canbus车身网络系统试验研究
随着电子信息技术的飞速发展，越来越多的电子控制单元在汽车上得到应有，从发动机控制到传动系统的控制，从行驶、制动、转向系统到汽车安全舒适系统等，使得汽车电子系统成为一个复杂的大系统。车身采用CAN总线技术不仅满足了车身控制的要求，减少成本，简化了车身多于的线束，并且实现的汽车控制系统的智能化和网络化。
本文主要基于CAN-BUS系统的结构组成和工作原理是的基础上，利用大众牌帕萨特B5舒适性CAN-BUS系统进行试验研究，通过使用示波器和CANalsyt-II分析仪采集试验数据，并对数据信号加以分析，最后对系统存在的故障也进行了相关的测量，进一步的了解CAN-BUS在汽车领域的实际应用。
关键词 汽车，车身网络，CAN-BUS舒适性系统，试验
目 录
1 引言 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 车身网络国内外发展现状 1
1.2.1 车身网络国外发展现状 1
1.2.2 车身网络国内发展现状 2
1.3 课题研究的目的和意义 2
2 汽车车载网络技术 3
2.1 车载网络产生的原因 3
2.2车载网络的分类机器网络协议 3
2.2.1 A类网络 3
2.2.2 B类网络 4
2.2.3 C类网络协议 4
3 CAN总线 5
3.1 CAN的发展及介绍 5
3.2 CAN的工作及特性 6
3.2.1 CAN的工作 6
3.2.2 CAN的特性 7
3.3 CAN协议分层结构 7
3.3.1 CAN协议的物理层 8
3.3.2 CAN协议的数据链路层 8
3.3.2.1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
逻辑链路子层LLC 8
3.3.2.2 媒体访问控制子层MAC 8
3.4 CAN数据传输系统构成及工作原理 10
3.4.1 CAN数据传输系统构成 10
3.4.2各部件功能 11
3.4.3 数据传递过程 12
3.4.4 数据内容 12
4 课题实验内容 13
4.1 实验目的 13
4.2 实验设备 13
4.3 大众牌帕萨特B5汽车can-bus舒适系统 13
4.3.1 大众牌帕萨特B5汽车can-bus舒适系统组成 13
4.3.2电动后视镜控制单元 14
4.3.2.1舒适系统电动后视镜电路组成 16
4.3.2.2舒适系统电动后视镜基本控制原理 16
4.3.3电动车窗控制单元 17
4.3.3.1 左前车窗控制单元 17
4.3.3.2右前车窗控制单元 18
4.3.3.3 左后车窗控制单元 19
4.3.3.4 右后车窗控制单元 20
4.3.3.5舒适系统电动门窗控制电路基本组成 21
4.3.3.6舒适系统电动门窗基本控制原理 21
4.4 CANalsyt-Ⅱ分析仪 21
4.4.1 CANalsyt-Ⅱ分析仪介绍 21
4.4.2 CANalsyt-Ⅱ分析仪特点 22
4.4.3 CANalsyt-Ⅱ分析仪典型应用 22
4.4.4 CANPro协议分析平台及操作步骤 23
4.5 实验步骤 25
4.6 CAN-BUS舒适系统实验数据采集 26
4.6.1帕萨特B5系列轿车舒适CAN总线系统正常波形 26
4.6.2 帕萨特B5系列轿车舒适CAN总线系统故障波形图 28
4.6.3 帕萨特B5系列轿车舒适CAN总线系统控制单元实验数据 30
5 课题实验结论 32
5.1舒适CAN数据传输系统 32
5.2舒适系统CAN数据总线的优点 33
5.3舒适系统CAN数据总线传递数据的功能 33
结论 34
致谢 35
参考文献 36
1 引言
随着汽车发动机电控装置（EECS）、防抱死制动装置（ABS）、安全气囊装置（SRS）、防滑控制系统（ASR）、牵引力控制系统（TRC）、车辆稳定控制系统（VSC）、巡航系统（CCS）等电子控制单元数量的增多，同时伴随着集成电路和单片机在汽车上的广泛应用，车上的电控单元（ECU）数量日益增多。在这种情况下，如果继续使用以往的布线格局，即电线一端与开关控制器连接，另一端与电器设备相通，将导致车上线束急剧增加，将会使得汽车上的电线和线束的质量增多，占到全车质量的百分之四。电控系统的增加即使提高了轿车的经济性、动力性和舒适性，但是随之增加了跟多的电线和多余的线束，使得车辆的可靠性降低了，维修的难度也增加了。?
