汽車電子CANBUS車載網(wǎng)絡(luò)實驗

一 系統(tǒng)概述
CAN(Cooller Area Network)即控制器局域網(wǎng)，是國際上應(yīng)用最廣泛的開放式現(xiàn)場總線之一，作為一種技術(shù)、可靠性高、功能完善、成本合理的網(wǎng)絡(luò)通訊控制方式，CAN-bus在汽車也已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。汽車電子車身網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由多個ECU之間采用高速CAN總線網(wǎng)絡(luò)通信實現(xiàn)車輛動力與操作系統(tǒng)信息快速交互，低速CAN總線網(wǎng)絡(luò)通信實現(xiàn)車輛車身操作控制信息交互，以及低成本的LIN總線對CAN網(wǎng)絡(luò)進行必要的擴充。通過總線的連接，將多個ECU組成控制網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)相互間的信息互聯(lián)互通，使汽車變得更加安全、可靠、智能，功能擴展更加便捷，車身更加輕便。
該實驗系統(tǒng)配置了汽車常見的基礎(chǔ)ECU（Electronic Cool Unit），可以通過ECU外置的輸入輸出硬件進行本地化操作，以達到了解單獨一個ECU功能的目的。提供ECU仿真模型、二次開發(fā)所必須的原理圖、源代碼等，為以后獨立開發(fā)汽車電子功能部件奠定基礎(chǔ)。該系統(tǒng)也可組網(wǎng)構(gòu)成一個基本車載網(wǎng)絡(luò)的模型，了解車載網(wǎng)絡(luò)的基本構(gòu)成。通過可配套使用的PFautoCAN平臺軟件，可以完成對車載網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、軟件仿真、半實物仿真、硬件在環(huán)仿真等，以達到構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)控制方案，驗證網(wǎng)絡(luò)模型，并通過對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的采集、存儲、分析、處理等對車載網(wǎng)絡(luò)進行測量、評估、優(yōu)化等目的。
二 技術(shù)指標
1. 雙CAN網(wǎng)關(guān)實驗箱
1.1 可實現(xiàn)低速CAN網(wǎng)絡(luò)（如125Kbps）與高速CAN網(wǎng)絡(luò)（如250Kbps）之間的數(shù)據(jù)選擇互，完成汽車電子車身網(wǎng)絡(luò)內(nèi)不同通信速率CAN網(wǎng)絡(luò)之間的信息互聯(lián)互通。
1.2 支持CAN2.0A與CAN2.0B協(xié)議，支持CAN通信速度范圍5Kbps ～ 1000Kbps 。
1.3 通過彩色液晶顯示屏實時顯示網(wǎng)絡(luò)報文等相關(guān)信息。
1.4 提供8路開關(guān)量信號輸入和8路開關(guān)量信號輸出。
1.5 提供軟件代碼測試CAN各種波特率標準、通信幀的類型、通信幀的格式、總線濾波等功能。
1.6 可通過PFautoCAN平臺軟件對ECU進行CAN-BUS網(wǎng)絡(luò)通信軟仿真、半實物仿真及硬件在環(huán)仿真。
1.7 提供ECU實物原理圖、實驗源代碼等教學資源。
1.8 能夠通過PFautoCAN平臺軟件對單個ECU的CAN-BUS通信功能進行診斷，并可做多個ECU聯(lián)網(wǎng)后CAN-BUS通信的綜合診斷。
2. 組合儀表實驗箱
汽車儀表是一個綜合性汽車電器，采集并顯示來自各個汽車模塊的信息，如車燈、車門、油溫、車速等；所以儀表是汽車所有信息的匯集處，儀表既要將這些狀態(tài)信息顯示出來，又要將相應(yīng)的信息發(fā)送給相應(yīng)控制模塊，工作較為繁忙，在汽車電子車身網(wǎng)絡(luò)中扮演著非常重要的角色。
