基于usb-can总线的车辆监控数据采集系统

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1、分类号密级注1UDC学位论文基于USB-CAN总线的车辆监控数据采集系统（题名和副题名）王海山（作者姓名）指导教师姓名李毅教授电子科技大学成都（职务、职称、学位、单位名称及地址）申请专业学位级别硕士专业名称计算机系统结构论文提交日期2011.03论文答辩日期2011.05学位授予单位和日期电子科技大学答辩委员会主席评阅人2011年月日注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研

2、究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日万方数据摘要摘要随着集成

3、电路和嵌入式系统在汽车工业的广泛应用，现代汽车上的电子控制器的数量越来越多，各个系统模块之间的连接和通信越来越复杂。CAN总线以其可靠性高、开放性好、通信速率高、扩展能力强等特点成为汽车内部网络通信的最主要的方式。汽车内的各个电子控制单元之间可以通过CAN总线相互交换信息和资源，同时具有CAN通信能力的外部设备也可以挂载到CAN总线上，通过CAN总线对车辆系统内部数据通信进行实时的数据采集和监控。CAN总线与PC机端的连接大都采用RS-232、RS-485等传统老式接口，这些接口具有连接繁琐、传输速率慢等缺点。而USB通用串行总线具有即插即用、体

4、积小巧、传输速率高等诸多优点，且目前已经成为PC机的标准扩展接口。因此可以采用USB总线作为PC机与CAN总线通信的接口，PC机通过USB接口连接CAN总线，实现对CAN总线上的各个节点的信息数据采集和状态监视，这样极大的扩展了CAN总线的应用范围。本文在深入研究USB和CAN总线技术规范的基础上，将USB和CAN总线技术结合，充分发挥二者的优势，提出了基于USB-CAN总线的车辆监控数据采集系统的软硬件设计方案。在硬件设计部分，首先从芯片选型开始，然后分模块设计了微处理器外围电路、USB和CAN硬件接口电路。固件程序同样也采用模块化设计思想，根

5、据系统的整体功能划分主监控程序、CAN软件部分和USB软件部分等。其中主程序采取中断加轮询的方式，采用这种方式处理大大提高了系统的响应速度和吞吐量。PC机端软件实现了一个USB设备驱动程序，为PC机与设备之间的通信提供底层保障，应用层软件为用户提供友好的人机界面，对从CAN总线上采集来的数据进行实时处理分析显示或者存储，同时也可以发送控制命令到CAN总线上对车辆系统进行相应的操作。系统经调试后运行稳定可靠，达到了最初的设计要求。本系统的硬件部分体积小巧，成本低廉，整个系统可靠性高，且扩展性好，可以应用到基于CAN总线的其他网络系统中，实现对其内部

6、网络监控和数据采集。关键词：USB总线，CAN总线，数据采集I万方数据ABSTRACTABSTRACTAstheintegratedcircuitsandembeddedsystemsarewidelyappliedintheautomobileindustry,theelectroniccontrollersinthemodernautomobilebecomemoreandmore,theconnectionandcommunicationbetweeneverysystemmodulesbecomemoreandmorecomplex.CA

7、Nbuswithitshighreliability,highcommunicationspeed,moreopenly,goodexpansibilityandsoonhasbecamethemainwayofautomobileinternalnetwork’scommunication.ThevariouselectroniccontrolunitscanexchangeinformationandresourcesthroughtheCANbus.TheexternaldevicescanbemountedtotheCANbus,itca

8、ncollectreal-timedataofthevehicleandmonitoritthroughtheCANbus.CANbus