基于CAN-LIN总线的车身网络设计开题报告

开题报告1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述文献综述1课题研究现状，选题目的和意义（一）研究现状随着人们对汽车功能要求不断提高，众多汽车电子设备被应用到车身控制系统中，这使得汽车车身通信控制系统中功能模块的数量不断增多。然而，汽车电子设备之间点对点式的通信方式已经不能够满足整车信息共享的要求，先进的汽车电子网络通信系统很好地解决了这一问题，汽车电子设备网络化成为必然趋势1。现在，国内各大汽车企业和汽车电子配件公司都引进了先进的CAN总线和LIN总线技术，并且已经研发或使用基于CAN总线的车身控制器，但是自主生产的车身控制器在功能和可靠性方面还较为落后。整车系统通讯网络以CAN总线为主，LIN总线为辅，CAN和LIN在汽车通信网络中相互结合应用共同构架汽车整车系统通讯网络2。汽车上各个控制系统对网络信息的传输延迟比较敏感，如发动机控制，变速箱控制，安全气囊控制，ASR/ABS/ECP控制，牵引力控制等对网络信息传输的实时性要求较高，需要采用高速CAN总线，其传输速率高达500KBPS1MBPS；空调控制，仪表控制，雨刷控制，照明控制，门窗控制等需要采用低速LIN总线，其传输速率为20KBPS3。低速LIN总线对信息传输的实时性要求不高，但子系统数量较多，将这些低速子系统与高速子系统分开，有利于保证高速子系统的实时性，同时还可以降低成本。1国外CAN总线发展状况德国BOSCH公司CAN总线正是在这样的环境下应用而生的。CAN总线是一种现场总线，通讯线可以是一根双绞线，同轴电缆或光导纤维，将各种汽车电子装备连接成一个网络4。它可以有效地支持分布式控制或实时控制的串行通讯网络。在这个系统中，各控制装置独立运行，控制和改善汽车某一方面的性能，同时可为其他装置提供数据服务。以分布式控制系统为基础构造的汽车车载电子网络，由于CAN总线具有通讯速率高，可靠性好，连接方便，多主站点，通讯协议简单和性价比高等突出的优点，如今，CAN总线已成为汽车电子控制装置之间通信的标准总线，在汽车分布式控制系统中得到了广泛的应用5。同时，CAN总线得到FREESCALE，INTEL，PHILIPS等著名半导体器件生产厂家的广泛支持，他们纷纷推出了CAN接口芯片与直接带有CAN接口的微控制器（MCU）芯片，如INTEL公司的852572等。因此在接口芯片技术方面CAN已遥遥领先于其他的现场总线，正逐步形成系列。到目前为止，世界上已拥有20多家CAN总线控制器芯片生产商，110多种CAN总线协议控制器芯片和集成CAN总线协议控制器的微控制器芯片6。CAN总线是一种极适于汽车环境的汽车局域网，在现代汽车设计中，CAN已经成为了必须采用的装置，奔驰，宝马，大众，雷诺汽车都将CAN总线作为控制器联网手段。在国内汽车工业中，一些引进车型，如大众的帕萨特，丰田“花冠”等中档车中CAN总线技术得到了广泛的应用。但自主品牌汽车产品总线技术的应用目前基本上处于概念设计和原理样机试验阶段。目前，国外汽车总线技术已经成熟，采用总线系统的车辆有BENZ,BMW,RORSCHE,VOLVO等。国内完全引进技术生产的奥迪A6车型已于2000年起采用总线技术。此外，部分高档客车，工程机械也开始应用总线技术7。2我国CAN总线动态总线系统对于汽车行业，特别是对于我国的汽车行业来说还是一项新生事物，总线系统和传统汽车电器有着本质的不同8。从研发，应用和维护出发，为整车提供一个安全可靠的总线系统，已达到以“XBYWIRE”的目标还需要业界付出长期的努力。为了加速我国汽车总线技术的标准化组织也成立了商用车控制系统局域网络（CAN总线）通讯协议起草小组9。