2.1 儀表包括：發(fā)動機轉(zhuǎn)速表、車速表、燃油表和溫度表。
2.2 指示包括：燃油報警信號、水溫報警信號、充電指示信號、機油壓力報警指示、制動器液位故障報警指示、駐車制動指示、制動蹄片間隙警告指示、安全帶未系警告指示、SRS故障指示、近光燈、遠光燈、防霧燈、轉(zhuǎn)向燈等，多達20個。
2.3軟件包括以下模塊單元：
2.3.1燃油表控制模塊：主要有油位采集模塊和步進電機驅(qū)動模塊；
2.3.2溫度表控制模塊：主要有溫度采集模塊和步進電機驅(qū)動模塊；
2.3.3車速表控制模塊：主要有車速采集模塊和步進電機驅(qū)動模塊；
2.3.4轉(zhuǎn)速表控制模塊：主要有轉(zhuǎn)速采集模塊和步進電機驅(qū)動模塊；
2.3.5指示燈模塊：主要有信號采集和控制信號輸出模塊；
2.3.6CAN通信模塊：主要有數(shù)據(jù)處理模塊、CAN接收和發(fā)送模塊；
2.4 實驗信號輸入：
實驗設(shè)備自帶信號輸入；信號發(fā)生器信號輸入；CAN網(wǎng)絡(luò)報文輸入。
2.5 通過PFautoCAN平臺軟件對ECU進行軟仿真、半實物仿真及硬件在環(huán)仿真。
2.6 提供ECU實物原理圖、實驗源代碼等教學資源。
2.7 通能夠通過PFautoCAN平臺軟件對單個ECU的CAN-BUS通信功能進行診斷，并可做多個ECU聯(lián)網(wǎng)后CAN-BUS通信的綜合診斷。
3. 車門控制實驗箱
3.1 提供不少于6路的繼電器信號輸出，可以驅(qū)動控制車門、車窗、后視鏡等汽車電器。
3.2 四門獨立控制開關(guān)輸入。
3.2實現(xiàn)CAN總線通信的綜合應(yīng)用。
3.3 通過本地控制可以實現(xiàn)本單元的ECU功能演示，并可通過CAN總線網(wǎng)絡(luò)進行實車的模擬控制，并通過網(wǎng)關(guān)、儀表等顯示相關(guān)控制報文、指示信息等。
3.4 綜合應(yīng)用CAN通信組網(wǎng)與數(shù)據(jù)交互，以及車門開關(guān)控制策略；
3.5 提供ECU原理圖及實驗源代碼等教學資源。
3.6 通過PFautoCAN平臺軟件對ECU進行軟仿真、半實物仿真及硬件在環(huán)仿真。
3.7 通能夠通過PFautoCAN平臺軟件對單個ECU的CAN-BUS通信功能進行診斷，并可做多個ECU聯(lián)網(wǎng)后CAN-BUS通信的綜合診斷。
4. 車燈控制實驗箱
4.1 七組以上燈光控制繼電器輸出。
4.2 1七路以上獨立邏輯信號輸入。
4.3實現(xiàn)CAN總線通信的綜合應(yīng)用。
4.4 通過本地控制可以實現(xiàn)本單元的ECU功能演示，并可通過CAN總線網(wǎng)絡(luò)進行實車的模擬控制，并通過網(wǎng)關(guān)、儀表等顯示相關(guān)控制報文、指示信息等。
4.5 提供ECU原理圖及實驗源代碼等教學資源。
4.6 通過PFautoCAN平臺軟件對ECU進行軟仿真、半實物仿真及硬件在環(huán)仿真。
4.7 通能夠通過PFautoCAN平臺軟件對單個ECU的CAN-BUS通信功能進行診斷，并可做多個ECU聯(lián)網(wǎng)后CAN-BUS通信的綜合診斷。
5. 防盜報警實驗箱
5.1 六路以上繼電器控制輸出，五路以上報警信號輸入。
5.2 綜合應(yīng)用CAN總線通信與無線通信的數(shù)據(jù)交互技術(shù)，以及汽車防盜原理。
5.3 提供ECU原理圖及實驗源代碼等教學資源。
5.4 多路LED工作指示燈控制電路。
5.5 電子防盜軟件部分主要包括功能選擇開關(guān)信號采集與處理、制動踏板等開關(guān)信號采集與處理、振動傳感器信號采集與處理、RF信號采集與處理、繼電器控制及控制策略。
5.6 通過PFautoCAN平臺軟件對ECU進行軟仿真、半實物仿真及硬件在環(huán)仿真。
