汽车电子CANBUS车身网络实验开发系统.docx

汽车电子CANBUS车身网络实验开发系统一概述3二整车网络拓扑图4三系统效果图4四系统组成4五系统单元介绍4错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。10 .汽车ABSECU单元711 .汽车TPMSECU单元7错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。20.车载EPSECU单元8错误!未定义书签。六系统配置91系统单元配置92可执行器配置93操作开关、传感器名称10七联系方式错误!未定义书签。-概述汽车电子控制系统极大地提高了汽车的动力性、经济性、平安性、舒适性。因此，现代汽车广泛和深入采用电子技术，不仅是汽车制造厂本身为了提高产品的性能和竞争力的迫切需要，也是各国政府和社会的支持和倡导，甚至是强制推行的结果。汽车控制系统的高度电子化，带来了新的问题。一方面，对电子控制系统的平安性、可靠性、容错处理等提出更高的要求，汽车不能因为电子控制系统自身的突发故障导致汽车失控和不能运行。另一方面，汽车电控系统日趋复杂，给汽车维修工作带来了越来越多的困难，对汽车维修技术人员的要求也越来越高；针对这种情况，一方面，除了汽车电控技术设计人员，在进行汽车电子控制系统设计时采用先进的技术和测试平台的同时，还为系统增加故障自诊断功能模块等，能在汽车运行过程中不断监测电子控制系统各组成局部的工作情况；另一方面，针对汽车维修效劳人员，那么需要更多的实践经验，需要对最新的电控技术系统、全面的了解，工学结合才能适应新技术开展下的汽车电动系统诊断、维修工作。由此，我公司设计开发了基于CAN-BUS的整车电控教学科研平台。系统涵盖了目前汽车电控系统的主流系统，即可作为职业技术学院学习维修汽车电控系统的实践平台，亦可作为高等院校、科研院所、企业等开发汽车电子系统的科研、教学、测试平台。该系统的主要特点有：1 .系统全面可全面的了解、掌握汽车电控系统的组成、工作原理、特点等；2 .实车实物采用实车模型，各个系统单元均为实际装车系统，形象直观，切合实际；3 .系统开放性强完全将电控系统展现在使用者面前；4 .系统通用性强系统采用的各个ECU具有通用性，不针对某一车型，也可以继续增加ECU,组成新的更复杂系统；5 、技术先进系统采用CAN-BUS通讯，是目前主流中高档车型采用的通讯协议；6 、开发性强系统提供各个ECU单元的原理图、程序源代码，可作为开发汽车电子设备的参考，亦可将开发好的ECU融入该系统做综合的测试；7 、可进行实车安装、布线的工作，为维修效劳人员提供实车工作经验；8 、完善的故障诊断系统，是维修人员模拟维修、提高技能的理想实践平台；CAN-bus(ControllerAreaNetwork)即控制器局域网，是国际上应用最广泛的开放式现场总线之一，作为一种技术先进、可靠性高、功能完善、本钱合理的远程网络通讯控制方式，CAN-bus已经在汽车上也是得到了广泛的应用。CAN基于CAN2.0A和CAN2.0B协议可以分为高速和低速CAN总线,低速CAN的总线速度为IOKb-125Kbs,高速为250Kb-lMbs(,高速CAN和低速CAN分别应用到不同的汽车系统里，如高速CAN应用到发动机、ABS等动力控制系统，低速CAN应用到车灯、车门等车身控制系统，由于二者具有不同的传输速度，所以需上下速CAN网关进行转换。汽车电子车身网络系统是由多个ECU之间采用高速CAN网络通信进行车辆动力与操作系统快速控制，低速CAN网络通信进行对车辆车身操作控制，以及低本钱LlN总线对CAN网络进行扩充。