02年中国首辆CAN网络系统混合动力轿车在奇瑞公司试装成功，并进行了初步试运行，这标志着中国在混合动力轿车项目上取的突破性进展，2008年深圳航盛公司去年推出了第一款CAN总线的车载CD/MP3播放器该产品具有AM/FM收音功能，CD/MP3播放功能，获得国家发明专利。我国的CAN总线时代正在来临10。3CAN总线介绍CAN网络（）是现场总线技术的一种，它是一种架构开放、广播式的新一代网络通信协议，称为控制器局域网现场总线13。CAN网络原本是德国公司为欧洲汽车市场所开发的。CAN推出之初是用于汽车内部测量和执行部件之间的数据通信。例如汽车刹车防抱死系统、安全气囊等。对机动车辆总线和对现场总线的需求有许多相似之处，即能够以较低的成本、较高的实时处理能力在强电磁干扰环境下可靠地工作【14】。因此CAN总线可广泛应用于离散控制领域中的过程监测和控制，特别是工业自动化的底层监控，以解决控制与测试之间的可靠和实时数据交换。4LIN总线介绍1998年，汽车制造商奥迪公司，宝马公司，大众公司，通信领域的专业厂商火山通信技术公司以及半导体生产商摩托罗拉公司共同创建了LIN（LOCALINTERCONNECTNETWORK）协会，其目的是为了汽车网络系统提供一个开放的A级（数据传输速率通常小于10KB/S的低速车身网络）串行总线通信标准允许在此基础上开发汽车低端网络系统，并不需要使用者支付使用费用或版税【15】。该协会于1999年6月5日制定了第一LIN协议版本V10现在LIN协议版本已发展至V20。LIN是一个串行通讯协议，它有效地支持汽车应用中分布式机械电子节点的控制。（2）选题的目的，意义建立一个包含高速CAN网络，低速CAN网络，LIN网络的多层次的汽车基础网络平台。并且用一个CAN/LIN混合网关，来实现汽车网络中高速CAN总线、低速CAN总线及LIN总线这三类网络之间的通信，使汽车中的各类网络的信息能够有效共享，实现不同性质网络的互联。参考文献1韩勇车身控制器的设计D南京理工大学20082徐军辉车身网络控制系统关键技术的研究与实现D哈尔滨工业大学20103薛广达基于总线技术的车身电子控制模块设计D吉林大学20124马伯祥车身网络节点控制器开发D吉林大学20085姚雷网络化车身电子电器控制系统的设计D上海交通大学20076赖祺车身控制器设计及功率芯片热仿真方法研究D哈尔滨工业大学20137刘贵龙基于CAN/LIN总线的车身控制器设计D华东理工大学20138刘贵龙车身控制单元硬件在环仿真与测试系统的开发D哈尔滨工业大学20129郑海礁基于CAN总线的车身可视系统设计D黑龙江大学201310张烜汽车车身网络节点的故障诊断系统设计D湖南大学201311王晓杰VOLCANOUDS诊断解决方案在BCM控制器上的应用J中国集成电路20110612陆叶VOLCANOISOBOOTLOADER助力BCM控制器安全高效实现程序刷新J中国集成电路20110513张丽梅模型及代码自动生成技术在车身控制器中的应用J电脑知识与技术20110314秦建权,罗来军无钥匙进入系统转向柱锁控制器的原理与设计J汽车电器20101115李研强,李杨,王知学,李建新基于OSEK/VDX乘用车车身CAN/LIN网络设计与实现J汽车电器201003开题报告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）21研究内容设计一个CAN/LIN混合网关，用来实现汽车网络中高速CAN总线、低速CAN总线及LIN总线这三类网络之间的通信，使汽车中的各类网络的信息能够有效共享，实现不同性质网络的互联。22方案设计CAN总线属于高性能的中高速串行通讯总线，将其应用在低速的车身控制模块中，增加了硬件成本，同时也浪费了通讯资源。因此提出了基于CAN/LIN混合网络控制方案，如图所示，一方面车身控制主节点微控制作为CAN/LIN总线的网关，将车身控制块与CAN网络连接；另一方面车身控制主节