车载CAN总线网络通信性能与电磁干扰问题的研究

《车载CAN总线网络通信性能与电磁干扰问题的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、车载CAN总线网络通信性能与电磁干扰问题的研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：陈拓指导教师：汪泉弟教授专业：电气工程学科门类：工学重庆大学电气工程学院二O一三年四月StudyonCommunicationPerformanceandElectromagneticInterferenceProblemsofIn-vehicleCAN-BusNetworkAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngine

2、eringByChenTuoSupervisedbyProf.WangQuandiMajor:ElectricalEngineeringSchoolofElectricalEngineeringChongqingUniversity,ChongqingChinaApril2013中文摘要摘要电动汽车内部电子控制单元均通过CAN总线连接在整车控制器上，车内电机驱动系统以及DC/DC变换器产生的电磁干扰是电动汽车的主要干扰源，由于车内线束包括CAN控制器的总线均捆扎在一起，上述干扰源产生的电磁干扰会通过线束间的串扰对CAN总线传输线产生影响，为了研究车内电磁干扰对

3、CAN总线通信的影响，首先有必要对CAN总线通信性能及电磁干扰问题进行基础的研究。本文在国家自然科学基金项目―电动汽车高压系统电磁兼容性基础研究及其电磁环境分析与优化‖（No51177183）的支持下，对车载CAN总线通信性能及电磁干扰问题进行了相关研究，主要工作如下：①简单介绍并分析了CAN总线的基本规范，包括CAN总线分层结构、报文类型、通信机制等，在此基础上理解CAN总线通信的基本机理，进而在Matlab中利用Simulink模块构建一个基本的CAN总线节点通信网络，设计的通信模型基本反映了总线的传输情况，并实现了节点间通过CAN总线进行通信的功能，仿真

4、结果表明该模型可作为总线的性能分析工具。在此基础上，研究了一种计算消息响应时间的随机方法，通过求取消息响应时间的概率质量函数来说明CAN消息报文响应时间的概率分布情况。②通过对散射参数的分析，仿真对比了非屏蔽双绞线和屏蔽双绞线对线间串扰的影响；并在研究分析多导体传输线理论以及串扰基本理论的基础上，讨论了双绞线和单线之间的串扰问题，并与仿真结果进行了验证对比，验证了级联传输线模型计算双绞线串扰问题的可行性。③针对CAN总线通信过程中可能出现的未授权数据传输问题，研究了一种预防方法，该方法的特点是能够防止ECU接收到未授权的数据帧。使用该方法的ECU能够检测到任意

5、的未授权数据帧，并且通过传输一个错误帧来覆盖未授权的数据帧。到目前为止，极少有关于传统安全机制支持的未授权数据传输的预防研究。通过与其他保护方法的比较，可以发现本文的方法有效的预防了未授权传输的发生，同时能够实现了足够的实时响应，能增强CAN总线通信的安全性。关键词：CAN总线，消息响应时间，串扰，电磁干扰，数据安全I重庆大学硕士学位论文II英文摘要ABSTRACTElectroniccontrolunitsareconnectedtothevehiclecontrollerviaCANBusintheelectricvehicle.Themotordrive

6、systemandtheDC/DCconverterarethemajorinterferencesourcesinsidethecar.Duetothebundledwiringharness,includingthecontrollinesofCANcontroller,theelectromagneticinterference(EMI)generatedbytheprementionedinterferencesourcecanimpacttheCAN-bustransmissionline.Inordertostudytheimpactofthein

7、teriorEMIontheCAN-bus,itisnecessarytostudythecommunicationperformanceandEMIproblemsofCAN-busfirst.ThisthesissupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina,"EMCbasicresearch，theelectromagneticenvironmentanalysisandoptimizationinthehighvoltagesystemsofelectricvehicle"（No5117718

8、3）,studiesonthecomm