5.7 通能夠通過PFautoCAN平臺軟件對單個ECU的CAN-BUS通信功能進行診斷，并可做多個ECU聯(lián)網(wǎng)后CAN-BUS通信的綜合診斷。
6. 倒車雷達實驗箱
6.1 通過對超聲波探頭控制，采集車身周圍障礙物分布情況，將信息匯總后模糊推理，提供倒車建議。
6.2 提供ECU原理圖及實驗源代碼等教學資源。
6.3 通過PFautoCAN平臺軟件對ECU進行軟仿真、半實物仿真及硬件在環(huán)仿真。
6.4 通能夠通過PFautoCAN平臺軟件對單個ECU的CAN-BUS通信功能進行診斷，并可做多個ECU聯(lián)網(wǎng)后CAN-BUS通信的綜合診斷。
7. 智能天窗實驗箱
7.1 提供4路以上控制繼電器輸出，控制天窗滑移電機、斜升電機等。
7.2 提供6路以上邏輯信號輸入。
7.3 實現(xiàn)滑動開關(guān)對滑移電機的打開、關(guān)閉控制。
7.4實現(xiàn)斜升開關(guān)對斜升電機的打開、關(guān)閉控制。
7.5 實現(xiàn)對天窗的自動控制。
7.6 綜合應(yīng)用CAN總線的通信技術(shù)，以及智能天窗控制原理。
7.7 提供ECU原理圖及實驗源代碼等教學資源。
7.8 通過PFautoCAN平臺軟件對ECU進行軟仿真、半實物仿真及硬件在環(huán)仿真。
7.9 通能夠通過PFautoCAN平臺軟件對單個ECU的CAN-BUS通信功能進行診斷，并可做多個ECU聯(lián)網(wǎng)后CAN-BUS通信的綜合診斷。
8. PFautoCAN CAN總線仿真開發(fā)工具
PFautoCAN平臺軟件是針對車載CAN-BUS網(wǎng)絡(luò)及其相關(guān)ECU的開發(fā)、測試和分析的集成開發(fā)環(huán)境軟件，涵蓋了從系統(tǒng)規(guī)劃到實現(xiàn)的完整開發(fā)流程，可提高開發(fā)基于CAN-BUS網(wǎng)絡(luò)的ECU及車載網(wǎng)絡(luò)的效率。軟件平臺主要包括三大功能模塊：1、數(shù)據(jù)庫功能模塊，2、測量功能模塊，3、仿真功能模塊。支持ECU及車載CAN-BUS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的開發(fā)、測量、仿真、診斷、測試、分析、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)回放等，并實現(xiàn)與Vector公司的dbc文件兼容等。
8.1 測量：以圖形，圖表等形式實時的反映車載網(wǎng)絡(luò)的總線狀態(tài)及相關(guān)信息
8.2仿真：用于車載網(wǎng)絡(luò)仿真，包括軟件仿真，半實物仿真，硬件在環(huán)仿真。
8.3診斷：完成對單個ECU的CAN-BUS通信功能診斷，以及多個ECU聯(lián)網(wǎng)后網(wǎng)絡(luò)的綜合診斷。
8.4測試：對開發(fā)過程中各個階段的ECU進行CAN總線通信功能測試，檢查測試模型，回歸測試及一致性測試。
8.5 數(shù)據(jù)記錄與回放：可記錄總線數(shù)據(jù)，并進行記錄數(shù)據(jù)的回放。
8.6符合ISO11898標準的兩路獨立CAN-bus通道，可以處理CAN2.0A和CAN2.0B格式的CAN報文信息；發(fā)送速度大于4000幀/秒，接收速度大于5000幀/秒。
8.7可實時顯示總線負載和流量以及總線錯誤狀態(tài)。
8.8支持檢測和顯示錯誤幀。
8.9 可通過腳本配置以支持自定義協(xié)議。
8.10 可發(fā)送協(xié)議幀，進行模擬操作；具有鍵盤輸入、時間等觸發(fā)功能，并可設(shè)定接收到類型的協(xié)議幀時觸發(fā)發(fā)送相應(yīng)的協(xié)議幀。
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