这样多个ECU之间的信息交换，形成汽车电子控制网络，使汽车网络更加平安、可靠。举例说明：汽车仪表是一个综合性汽车电器，采集来自各个汽车模块的信息，如车灯、车门、油温、车速等。所以仪表是汽车所有信息的聚集处，仪表既要将这些状态信息显示出来，又要将相应的信息发送给各个控制模块，工作较为繁忙，在汽车电子车身网络中扮演着非常重要的角色，需要设计人员对CAN网关与CAN通信需要综合全面考虑。二整车网络拓扑图三系统效果图四系统组成汽车电子车身网络系统包含四个局部：五系统单元介绍双CAN网关ECU实现低速CAN通讯125Kbs,与高速CAN通讯250KbS之间数据交互传输,保证整车CAN通信的系统的网络通信管理。需要支持CAN2.OA与CAN2.OB协议，支持CAN速度范围5Kbs100OKbZs。实验目的:熟悉CAN2.OA与CAN2.OB通信协议，具有动手编写程序和电子设计实现，CAN各种波特率标准、CAN通信帧的类型、CAN通信帧的格式、以及CAN总线滤波等功能。1.IN通信是基于SCl数据格式，采用单主/多从模式以及低本钱的单线连接方式，最高传输速率可达20kbs,（本车身网络系统标针对实际汽车控制采用9.6KbS速率通信）。实现数据的存储转发及高/低速CAN协议之间或低速CAN与LIN协议之间的协议转换，以便在不同网络之间实现数据通信。网关主要分为4个功能局部：实现数据存储转发和协议转换的主控制器，用于与高速CAN网络连接的高速CAN节点模块，与低速CAN网络连接的低速CAN节点模块以及与LTN网络连接的LIN节点模块通信。网络的数据转换。仪表主要包括车速表、转速表、油量、水温、里程、时间以及一些提示报警灯信号。主要分为表和指示灯两大类：仪表主要包括：里程表、发动机转速表、燃油表和温度表等。里程表根据电子仪表机芯的实际情况来选择LCD显示里程。发动机转速表根据电子仪表机芯的实际情况和客户的要求来选择LCD显示转速或是指针指示发动机转速。燃油表显示油量参数（水平位）由安装在油箱上的燃油传感器直接向仪表提供并处理显示。温度表指示当前的水温，当温度到达95,应分别有声或光的报警信号。指示主要包括：燃油报警信号，关于发动机的信号包括：水温报警信号、充电指示信号、机油压力报警指示等，关于制动系统的信号包括：制动器液位故障报警指示、驻车制动指示、制动蹄片间隙警告指示，关于平安的信号包括：平安带未系警告指示、SRS故障指示、副驾驶平安气囊、防盗指示等，关于灯信号主要包括：近光灯、远光灯、防雾灯和转向灯等，关于风窗的除霜信号指示。其软件资源包括八类模块单元：燃油表控制模块：主要有油位采集模块和步进电机驱动模块；温度表控制模块：主要有温度采集模块和步进电机驱动模块；轮速表控制模块：主要有轮速采集模块和步进电机驱动模块；转速表控制模块：主要有转速采集模块和步进电机驱动模块；指示灯模块：主要有信号采集和信号控制输出模块；液晶显示模块：主要时间、日期调节和现实模块以及总里程表显示模块；CAN通信模块：主要有数据处理模块、CAN接收和发送模块；声光报警模块：主要有信号采集模块和蜂鸣器驱动模块。实验目的：熟悉汽车整车电器人机显示接口，能够根据汽车不同的传感器单元以及ECU的CAN通信数据判断车辆具体工作情况。能够动手编写程序和电子设计实现汽车人机显示功能。（KU集中式系统）汽车车门是汽车主要的车身部件，主要包含车门窗、门锁、门灯等输出电器，包括车窗升降开关、童锁开关、等输入信号。涉及到CAN与Lin通信的综合管理与机电的控制。实验目的：综合应用CAN通信与LlN通信的组网与数据交互，能够动手编写程序和电子设计实现实车控制。