基于总线的汽车智能网关节点的设计.pdf

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1、万方数据《自动化与仪器仪表》2012年第3期(总第16l期)基于CAN总线的汽车智能网关／节点的设计王文蓉，陈瑞(广州科技贸易职业学院广州，51l42)摘要：研究汽车局域网CAN总线在汽车中的具体麻用。针对汽车总线技术网关、节点的开发设计，结合现行汽车J。家提出的实际需求，即不改变原汽车电气系统的结构，从实用性和经济t牛两方面提出了解决方案。本设计采用飞思卡尔微处理器MC9S08Dz作为嘲关／节点的核心，除了完成网关的cAN数据发送接收功能，还设计出数据采集系统，能完成数据采集和实时数据的输出驱动等功能。因为所有输入信号都严格执行sAEJ1939规程，这更适应十日前的分块丌发方式。关

2、键讯汽车内部网络：CAN总线；MC9S08DZA蛔hnad．mVe陆cleLANcANb峪ill删删ve印衄c面邮iIl聊眦1ll缸is咖diedill吐lis刚和cLm雕面calande。触soludo船a把nladefbfc盯topics0f凼eb吣ga眙way妇咖加dogy，凼e妣10pfT踟Cof凼ef10ded嚣jgn'伽恤b缸ed嘶tll凼eexistir培car瑚JII】】㈣叫删by恤acnlal删wI蛐does唧change吐le嘶酬s仇lcn聪ofmeveIlicleel硎calsys吼The删desi即l坞es聊∞蛾dernicr{)pI懈ssorsMC9S08￡

3、lz硒agateway，tlleoo佗nodb．hladdid伽tDl}碡c0硼蜘onofll】eo～N．gateway幻砖ceived砒adi嘶bu吐onfIln甜on'Ⅱ砖da扭acquisid∞sy鼬咖isdesigrlcdtoc0硼pl出d圮fhn甜叽0fda纽acqLlis证oⅡand碍吐_缸E姒商V即伽叫fllIIcd∞aIld∞onBcc卸∞allⅡ豫iIlpI】l蛐aresⅡicIly翎删SAEJl939apoim0f嘁w鼬isnmadapIedto吐砖cIH瑚ndevel哪肛lBmofⅡ圮b10ck山eway．K旰words：A曲)II谢veiIⅢ饥“Ilelwor

4、k：CANb哪：MC9s08DIz中图分类号；TPl3，U46文献标识码：B文章编号：1001_9227(2012)03一0071-03O引言汽车的电子化、智能化、网络化是现代汽车发展的重要标志。随着消费者对汽车功能和性能要求的H益提高，随着汽车工业与电子工业的不断发展，汽车将由单纯的机械产品向高级的机电一体化产品方向发展，成为所谓的“电子汽车”。髓着车用电气设备越来越多，从发动机控制到传动系统控制，从行驶、制动、转向系统控制到安伞保证系统及仪表报警系统，从电源管理到为提高舒适性而作的各种努力，使汽车电气系统彤成一个复杂的大系统，而且这一系统都集中在驾驶室控制。为了满足各子系统的实时

5、性要求，有必要对汽车公共数据实行共享，但每个控制单元对实时性的要求是因数据的更新速率和控制周期不同而不同的。这就要求其数据交换网是基于优先权竞争的模式，且本身具有较高的通信速率。CAN总线正是为满足这些要求而设计的。1汽车CAN总线CAN总线是德国博世公司在20世纪80年代初开发的一种串行数据通信协议。它的短帧数据结构、非破坏性总线仲裁技术及灵活的通信方式使CAN总线具有很高的可靠性和抗干扰性，满足了汽车对总线的实时性和町靠性的要求CAN遵循ISO＼OSI的参考模型，但必规定了7层协议中的数据链路层，而应用层这留给用户自己定义。到目前为止，在cAN的基础上定义的高层协议有很多，影响较

6、大的收稿日期：2012—0卜11作者简介：王丈蓉(1967一)，女，高级讲师，主要从事电气自动化技术的研究工作。存CANNKingdom＼J1939＼0sEK＼DeviceNET(AB公司)＼SDS(HoneyWen公司)＼CAL＼cANOpen(CIA公司)，其中SAEJl939和OSEK在汽车上麻用广泛。目前使用cAN总线网络的汽车大多具有两条或两条以上总线，一条是动力CAN总线，主要包括发动机、ABs和自动变速器三个节点，通讯速率极为500kbit＼s：另一条是舒适CAN总线，主要包括中央控制器和四个门模块及仪表，通信速率一般为128kbit＼s或30kbit＼s。总线之间通过

7、网关进行通信。2c^N智能网关／节点的设计方案网络中的节点即为信息的接收与发送站点。简化的CAN节点是一个单芯片，可以直接将采集到的引脚电平、A／D信号或PwM信号转化为CAN报文远程传送，也可以将水温、转速信号等将按照SAEJl939通讯协议从CAN总线获得，然后以PwM波、方波、逻辑电平的形式送出，在网络中充当一个网关。2．1cAN总线式系统框架和实现原理本项目的主要T作就是(1)在原组合仪表的基础}=，实现水温表、转速表的总线化。在新的仪表中，水温、