因此必须采用一种线束少、可操作性强、信息传输快的信息传递系统，这样可以有效地整合车内信号的传输通路，减少线束的数量、降低汽车成本、减少不必要的信息传输线缆。在这种形势下，一种新型的技术产生了-------CAN总线技术。
1.1 课题研究背景
目前，汽车电子己经发展到网络化综合技术时代，汽车电子技术的发展在更大程度上满足了用户的需求,使汽车变得更加舒适、安全、方便和可靠，但随着汽车性能的不断提高，越来越多的汽车电子产品需安装到汽车内部,这就使车身内部布线变得庞大而复杂，而ECU的增加使汽车的成本增加,制造和维修都变得困难,并且线束的增加占用了太多汽车有限的可用空间,违背了汽车的轻量化设计，同时也产生了不可靠的问题。因此，减少线束成为一个必须解决的问题。如果仍使用传统的点到点的并行连接方式，显然无法摆脱这种困境，基于串行通信的车上网络技术成为解决此问题的必然选择。目前，应用最广泛、支撑技术和元器件最丰富的车上网络标准是 CAN（Controller Area Network），即控制器局域网。
1.2 车身网络国内外发展现状
1.2.1 车身网络国外发展现状
80 年代初期，很多出名的国外汽车公司就摸索出了汽车总线技术的研究及应用，比如SAE 的 J1850 总线、大众汽车公司的 ABUS、德国 BOSCH 的 CAN 总线、
美国的AUTOCAN 总线等。目前，国外的汽车总线技术已经比较成熟，如奔驰、宝马、美洲虎、沃尔沃等普遍采用了汽车总线技术。目前，在高新技术发达的欧洲，CAN 局域网已成为每一辆客车的标准配置，其他交通工具如火车、轮船及众多的工业应用同样也是 CAN 总线的应用领域，CAN 已经成为串行总线的领导者，发展成为国际上最为重要的总线之一。
20世纪90年代线车控网络运用在汽车电子技术上,主要开发了 TTP/C协议和HexRay协议,在面向汽车多媒体网络和导航系统的协议中,最早出现的是D2B(Domestic DigitalBus),随后推出了速率较高的MOST协议和IDB-1394协议。在这些高速率协议不断发展的同时,低成本的低端网络协议也开始涌现出来,主要以1999年7月由宝马、奥迪、沃尔沃、大众汽车与摩托罗拉共同制定的UN协议为主,在以后的发展中,LIN协议成为了 A类网络协议的标准。除此之外,国际上还有一些其他的网络协议标准,如:美国的J1587协议、欧洲的CANOOPEN协议、法国的VAN协议等。
传统的汽车中，各种电子电器设备之间用导线、插接件链接。从发动机控制到传动系统控制，从行驶、制动、转向系统控制，到安全保证系统和仪表报警系统，从电源管理到舒适系统，每种功能的控制都集中在驾驶室进行，各个系统都必须用导线和插接件连接到驾驶室的操作台，导致连接的导线和插接件急剧增加，从而引发了汽车厂商和设计人员的思考。
1 引言 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 车身网络国内外发展现状 1
1.2.1 车身网络国外发展现状 1
1.2.2 车身网络国内发展现状 2
1.3 课题研究的目的和意义 2
2 汽车车载网络技术 3
2.1 车载网络产生的原因 3
2.2车载网络的分类机器网络协议 3
2.2.1 A类网络 3
2.2.2 B类网络 4
2.2.3 C类网络协议 4
3 CAN总线 5
3.1 CAN的发展及介绍 5
3.2 CAN的工作及特性 6
3.2.1 CAN的工作 6
3.2.2 CAN的特性 7
3.3 CAN协议分层结构 7
3.3.1 CAN协议的物理层 8
3.3.2 CAN协议的数据链路层 8
3.3.2.1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
逻辑链路子层LLC 8
3.3.2.2 媒体访问控制子层MAC 8
3.4 CAN数据传输系统构成及工作原理 10
3.4.1 CAN数据传输系统构成 10
3.4.2各部件功能 11
3.4.3 数据传递过程 12
3.4.4 数据内容 12
4 课题实验内容 13
4.1 实验目的 13
4.2 实验设备 13
4.3 大众牌帕萨特B5汽车can-bus舒适系统 13
4.3.1 大众牌帕萨特B5汽车can-bus舒适系统组成 13
4.3.2电动后视镜控制单元 14
4.3.2.1舒适系统电动后视镜电路组成 16
4.3.2.2舒适系统电动后视镜基本控制原理 16
4.3.3电动车窗控制单元 17
4.3.3.1 左前车窗控制单元 17
4.3.3.2右前车窗控制单元 18
4.3.3.3 左后车窗控制单元 19
4.3.3.4 右后车窗控制单元 20
