基于CAN总线的UDS诊断系统的设计与实现

摘要

控制器局域网(CAN)总线技术是当今汽车电子应用领域十分具有发展前景的技术之一，其在数据传输的灵活性以及系统的稳定性等方面都拥有明显的优势，目前CAN总线技术的应用已经十分广泛，它代表着未来汽车电子发展的主流趋势。相应地，总线上故障诊断的要求也越来越高，基于CAN总线的故障诊断系统将更加受到关注。ISO15765协议便是基于CAN总线的用来对车辆进行故障诊断的高层协议，它在 CAN总线上实现了通用故障诊断服务(UDS)的功能。该协议符合车载诊断系统(OBD)的要求和现代总线系统的发展趋势，将成为未来汽车电子领域的通用诊断标准。
　　本论文是在基于ISO15765协议基础之上，针对某一款电子控制单元(ECU)完成对其UDS故障诊断仪的上位机软件设计与实现。主要内容包括：首先介绍了CAN总线和ISO15765协议的基本要求和规范，重点介绍了网络层的数据收发方式以及应用层诊断会话的管理定时机制。在此基础上阐述了本次设计所要实现的所有诊断服务的具体要求和定义，并用模拟仿真器CANoe软件仿真的方法实现了诊断要求。最后介绍软件设计过程中核心部分的设计思路和状态转移过程等，测试所设计的系统软件，并与传统的通过CANoe仿真来进行诊断的方法进行了对比与分析并得出结论。
　　诊断结果显示，该系统的通信过程与诊断结果完全符合ISO15765诊断协议的规范。软件具有友好的人机交互界面，提供了丰富直观的数据显示方式、操作方便的诊断界面和诊断数据的实时存储功能。通过对比与分析，通过本设计来完成CAN通信以及UDS诊断测试，能完全取代传统的通过CANoe仿真来进行诊断的方法，从而大大节约操作成本，同时缩短诊断过程的时间，提高了操作效率，具有较强的实用性和商业价值。

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专用术语注释表

第一章 绪论

1.1课题研究背景与意义

1.2诊断系统的现状和发展趋势

1.3本文的主要内容和结构安排

第二章 基于CAN总线的ISO15765协议

2.1 CAN总线基本概述

2.2 ISO15765协议的体系结构

2.3网络层协议

2.4数据链路层协议

2.5应用层协议

2.6本章小结

第三章 诊断服务的制定与仿真实现

3.1诊断网络工作流程

3.2诊断仪实现的诊断服务

3.3诊断的仿真实现及结果分析

3.4本章小结

第四章 诊断仪的开发与测试

4.1诊断构架与开发环境

4.2诊断仪的实现

4.3测试结果及分析

4.4本章小结

第五章 总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

附录 攻读硕士学位期间撰写的论文

致谢