基于OSEK系统和CAN总线的混合动力汽车仪表研究

【摘要】：2010年，中国汽车产销量双双超过1800万辆，蝉联世界第一。中国汽车市场一片大好。国际金融危机爆发虽然对全球汽车业的发展造成很大的影响，但是也进一步刺激了新能源汽车的产业化进程。为了适应节能减排的趋势，各国对新能源汽车的重视程度明显增强，我国也相继出台了关于新能源汽车的政策，在相关政策的促进下，我国的新能源车的发展日益迅速，尤其是混合动力汽车。 复杂的信息服务已开始大量装备到汽车上，汽车仪表作为信息显示终端，必须能提供大量、复杂的信息，而且还必须具有高精度和高可靠性、一表多用的功能、外形设计美观、自由度高、满足小型、轻量化的要求等特点，因此仪表的智能化将成为现代汽车仪表的发展新潮流，而且具有非常广阔的发展空间。 本课题以提高混合动力汽车仪表的智能化，综合信息化、总线化为研究内容，采用理论研究与软硬件仿真相结合的方法，针对传统汽车仪表所存在的显示功能和信息单一有限，低精度，低可靠性等问题，设计一种基于OSEK系统和CAN总线的汽车仪表。 本论文先以用户的需求为依据，提出仪表系统的设计概要和总体方案，并对各个模块的实现提出了具体的硬件方案。然后在硬件基础上分析了CAN总线在汽车仪表中的应用，指出汽车各个电子控制单元的通信方式从以往的繁杂线束向总线化发展，分析了CAN总线的特点和应用层协议的实现。接着介绍了基于OSEK标准的osCAN操作系统，分析其运行机制并移植到仪表系统。最后重点阐述了对仪表系统的仿真测试，针对具体的测试要求创建CANoe仿真平台，对仪表总线系统进行多阶段的仿真和测试。 本课题对于探索研究设计智能汽车仪表的新方法，提高汽车仪表的各项性能，促进汽车仪表技术的发展，具有一定的学术价值和应用前景。 【关键词】：汽车仪表 CAN总线 OSEK 仿真平台 CANoe
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U463.6
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题研究的背景和意义10-12
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究意义11-12
• 1.2 汽车仪表的研究现状和发展趋势12-15
• 1.2.1 国外汽车仪表的现状12-13
• 1.2.2 国内汽车仪表的现状13-14
• 1.2.3 汽车仪表未来发展的趋势14-15
• 1.3 本文的内容的安排15-16
• 第二章 混合动力汽车仪表的总体方案设计16-21
• 2.1 功能需求分析16-19
• 2.2 数据通信方式19-20
• 2.3 操作系统选择20
• 2.4 本章小结20-21
• 第三章 混合动力汽车仪表的硬件设计21-27
• 3.1 硬件总体框图21-26
• 3.1.1 主控制器概述21-22
• 3.1.2 输入模块22-23
• 3.1.3 清洗液过低报警信号采集电路23
• 3.1.4 CAN 模块电路23
• 3.1.5 电源电路模块23-24
• 3.1.6 EEPROM 模块24-26
• 3.1.7 步进电机电路26
• 3.2 本章小结26-27
• 第四章 CAN 总线的数据通信系统研究27-36
• 4.1 CAN 总线概述27-28
• 4.2 CAN 总线技术规范分析28-33
• 4.2.1 CAN 协议的产生和发展28
• 4.2.2 CAN 的分层结构28-29
• 4.2.3 CAN 总线的通信模式29-30
• 4.2.4 CAN 报文传输30-33
• 4.2.5 CAN 总线的特点33
• 4.3 CAN 总线应用层协议分析33-34
• 4.4 CAN 模块实现34-35
• 4.4.1 GMLAN 总线概述34
• 4.4.2 CAN 模块设计34-35
• 4.5 本章小结35-36
• 第五章 实时操作系统的移植和分析36-47
• 5.1 嵌入式操作系统的介绍36
• 5.2 OSEK/VDX 操作系统标准36-39
• 5.2.1 OSEK/VDX 规范简介36-37
• 5.2.2 OSEK OS 的特点37-38
• 5.2.3 基于 OSEK/VDX 标准的操作系统38-39
• 5.3 OSCAN 操作系统分析与移植39-46
• 5.3.1 osCAN 操作系统的特点39-40
• 5.3.2 osCAN 操作系统的运行机制分析和移植40-45
• 5.3.3 osCAN 操作系统的工具链和相关测试介绍45-46
• 5.4 本章小结46-47
• 第六章 混合动力汽车仪表的仿真测试47-67
• 6.1 仿真工具 CANOE 的介绍47-57
• 6.1.1 CANoe 概述47
• 6.1.2 CANoe 开发流程中的三个不同阶段47-49
• 6.1.3 数据库管理工具 CANdb++49-52
• 6.1.4 CAPL Browser 编程介绍52-54
• 6.1.5 Panel(面板)设计54-55
• 6.1.6 主窗口概述55-57
• 6.2 仿真系统测试平台的建立57-62
• 6.2.1 平台搭建57-58
• 6.2.2 仿真节点的建立58-61
• 6.2.3 控制和模拟显示面板编辑61-62
• 6.3 测试结果与分析62-66
• 6.3.1 仪表仿真效果图设计62-63
• 6.3.2 通信正常与否63
• 6.3.3 总线负载率63-64
• 6.3.4 消息超时测试64-65
• 6.3.5 消息实时性测试65-66
• 6.4 本章小结66-67
• 第七章 总结与展望67-68
• 参考文献68-70
• 研究生学习期间发表的论文70-71
• 致谢71

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