（FLCM.BLCM模块）汽车车灯是汽车重要的指示信号，包括远光灯、近光灯、转向灯、制动灯、倒车灯等等。不同的车灯功率不同，需选用不同的驱动芯片，根据车灯控制方式的不同，如使用LIN总线那么需LIN收发器，如使用CAN总线那么需要CAN收发器。结合实际车灯控制方式，综合设计汽车车灯控制模块。实验目的：综合应用CAN通信与LN通信的组网与数据交互，能够动手编写程序和电子设计实现实车控制。（BCM集中式系统）汽车电子防盗系统（IMMO）是一种安装在车上，用来增加盗车难度，通过延长盗车时间的装置，是汽车的保护神。它通过将防盗器与汽车电路配接在一起，从而可以到达防止车辆被盗、被侵犯、保护汽车并实现防盗器各种功能的目的。在原有中央门锁的根底上加设了防盗系统的控制电路，如果非法翻开车门或移动汽车，防盗系统采集到车门翻开或震动信号后，发出声光报警信号，以防止行窃。电子防盗软件局部主要包括功能选择开关信号采集与处理、制动踏板等开关信号采集与处理、振动传感器信号采集与处理、RF信号采集与处理、继电器控制及控制策略、LED工作指示灯电路控制与控制策略。实验目的：综合汽车CAN、LIN通信与无线通信的数据交互，以及汽车防盗原理，能够动手编写程序与电子设计汽车防盗单元实现实车控制。超声波探头控制，采集车身周围障碍物分布情况，信息汇总，模糊推理，提供倒车建议。实验目的：综合应用CAN通讯与超声波的实际对象，能够动手编写程序与电子设计倒车雷达实现实车控制。电动座椅是以电动机为动力，通过传动装置和执行机构来调节座椅的各种位置，主要给不同的驾驶员及提供便于操作、舒适而又平安的驾驶位置；为乘员提供不易疲劳、舒适而又平安的乘坐位置。ECU控制电动座椅的电源通断、存储执行和复位动作。当收到接自电座椅开关的输入信号后，在ECiJ内的继电器动作，控制电动座椅运动。座椅的存储和复位由电驱动的倾斜和伸缩ECU和座椅ECU之间的相互联系进行控制。实验目的：综合应用CAN通讯与LIN通信的实际对象，能够动手编写程序与电子设计电机控制实现实车控制。（不支持网络功能）ECU功能是为了实现车内空调系统不同模式的工作状态的控制。ECU与操作面板成一体，它对输入的各种传感器信号和功能选择键的输入指令进行计算、分析比拟后，发出指令控制各个执行元件动作，使车内温度、空气流动状况等始终保持在驾驶员设定的水平上，极大地简化操作。1、空调控制：包括温度控制、风量控制、运转方式给定的自动控制、换气量控制等，以满足车内空调对舒适性的要求。2、故障诊断存储：汽车空调系统发生故障，空调ECU将故障部位用代码形式存储起来，在需要维修的时候指示故障部位。3显示：包括显示给定温度，控制温度，控制方式，运转方式状态等。实验目的：综合应用ECU空调的实际操作对象，能够动手编写程序与电子设计汽车空调实现实车控制。10 .汽车ABSECU单元属于汽车主动平安系统，是其他主动平安系统如转矩控制系统(TCS).电子稳定程序(ESP)的技术根底。ABS可以防止车辆在紧急制动时发生车轮抱死，从而出现转向失灵、侧滑或甩尾等平安事故，可以在很大程度上提高车辆的平安性。实验目的：实现对汽车ABS的控制，能够动手编写程序与电子设计，实现实车以及CAN通讯的组网控制。11 .汽车TPMSECU单元作用是在汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以确保行车平安。利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，利用无线发射器将压力信息从轮胎内部发送到中央接收器模块上的系统，然后对各轮胎气压数据进行显示。