本文關(guān)鍵詞：基于USB-CAN適配器ECU測試系統(tǒng)的設(shè)計

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【摘要】：隨著汽車的電子化、智能化,消費者對汽車的安全、節(jié)能、排放、操作等性能有了更高的要求。為了滿足消費者對汽車性能日益增長的需求,越來越多的新系統(tǒng)應(yīng)用到汽車上,汽車車載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,導(dǎo)致汽車內(nèi)部線束越來越龐大、可用空間急劇縮小、汽車的綜合可靠性降低。為了解決這一系列的問題,CAN(Controller Area Network)總線技術(shù)應(yīng)運而生,歐洲幾乎所有的汽車采用了CAN總線技術(shù)來實現(xiàn)內(nèi)部ECU(Electronic Control Unit)之間的數(shù)據(jù)通信。近年來國內(nèi)汽車廠商也陸續(xù)將CAN總線應(yīng)用到汽車上,因為汽車CAN總線系統(tǒng)是由多個ECU同時控制多個工作裝置或系統(tǒng)組成,所以ECU系統(tǒng)的性能直接影響到整個CAN總線系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此在汽車ECU開發(fā)的過程中,ECU系統(tǒng)的測試非常重要。國外ECU測試工具價格昂貴,而且其核心技術(shù)是對外封鎖的。國內(nèi)要想在汽車CAN總線技術(shù)方面縮小與發(fā)達(dá)國家之間的差距,必須研發(fā)出自己的ECU測試工具,擺脫對國外技術(shù)設(shè)備的依賴。針對上述我國汽車電子技術(shù)面臨的情況,本文研究對象是基于USB-CAN適配器的ECU測試系統(tǒng),該系統(tǒng)主要包括DBC(Data Base Commander)文件生成、DBC文件解析以及以USB-CAN適配器為數(shù)據(jù)傳輸媒介的ECU系統(tǒng)功能測試。本文研究的主要內(nèi)容如下:(1)國際認(rèn)可的CANDB++工具需要根據(jù)CAN報文矩陣通過手動輸入每個信息,其操作過十分繁瑣,而且無法避免人為的誤操作造成參數(shù)的數(shù)據(jù)錯誤。本文通過對標(biāo)準(zhǔn)DBC文件結(jié)構(gòu)的全面解讀,首先通過尋找CAN報文矩陣表頭關(guān)鍵字的相對位置,然后以此為基準(zhǔn)讀取相應(yīng)的信息,經(jīng)過算法處理轉(zhuǎn)化成為標(biāo)準(zhǔn)的DBC的形式,此方法不僅快速便捷,而且準(zhǔn)確無誤。(2)通過一定的算法處理獲取CAN總線系統(tǒng)中各個ECU的信息,包括信息名、信號名、標(biāo)識符、起始位、有效位、數(shù)據(jù)類型、最小值、最大值、單位、接收端、發(fā)送端等信息,實現(xiàn)了DBC文件的解析。(3)通過對USB-CAN適配器系統(tǒng)內(nèi)部函數(shù)進(jìn)行二次開發(fā),使其滿足CAN總線串行通信的要求,能夠接收到系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到ECU系統(tǒng)上,實現(xiàn)ECU系統(tǒng)的功能測試。(4)通過與這方面國際認(rèn)可的測試工具對比來確保該系統(tǒng)的可靠性,通過代碼實現(xiàn)批量CAN報文導(dǎo)入生成的DBC文件和解析出的DBC文件都符合國際標(biāo)準(zhǔn),該系統(tǒng)由算法代替人工輸入大大提高DBC文件生成的精確度和效率。通過自身系統(tǒng)的反復(fù)測試來確保該系統(tǒng)的穩(wěn)定性,該系統(tǒng)在12V~24V的電壓環(huán)境下USB-CAN適配器的傳輸速率為8000幀/s,各功能滿足技術(shù)指標(biāo)要求。(5)采用.NET語言在Visual Stadio 2013開發(fā)環(huán)境下編程開發(fā)出基于USB-CAN適配器的ECU測試系統(tǒng)的應(yīng)用程序,成功的實現(xiàn)了DBC文件生成、DBC文件解析、ECU的功能測試。本系統(tǒng)的設(shè)計從學(xué)術(shù)研究的角度上來講,國內(nèi)該領(lǐng)域相關(guān)的技術(shù)資料很少,本文詳細(xì)闡述該系統(tǒng)的開發(fā)原理、方法以及過程,為后面的研究者奠定了一定的基礎(chǔ),也在一定程度上改進(jìn)了國外在該技術(shù)上面的不足。從實際應(yīng)用角度上來講,該設(shè)計解決了目前生成DBC文件操作過于繁瑣的問題、并且能夠用來檢測DBC文件是否正確和ECU系統(tǒng)功能是否達(dá)標(biāo)。從經(jīng)濟(jì)角度上來講,該設(shè)計的成本低,它在一定程度上降低了汽車ECU系統(tǒng)研發(fā)的成本。
【關(guān)鍵詞】：CAN 總線 DBC 文件生成 DBC 文件解析 ECU 功能測試
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.6
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題研究的背景和意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容及創(chuàng)新15-16
• 第2章 CAN總線技術(shù)16-25
• 2.1 CAN總線概述16-18
• 2.1.1 CAN總線技術(shù)發(fā)展16-17
• 2.1.2 CAN總線的主要特點17-18
• 2.2 CAN的報文分析18-20
• 2.3 CAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及通信20-25
• 2.3.1 汽車CAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)20-21
• 2.3.2 CAN網(wǎng)絡(luò)通信21-25
• 第3章 系統(tǒng)總體設(shè)計結(jié)構(gòu)及方法25-40
• 3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計結(jié)構(gòu)25-26
• 3.2 DBC文件生成與解析26-33
• 3.2.1 DBC文件介紹26-28
• 3.2.2 DBC文件生成方法28-30
• 3.2.3 DBC文件解析方法30-33
• 3.3 USB-CAN適配器二次開發(fā)33-36
• 3.3.1 USB-CAN適配器二次開發(fā)方法33-34
• 3.3.2 兼容ZLG函數(shù)庫及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)說明34-36
• 3.4 系統(tǒng)功能測試36-40
• 3.4.1 測試用例及測試方法介紹37-38
• 3.4.2 ECU功能測試方法38-40
• 第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計40-58
• 4.1 系統(tǒng)模塊架構(gòu)40-41
• 4.2 重要算法實現(xiàn)過程41-49
• 4.2.1 DBC文件生成過程41-45
• 4.2.2 DBC文件解析過程45-49
• 4.3 USB-CAN適配器接收發(fā)送數(shù)據(jù)實現(xiàn)過程49-52
• 4.4 功能測試實現(xiàn)過程52-58
• 第5章 系統(tǒng)軟件的結(jié)果校驗58-69
• 5.1 DBC文件生成校驗58-61
• 5.2 DBC文件解析校驗61-63
• 5.3 功能測試校驗63-68
• 5.4 系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)驗證68-69
• 結(jié)論69-70
• 致謝70-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 攻讀學(xué)位期間取得學(xué)術(shù)成果74-75
• 附錄A 本系統(tǒng)生成的完整DBC文件75-79

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1010457