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1、天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education汽车总线技术标准研究专 业： 自动化与电气工程学院 班级学号： 测控0601-22号 学生姓名： 指导教师： 二一年 六 月天津职业技术师范大学本科生毕业论文 汽车总线技术标准研究 专业班级：测控0601 学生姓名： 指导教师：系 别：自动化与电气工程学院 2010年6月摘 要随着现代汽车的迅猛发展和电子技术的日新月异，汽车电子设备不断增多，汽车综合控制系统也越来越复杂，传统的点对点控制己经远远不能满足汽车性能的提高、可靠性的增强、维修方便等设计要求。汽车网络总线的出现为这一系列问题
2、提供了有效解决的方法。 本文第一章简要分析了汽车电子技术的现状、研究背景和研究内容。通过分析可知，汽车电子技术的快速发展给汽车带来进步的同时，也带来了许多的负面影响，解决这一影响的方法是采用网络技术；第二章介绍了现代汽车网络技术的现状、类型等；第三章讨论了六种类型的汽车电子系统网络，对于每种类型的网络，都首先分析了其主要特点及其对通讯的特殊要求，然后针对如何适应该类网络的特点以及满足其通讯的特殊要求，介绍了该类网络最为重要的技术标准，最后将同类型的技术标准进行比较并分析了所建议采用的技术标准的优势。第四章剖析了CAN总线嵌入式组合仪表的硬件实现原理。关键词: 汽车电子；汽车网络；汽车网络标准；
3、CAN总线嵌入式组合仪表ABSTRACTWith the rapid development of modern cars and the ever-changing electronic technology, the growing automotive electronics, vehicle integrated control system is also more complex, the traditional point to point control has been far from satisfying the improvement of vehicle perfor
4、mance, reliability enhanced, easy maintenance design. Automotive network bus provides an effective solution for this series of problem. The first chapter show a brief analysis of the status of automotive electronic technology, the study background and contents. Analysis showed that the rapid develop
5、ment of automotive electronic technology to bring progress to the car, it also brought many negative effects, address the impact approach is to use network technology; The second chapter describes the status of modern automotive network technologies and types; the third chapter discusses the six typ
6、es of automotive electronics system net-work, for each type of network, are firstly analyzed their main characteristics and special requirements of communications, and for how to adapt to the characteristics of such networks and to meet their special requirements of communications, describes the mos
7、t important type of network technology standards, the final will compare the same type of technical standards and analyze the technical standards recommended by the advantages. The last chapter analyzes the hardware implementation principle of combination of instruments embedded about CAN bus. Key W
