汽車電子測(cè)試平臺(tái)CAN總線通信實(shí)時(shí)性與可靠性研究.pdf

1、汽車正在由一種機(jī)械化的工具逐漸成為人們一種享受生活的方式。汽車電子領(lǐng)域的研究成為汽車發(fā)展中最重要的一部分。當(dāng)今社會(huì)汽車電子化、智能化程度越來越高,人們對(duì)汽車的經(jīng)濟(jì)性、安全性和操控性都有了更高的需求,設(shè)計(jì)具有測(cè)試和監(jiān)控功能的汽車電子測(cè)試平臺(tái),成為汽車電子化進(jìn)程中的一種發(fā)展趨勢(shì),也是汽車電子化發(fā)展過程中的一種必要。
　　CAN總線是一種高性能、高可靠性、易開發(fā)且低成本的串行通信現(xiàn)場(chǎng)總線,由于其優(yōu)越的性能被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,但是其通

2、信的實(shí)時(shí)性與可靠性仍然存在一些問題。本文以CAN總線為數(shù)據(jù)傳輸通道,搭建了完整的汽車電子測(cè)試平臺(tái),不僅可以對(duì)汽車中的電子設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,而且還可以在測(cè)試平臺(tái)上對(duì)CAN總線通信的性能進(jìn)行研究改進(jìn)。
　　本文首先分析汽車電子測(cè)試技術(shù)、CAN總線及CAN通信實(shí)時(shí)性與可靠性發(fā)展現(xiàn)狀。闡述了CAN現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在汽車電子化發(fā)展過程中的重要作用,在深入研究CAN總線通信技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出CAN總線通信過程中存在的實(shí)時(shí)性與可靠性問題:實(shí)時(shí)性方面

3、,隨著網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的不斷增大,優(yōu)先級(jí)較低的信息幀的排隊(duì)時(shí)延無法確定,會(huì)不斷地退出總線等待,嚴(yán)重情況下甚至?xí)顺隹偩€的競(jìng)爭(zhēng);可靠性方面,由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的插頭不牢固、高溫、高壓、高電磁等環(huán)境的影響,會(huì)對(duì)CAN總線發(fā)送數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性造成一定的影響,無法使數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠的發(fā)送。
　　其次,對(duì)優(yōu)先級(jí)晉升算法和時(shí)分多路復(fù)用的方法在改進(jìn)CAN總線實(shí)時(shí)性方面進(jìn)行深入研究,分析了兩種算法在改進(jìn)CAN總線通信實(shí)時(shí)性方面的優(yōu)缺點(diǎn),結(jié)合兩種算法提出了優(yōu)先級(jí)晉升與時(shí)

4、分多路復(fù)用融合的方法,提高了CAN總線通信實(shí)時(shí)性。通過可靠度函數(shù)建立以數(shù)學(xué)方法分析了不同冗余方式下CAN總線通信的可靠性。設(shè)計(jì)并搭建了汽車電子測(cè)試平臺(tái),對(duì)測(cè)試平臺(tái)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)做了詳細(xì)地介紹。針對(duì)實(shí)際需要開發(fā)了一套良好人機(jī)交互界面,在iCAN協(xié)議基礎(chǔ)上制定了簡(jiǎn)單且符合實(shí)際的應(yīng)用層協(xié)議。
　　最后,本文給在測(cè)試平臺(tái)上給出改進(jìn)前CAN協(xié)議算法和改進(jìn)后算法CAN總線通信實(shí)時(shí)性的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果;通過引入可靠度函數(shù),以數(shù)學(xué)方法分析不同冗