汽车CAN总线网络设计及仿真

摘要

随着计算机和自动控制技术的迅速发展以及CAN网络控制技术日趋成熟，汽车CAN总线网络通过其强大的网络节点之间的实时性数据通信和开发周期的大幅缩短，已经成为当今最为广泛的汽车总线网络。基于CAN总线的汽车网络控制技术成为现代汽车与现代汽车工业发展的标志之一。世界上著名的汽车生产厂商，都无一例外的采用了CAN总线网路，作为其产品的车载网络。在新车型的研发过程中，车载CAN总线网络的研发是车内电子系统设计的基础。研制和开发基于CAN网络控制技术并且具有自主知识产权的汽车电子产品，对提高中国汽车工业的国际竞争力将有重大的意义。
　　本文研究的汽车CAN总线网络设计与仿真是在CAN2.0规范和OSEK网络管理标准的基础上，基于德国Vector公司的网络设计开发软件CANoe来对汽车CAN网络来的进行设计仿真与测试。首先依据CAN2.0规范基础和时下应用较为广泛的网络拓扑结构，和汽车功能设计与功能承载，设计了汽车CAN总线网络拓扑结构以及每个节点的功能分布与承载。其次基于CAN2.0规范和拓扑设计，设计汽车 CAN总线网络的应用层通信协议，规定了节点间报文信号的数值，周期以及信号传输方向等将网络中的节点紧密联系到一起，保证节点间信号传输的正确无误。再次依据OSEK直接网络管理和高速CAN网络管理规范，设计汽车 CAN总线网络网络管理工作方式状态变化参数，时间参数等一系列方案。最后对每个节点进行CAPL程序编写及仿真，整个汽车CAN网络的系统搭建与实现，编制每个节点的控制面板以及利用 CANoe各个测试分析模块对整个系统进行测试和分析。这样只有在虚拟节点设计和仿真通过等一系列工作后，才能使得接下来的真实控制器节点研发设计工作顺利进行。同时设计好的虚拟CAN网络结构和节点还可以对真实的节点控制器进行测试。本课题所研究的内容是后续实车网络测试的前提和重要保证，对实现整车CAN网络功能实现具有至关重要的作用。

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第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 汽车CAN总线网络研究现状

1.3 论文主要研究内容及章节安排

第2章 CAN总线网络拓扑设计

2.1 汽车控制系统

2.2 汽车网络分类

2.3 网络拓扑设计

第3章 CAN总线节点设计

3.1 CAN总线传输基础

3.2 网络节点控制功能分析

第4章 应用层协议设计

T4.1 通信协议设定

第5章 网络管理设计

5.1 直接网络管理

5.2 高速CAN网络管理

第6章 系统实现及仿真

6.1 Vector及CANoe软件

6.2创建CANdb++数据库

6.3节点建模 CAPL

6.4 仿真环境设计

6.5 控制面板PANEL设计

6.6 仿真测试及评估

第7章 总结及展望

7.1 内容总结

7.2 研究展望

参考文献

致谢