基于CAN总线的汽车节点优先级晋升调度设计与研究

摘要

随着汽车产业迅猛的发展，汽车已经变得越来越智能化，使用了大量的电子控制装置，这将会造成汽车上电线的数目急剧增加，既增加了电路的复杂性又降低了汽车可靠性，增加了维修难度。为了解决这种问题，提高通信的实时性，将CAN总线优先级晋升思想运用到汽车控制网络中。
　　 本文从车载网络入手，分析了CAN总线目前国内外的研究现状，在对CAN总线技术的基本理论充分学习的基础上，研究了CAN协议的实时性问题。采用合理的措施克服CAN协议中固定优先级机制的缺陷，对提高CAN总线通讯系统的实时性具有重要的应用价值。
　　 本文首先分析了CAN总线实时性缺陷及产生的原因，提出了一种优先级晋升算法，并给出了数学模型及算法的实现方案。其次采用模块化设计思想，建立数据采集模块、车窗控制模块、显示模块、车灯控制模块及主节点模块五个CAN节点组成了CAN总线通讯的实验系统，并给出了硬件电路和软件实现。最后结合Matlab的强大功能，在Matlab/Simulink/Stateflow的环境下建立了CAN通讯协议的仿真模型，为CAN网络的研究提供了一种新的选择。
　　 通过系统的整体调试，验证了硬件电路的正确性，实现了以单片机为微处理器的CAN总线多节点通信，达到了预期的效果。