8、ords：Automotive electronic; automotive network; automotive network standard; CAN bus embedded combined instrument目 录第一章 概述11.1 研究的背景11.1.1 汽车电子技术发展概述11.1.2 问题的提出31.2 研究的目的和意义31.3 研究的主要内容4第二章 汽车网络技术概述52.1 汽车网络技术的发展历史52.2 汽车网络技术的作用52.3 汽车网络技术的特点62.4 汽车网络的拓扑结构62.5 汽车网络的类型72.6 汽车网络技术的发展趋势8第三章 汽车总线技术标准研究
9、103.1 LIN总线103.1.1 LIN的技术特点103.1.2 LIN的参考模型103.1.3 LIN的主要特点123.1.4 LIN的通讯机制及帧结构133.1.5 LIN的优势153.2 CAN总线153.2.1 CAN的技术特点163.2.2 CAN的参考模型163.2.3 CAN的主要特点163.2.4 CAN的通讯机制及帧结构193.2.5 CAN的优势233.3 MOST总线243.3.1 MOST的技术特点243.3.2 MOST的参考模型243.3.3 MOST的主要特点243.3.4 MOST通讯机制和帧结构253.3.5 MOST的优势263.4 TTCAN总线263
10、.4.1 TTCAN的技术特点263.4.2 基于CAN的时间触发操作273.4.3 参考时间与参考消息283.4.4 基本循环283.4.5 基本循环及其时间窗293.4.6 系统矩阵313.4.7 TTCAN的优势313.5 FlexRay和TTP协议31第四章 基于CAN总线的嵌入式汽车组合仪表的实现344.1 基于CAN总线的嵌入式组合仪表344.1.1 现有组合仪表的构成框架和实现原理344.1.2 总线式组合仪表的构成框架和实现原理354.1.3 总线式组合仪表的优势374.2 硬件实现384.2.1 接口定义394.2.2 内部实现40第五章 结论与展望44参考文献45附 录46
11、致 谢4722天津职业技术师范大学2010届本科生毕业论文第一章 概述1.1 研究的背景1.1.1 汽车电子技术发展概述 汽车的诞生至今已有一百多年历史，世界汽车一百余年的发展，历经了初创、发展、全盛、稳定、改组再发展等阶段。纵观近三十年来汽车技术方面的重大成就，几乎无一例外都是应用了电子技术的结果。当代汽车越来越广泛地采用电子信息技术，以提升汽车的性能和服务功能，满足人们各种办公和娱乐需要，使汽车从单纯的代步工具逐渐演变成“流动办公室”、“流动家庭”和“流动娱乐室”。当前的汽车电子产品中使用最广泛、占汽车电子产品50%以上的是娱乐和舒适性产品，诸如各种车载收放机、CD机、DVD机、车载电话、
12、导航设施，以及车身附件控制模块等，这些设施通常不涉及汽车基本功能，只是增加辅助功能而己，所以说成熟的家电产品都可以移植到汽车上。第二类电子产品是为了满足节能和环保的需要。这类电子产品的发展最快，技术含量高，个性化强，在每个车型上都不同，即使应用在同一车型，在不同的销售区域里由于驾驶习惯、道路条件、法规和能源政策的不同必须重新标定和匹配，各个供应商拥有各自专门的软硬件系统。第三类电子产品是为了满足车辆本身安全性的需求，包括主动安全和被动安全。这类产品是近年来迅速发展的领域，控制难度大，综合智能化更高而通用性好。第四类电子产品是以全电子化或机电一体化结构取代传统的汽车结构系统。如全电子转向系统，电
13、子控制悬挂系统，自动驾驶系统等。如图1-1所示为电子信息技术产品在汽车上的应用情况。 汽车电子技术的基础来源于半导体行业、软件行业、传感器、执行器等电子技术的发展。汽车电子技术行业的发展最终依赖于汽车工业的蓬勃发展以及汽车工业在工业领域中所处的地位。中国汽车市场已由潜在变为现实，中国汽车电子信息产品市场也随之迅速扩展，部分核心控制技术正逐步国产化。国际汽车电子技术正处于全面快速发展阶段，其特征体现在以下五个方面： 1、功能多样化。从最初的电子点火、电控燃油喷射发展到如今的各种控制功能，如汽油机缸内直喷、电控复合火花点火、智能电子气门、各种线控技术(x-by-wire)、主动和自适应悬挂、防撞防
14、盗系统等。 2、技术一体化。从最初的机电一体化到如今的机、液、电、磁一体化，如直喷式发动机电控共轨燃料喷射系统。 3、系统集成化。从最初的单一控制发展到如今的多目标、多变量综合协调控制，使之更经济有效。从传感器到控制器包括布线都越来越集成化，把几项功能集成在一起。比较典型的是车身控制模块，取代了电动玻璃升降器、中控门锁、防盗、雨刮、内外灯、电动座椅调节、后视镜调节和加热、转向指示等单项控制功能。又如将发动机与变速器控制集成为动力总成控制系统。图1-1 电子信息技术产品在汽车上的应用情况 4、通信网络化。从最初的多子系统分别工作到如今的分布式模块化控制器局部网络，如以CAN总线为基础的整车信息共
15、享的车载分布式控制系统，以D2B (Domestic Digital Bus)无线通信为基础的远程高频网络通信系统。图1-2为通讯和电子智能化技术在汽车上的应用趋势。5、技术标准化。由博世公司提出的控制器局域网CAN (Controller Area Network)己经成为国际标准(IS011519和IS011898)，并产品化，而且在欧洲生产的汽车上获得广泛应用。汽车上电子装置的急剧增加和信息相互传送的网络化提出了嵌入式操作系统的需求，由法德两国汽车行业所倡导的OSEK(Open Systems and the Corresponding Interfaces For Automotive
