汽車電子測試平臺CAN總線通信實時性與可靠性研究.pdf

1、汽車正在由一種機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)今社會汽車電子化、智能化程度越來越高,人們對汽車的經(jīng)濟(jì)性、安全性和操控性都有了更高的需求,設(shè)計具有測試和監(jiān)控功能的汽車電子測試平臺,成為汽車電子化進(jìn)程中的一種發(fā)展趨勢,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)場總線,由于其優(yōu)越的性能被廣泛的應(yīng)用于各個領(lǐng)域,但是其通

2、信的實時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試平臺,不僅可以對汽車中的電子設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)控,而且還可以在測試平臺上對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試技術(shù)、CAN總線及CAN通信實時性與可靠性發(fā)展現(xiàn)狀。闡述了CAN現(xiàn)場總線技術(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時性與可靠性問題:實時性方面

3、,隨著網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的不斷增大,優(yōu)先級較低的信息幀的排隊時延無法確定,會不斷地退出總線等待,嚴(yán)重情況下甚至?xí)顺隹偩€的競爭;可靠性方面,由于工業(yè)現(xiàn)場的插頭不牢固、高溫、高壓、高電磁等環(huán)境的影響,會對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,對優(yōu)先級晉升算法和時分多路復(fù)用的方法在改進(jìn)CAN總線實時性方面進(jìn)行深入研究,分析了兩種算法在改進(jìn)CAN總線通信實時性方面的優(yōu)缺點,結(jié)合兩種算法提出了優(yōu)先級晉升與時

4、分多路復(fù)用融合的方法,提高了CAN總線通信實時性。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)計并搭建了汽車電子測試平臺,對測試平臺的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計做了詳細(xì)地介紹。針對實際需要開發(fā)了一套良好人機交互界面,在iCAN協(xié)議基礎(chǔ)上制定了簡單且符合實際的應(yīng)用層協(xié)議。
　　最后,本文給在測試平臺上給出改進(jìn)前CAN協(xié)議算法和改進(jìn)后算法CAN總線通信實時性的仿真實驗結(jié)果;通過引入可靠度函數(shù),以數(shù)學(xué)方法分析不同冗