4.3.3.5舒适系统电动门窗控制电路基本组成 21
4.3.3.6舒适系统电动门窗基本控制原理 21
4.4 CANalsyt-Ⅱ分析仪 21
4.4.1 CANalsyt-Ⅱ分析仪介绍 21
4.4.2 CANalsyt-Ⅱ分析仪特点 22
4.4.3 CANalsyt-Ⅱ分析仪典型应用 22
4.4.4 CANPro协议分析平台及操作步骤 23
4.5 实验步骤 25
4.6 CAN-BUS舒适系统实验数据采集 26
4.6.1帕萨特B5系列轿车舒适CAN总线系统正常波形 26
4.6.2 帕萨特B5系列轿车舒适CAN总线系统故障波形图 28
4.6.3 帕萨特B5系列轿车舒适CAN总线系统控制单元实验数据 30
5 课题实验结论 32
5.1舒适CAN数据传输系统 32
5.2舒适系统CAN数据总线的优点 33
5.3舒适系统CAN数据总线传递数据的功能 33
结论 34
致谢 35
参考文献 36
1 引言
随着汽车发动机电控装置（EECS）、防抱死制动装置（ABS）、安全气囊装置（SRS）、防滑控制系统（ASR）、牵引力控制系统（TRC）、车辆稳定控制系统（VSC）、巡航系统（CCS）等电子控制单元数量的增多，同时伴随着集成电路和单片机在汽车上的广泛应用，车上的电控单元（ECU）数量日益增多。在这种情况下，如果继续使用以往的布线格局，即电线一端与开关控制器连接，另一端与电器设备相通，将导致车上线束急剧增加，将会使得汽车上的电线和线束的质量增多，占到全车质量的百分之四。电控系统的增加即使提高了轿车的经济性、动力性和舒适性，但是随之增加了跟多的电线和多余的线束，使得车辆的可靠性降低了，维修的难度也增加了。?
因此必须采用一种线束少、可操作性强、信息传输快的信息传递系统，这样可以有效地整合车内信号的传输通路，减少线束的数量、降低汽车成本、减少不必要的信息传输线缆。在这种形势下，一种新型的技术产生了-------CAN总线技术。
1.1 课题研究背景
目前，汽车电子己经发展到网络化综合技术时代，汽车电子技术的发展在更大程度上满足了用户的需求,使汽车变得更加舒适、安全、方便和可靠，但随着汽车性能的不断提高，越来越多的汽车电子产品需安装到汽车内部,这就使车身内部布线变得庞大而复杂，而ECU的增加使汽车的成本增加,制造和维修都变得困难,并且线束的增加占用了太多汽车有限的可用空间,违背了汽车的轻量化设计，同时也产生了不可靠的问题。因此，减少线束成为一个必须解决的问题。如果仍使用传统的点到点的并行连接方式，显然无法摆脱这种困境，基于串行通信的车上网络技术成为解决此问题的必然选择。目前，应用最广泛、支撑技术和元器件最丰富的车上网络标准是 CAN（Controller Area Network），即控制器局域网。
1.2 车身网络国内外发展现状
1.2.1 车身网络国外发展现状
80 年代初期，很多出名的国外汽车公司就摸索出了汽车总线技术的研究及应用，比如SAE 的 J1850 总线、大众汽车公司的 ABUS、德国 BOSCH 的 CAN 总线、
美国的AUTOCAN 总线等。目前，国外的汽车总线技术已经比较成熟，如奔驰、宝马、美洲虎、沃尔沃等普遍采用了汽车总线技术。目前，在高新技术发达的欧洲，CAN 局域网已成为每一辆客车的标准配置，其他交通工具如火车、轮船及众多的工业应用同样也是 CAN 总线的应用领域，CAN 已经成为串行总线的领导者，发展成为国际上最为重要的总线之一。
20世纪90年代线车控网络运用在汽车电子技术上,主要开发了 TTP/C协议和HexRay协议,在面向汽车多媒体网络和导航系统的协议中,最早出现的是D2B(Domestic DigitalBus),随后推出了速率较高的MOST协议和IDB-1394协议。在这些高速率协议不断发展的同时,低成本的低端网络协议也开始涌现出来,主要以1999年7月由宝马、奥迪、沃尔沃、大众汽车与摩托罗拉共同制定的UN协议为主,在以后的发展中,LIN协议成为了 A类网络协议的标准。除此之外,国际上还有一些其他的网络协议标准,如:美国的J1587协议、欧洲的CANOOPEN协议、法国的VAN协议等。
传统的汽车中，各种电子电器设备之间用导线、插接件链接。从发动机控制到传动系统控制，从行驶、制动、转向系统控制，到安全保证系统和仪表报警系统，从电源管理到舒适系统，每种功能的控制都集中在驾驶室进行，各个系统都必须用导线和插接件连接到驾驶室的操作台，导致连接的导线和插接件急剧增加，从而引发了汽车厂商和设计人员的思考。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/qcgc/1724.html