当轮胎气压太低或漏气时，系统会自动报警。实验目的：实现对TPUS的控制，能够动手编写程序与电子设计，实现实车以及CAN通讯的组网控制。保护单元根据实车总线与电器单元布线方式做参考，结合教学科研为方向，针对汽车上的节点与端子，采用电磁继电器和保险元件，做到信号电磁干扰隔离与汽车电源保护为教学目的。实验目的：学习汽车CAN网络布线要求，以及电源布线要求，能够实践汽车节点电源与通信的保护要求。完全支持涵盖了车载总线系统的开发、测量、仿真、诊断、测试和分析、dbc文件的兼容等相关领域的内容。符合ISOl1898标准的独立两路CAN-bus通道，可以处理CAN2.OA或CAN2.OB格式的CAN报文信息；发送速度最高大于4000帧/秒，接收速度最高大于5000帧/秒；可实时显示总线负载和流量以及总线错误状态；支持可检测和显示错误帧；可通过脚本配置分析自定义协议；可发送协议帧，进行模拟操作；具有触发功能，可设定接收到指定类型的协议帧时触发发送相应的协议帧的功能；对CAN数据通信分析要求能够到达lT5Ko实验目的：学习掌握使用CAN分析仪在程序编写与电子设计上的分析功能，以及设备节点功能调试还是正车网络调试的作用。设计网络由两局部组成：CAN物理层连接方式包含：PLS的位编码/解码、位定时、同步；PMA的驱动器/接收器特性；MDU的连接器。CAN数据链路层方式包含：LLC的数据滤波、超载通知、恢复管理；MAC的数据封装/拆封、帧编码、介质访问管理、错误检测、出错标定、应答、串行化/接触串行化。实验目的：针对汽车CAN采集卡的程序设计。初始化CAN、启动/复位CAN、读写指定存放器、数据的发送、数据的接收。测试网络CAN节点的ID、帧的类型、帧的格式、数据长度DLC、接收和发送的数据内容、帧的发送时间标识。实验目的：针对汽车CAN采集卡的程序设计。针对CAN的物理层和数据链路层的根底上，采用当前汽车主流的通信协议，或者自己定义的通信协议，进行应用层的协议设计，有效的管理汽车各个单元的ECU网络状态与效率。实验目的：针对汽车CAN采集卡的程序设计。属于汽车故障诊断以及ECU远程状态检测的功能,是当今汽车行业与物联网相互结合主流开展方向，对于汽车平安与汽车保养，以及汽车应急处理有着重要的作用。实验目的：针对汽车与物联网技术应用，以及CAN网络诊断、测试、管理的远程操作模式的设计。（支持CAN网络功能）该系统单元可以通过CAN总线传输方式，根据汽车CAN网络设计单元、汽车CAN网络测试单元、汽车CAN网络管理的实验需要，模拟汽车发动机的各种输出状态信号如汽车车速传感器、发动机转速，油压、温度、ABS输出信号、DDS信号输出等。实验目的：针对军内设计人员，可以有效模拟汽车各个信号状态，在实验内完成车辆车身控制测试。实现整车ECU与外设控制单元的供电要求，支持汽车电路布线中的电源设计要求。暂不支持蓄电池方式，保证室内实验人员的人身平安。20.车载EPSECU单元（目前不支持软件开放）EPS利用电动机产生的动力协助驾车者进行动力转向，其构成，不同的车尽管结构部件不一样，但大体是雷同。一般是由转矩（转向）传感器、电子控制单元、电动机、减速器、机械转向器、以及畜电池电源所构成。实验目的：实现对汽车助力转向的控制，能够动手编写程序与电子设计，实现实车以及CAN通讯的组网控制。选配件以上控制单元在汽车电子车身网络系统都已固定安装1套，另外包含ECU备件1套（不包含安装在展板上的汽车可行执行器）。