1.1 CAN 总线通信接口基本结构  47
    4.1.2 SJA1000 与 TJA1050 基本特性以及接口电路  47-51
    4.1.3 CAN 通讯节点电路图  51-54
  4.2 GSM 报警电路设计  54-59
    4.2.1 BENQ M22 基本特性及结构  54-56
    4.2.2 BENQ M22 硬件电路  56-59
  4.3 液晶显示以及声光报警电路设计  59-61
    4.3.1 TS1620-1 液晶显示模块基本特性以及接口电路  59-60
    4.3.2 声光报警电路设计  60-61
  4.4 数据采集电路设计  61-62
  4.5 本章小结  62-63
第5章 基于CAN 总线的安全网络系统的软件设计  63-72
  5.1 CAN 总线软件设计思想及程序流程图  63-67
    5.1.1 SJA1000 初始化  63-65
    5.1.2 报文发送程序设计  65-66
    5.1.3 报文接收程序设计  66-67
  5.2 GSM 报警器软件设计思想及程序流程图  67-70
    5.2.1 GSM 报警器整体程序设计  67-68
    5.2.2 外部存储单元程序设计  68-70
  5.3 液晶显示模块软件设计思想及程序流程图  70
  5.4 数据采集软件设计思想及程序流程图  70-71
  5.5 本章小结  71-72
第6章 系统调试  72-74
结论  74-76
参考文献  76-79
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  79-80
致谢  80-81

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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