六系统配置1系统单元配置序号系统单元名称数量1汽车双CAN通信网关单元装配1套备件1套2汽车CAN-LIN通信网关单元装配1套备件1套3汽车组合仪表控制单元装配1套备件1套4汽车车门控制单元（BCM集中式系统）装配1套备件1套5汽车车灯控制单元（FLCM、BLCM模块）装配1套备件1套6汽车防盗报警器单元（BCM集中式系统）装配1套备件1套7汽车倒车雷达控制单元装配1套备件1套8汽车电动座椅控制单元装配1套备件1套9汽车空调ECU单元（不支持网络功能）装配1套备件1套10汽车ABSECU单元装配1套备件1套11汽车TPMSECU单元装配1套备件1套12汽车CAN/LIN网络电路保护单元已装配在展板上13汽车CAN网络诊断单元装配1套14汽车CAN网络设计单元装配1套15汽车CAN网络测试单元装配1套16汽车CAN网络管理单元装配1套17汽车无线远程控制单元装配1套18汽车信号发生器单元（支持CAN网络功能）装配1套19汽车供电电源单元装配1套20车载EPSECU单元（目前不支持软件开放）选配件2可执行器配置名称所属单元数量备注汽车前雾灯总成（左右）汽车车灯控制单元2个标配汽车前照灯总成（左右）汽车车灯控制单元2个标配；包括远光、近光灯、转向灯、示宽灯汽车组合尾灯总成（左右）汽车车灯控制单元2个标配：包括示宽灯、制动灯、转向灯、后雾灯汽车室内灯汽车车灯控制单元1个标配汽车高位制动灯汽车车灯控制单元1个标配后窗除霜汽车组合仪表控制单元1个考虑直观用指示等替代汽车前雨刮电机及传动臂总成汽车BCM控制单元1个标配汽车后雨刮电机及传动臂总成汽车BCM控制单元1个标配汽车风窗洗涤电机汽车BCM控制单元1个标配汽车电喇叭汽车BCM控制单元1个标配汽车摇窗机（前后左右）汽车车门控制单元1个标配汽车车门闭锁器（主汽车车门控制单元1个标配汽车玻璃升降器（副）汽车车门控制单元3个标配汽车空调鼓风机汽车空调ECU单元1个标配汽车空调调速电阻汽车空调ECU单元1个标配空调风门电机（冷暖风门、内外循环风门、风道模式调节）汽车空调ECU单元1个标配汽车空调电磁离合器汽车组合仪表控制单元1个标配：考虑直观用工作指示灯替代汽车电动后视镜（左右）汽车车门控制单元2个标配ABS电磁阀汽车ABSECU元4个标配：考虑直观用工作指示灯替代电动座椅汽车电动座椅控制单元1个标配：8向电动座椅3操作开关、传感器名称名称可执行设备功能单元可执行器数量备注组合开关汽车BCM控制单元1组标配：包括前大灯、转向灯、前后雨刮控制开关前雾灯开关汽车BCM控制单元1个标配后雾灯开关汽车BCM控制单元1个标配电动后视镜开关汽车车灯控制单元1个标配危急报警开关汽车BCM控制单元1个标配喇叭开关汽车BCM控制单元1个标配：在方向盘上汽车车门开关汽车BCM控制单元4个标配电动车窗主开关汽车车门控制单元1个标配电动车窗副开关汽车车门控制单元3个标配主驾驶员平安带开关汽车组合仪表控制单元1个选配空调压力开关汽车空调ECU单元1个选配冷凝器温度传感器汽车空调ECU单元1个标配后窗除霜开关汽车空调ECU单元1个标配：在空调面板上空调冷暖档位开关汽车空调ECU单元1个标配内外循环开关汽车空调ECU单元1个标配模式选择档位开关汽车空调ECU单元1个标配A/C开关汽车空调ECU单元1个标配空调鼓风机档位开关汽车空调ECU单元1个标配制动踏板汽车操作模拟平台1个标配：通过信号转换器ECU输出制动信号离合器踏板汽车操作模拟平台1个标配：通过信号转换器ECU输出制动信号电子加速踏板汽车操作模拟平台1个标配油位传感器汽车组合仪表控制单元1个标配胎压传感器汽车组合仪表控制单元4个标配超声波传感器汽车倒车雷达控制单元4个标配电动座椅操作开关组汽车电动座椅控制单元1组标配