汽车CAN总线实验教学系统的设计_汽车can总线实验系统

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汽车CAN总线实验教学系统的设计

一 系统概述

CAN-bus(Controller Area Network)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、成本合理的网络通讯控制方式，CAN-bus在汽车也已经得到了广泛的应用。汽车电子车身网络系统是由多个ECU之间采用高速CAN总线网络通信实现车辆动力与操作系统信息快速交互，低速CAN总线网络通信实现车辆车身操作控制信息交互，以及低成本的LIN总线对CAN网络进行必要的扩充。通过总线的连接，将多个ECU组成控制网络，实现相互间的信息互联互通，使汽车变得更加安全、可靠、智能，功能扩展更加便捷，车身更加轻便。

该实验系统配置了汽车常见的基础ECU（ECU即电子控制单元Electronic Control Unit的缩写），可以通过ECU外置的输入输出硬件进行本地化操作，以达到了解单独一个ECU功能的目的。提供ECU仿真模型、二次开发所必须的原理图、源代码等，为以后独立开发汽车电子功能部件奠定基础。该系统也可组网构成一个基本车载网络的模型，了解车载网络的基本构成。通过可配套使用的PFautoCAN平台软件，可以完成对车载网络的设计、软件仿真、半实物仿真、硬件在环仿真等，以达到构建网络控制方案，验证网络模型，并通过对网络数据的采集、存储、分析、处理等对车载网络进行测量、评估、优化等目的。二 技术指标

1.双CAN通信网关单元

1.1 可实现低速CAN网络（如125Kbps）与高速CAN网络（如250Kbps）之间的数据选择性交互，完成汽车电子车身网络内不同通信速率CAN网络之间的信息互联互通。

1.2 支持CAN2.0A与CAN2.0B协议，支持CAN通信速度范围5Kbps ～ 1000Kbps。1.3 通过彩色液晶显示屏实时显示网络报文等相关信息。1.4 提供8路开关量信号输入和8路开关量信号输出。

1.5 提供软件代码测试CAN各种波特率标准、通信帧的类型、通信帧的格式、总线滤波等功能。成都盘沣科技有限公司

http://www.daodoc.com 1.6 可通过PFautoCAN平台软件对ECU进行CAN-BUS网络通信软仿真、半实物仿真及硬件在环仿真。

1.7 提供ECU实物原理图、实验源代码等教学资源。

1.8 能够通过PFautoCAN平台软件对单个ECU的CAN-BUS通信功能进行诊断，并可做多个ECU联网后CAN-BUS通信的综合诊断。

2.汽车组合仪表控制单元

汽车仪表是一个综合性汽车电器，采集并显示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汇集处，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相应控制模块，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。

2.1 仪表包括：里程表、发动机转速表、车速表、燃油表和温度表。

2.2 指示包括：燃油报警信号；关于发动机的信号：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：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；关于安全的信号：安全带未系警告指示、SRS故障指示、副驾驶安全气囊、防盗指示等；关于车灯的信号：近光灯、远光灯、防雾灯和转向灯等；除霜信号指示。2.3软件包括八类模块单元：

2.3.1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； 2.3.2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； 2.3.3车速表控制模块：主要有车速采集模块和步进电机驱动模块； 2.3.4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； 2.3.5指示灯模块：主要有信号采集和控制信号输出模块；

2.3.6液晶显示模块：主要时间、日期调节和显示模块以及总里程显示模块； 2.3.7CAN通信模块：主要有数据处理模块、CAN接收和发送模块； 2.3.8声光报警模块：主要有信号采集模块和蜂鸣器驱动模块。2.4 实验信号输入：

实验设备自带信号输入；信号发生器信号输入；CAN网络报文输入。2.5 通过PFautoCAN平台软件对ECU进行软仿真、半实物仿真及硬件在环仿真。成都盘沣科技有限公司

http://www.daodoc.com 2.6 提供ECU实物原理图、实验源代码等教学资源。

2.7 通能够通过PFautoCAN平台软件对单个ECU的CAN-BUS通信功能进行诊断，并可做多个ECU联网后CAN-BUS通信的综合诊断。

3.汽车车门控制单元

3.1 提供不少于6路的继电器信号输出，可以驱动控制车门、车窗、后视镜等汽车电器。

3.2 四门独立控制开关输入。

3.2实现CAN与Lin总线通信的综合应用。

3.3 通过本地控制可以实现本单元的ECU功能演示，并可通过CAN/lin总线网络进行实车的模拟控制，并通过网关、仪表等显示相关控制报文、指示信息等。3.4 综合应用CAN通信与LIN通信的组网与数据交互，以及车门开关控制策略； 3.5 提供ECU原理图及实验源代码等教学资源。

3.6 通过PFautoCAN平台软件对ECU进行软仿真、半实物仿真及硬件在环仿真。3.7 通能够通过PFautoCAN平台软件对单个ECU的CAN-BUS通信功能进行诊断，并可做多个ECU联网后CAN-BUS通信的综合诊断。

4.汽车车灯控制单元

4.1 七组以上灯光控制继电器输出。4.2 1七路以上独立逻辑信号输入。4.3实现CAN与Lin总线通信的综合应用。

4.4 通过本地控制可以实现本单元的ECU功能演示，并可通过CAN/lin总线网络进行实车的模拟控制，并通过网关、仪表等显示相关控制报文、指示信息等。4.5 提供ECU原理图及实验源代码等教学资源。

4.6 通过PFautoCAN平台软件对ECU进行软仿真、半实物仿真及硬件在环仿真。4.7 通能够通过PFautoCAN平台软件对单个ECU的CAN-BUS通信功能进行诊断，并可做多个ECU联网后CAN-BUS通信的综合诊断。

5.汽车防盗报警器单元 成都盘沣科技有限公司

http://www.daodoc.com 5.1 六路以上继电器控制输出，五路以上报警信号输入。

5.2 综合应用CAN、LIN总线通信与无线通信的数据交互技术，以及汽车防盗原理。

5.3 提供ECU原理图及实验源代码等教学资源。5.4 多路LED工作指示灯控制电路。

5.5 电子防盗软件部分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。

5.6 通过PFautoCAN平台软件对ECU进行软仿真、半实物仿真及硬件在环仿真。5.7 通能够通过PFautoCAN平台软件对单个ECU的CAN-BUS通信功能进行诊断，并可做多个ECU联网后CAN-BUS通信的综合诊断。

6.汽车倒车雷达控制单元

6.1 通过对超声波探头控制，采集车身周围障碍物分布情况，将信息汇总后模糊推理，提供倒车建议。

6.2 提供ECU原理图及实验源代码等教学资源。

6.3 通过PFautoCAN平台软件对ECU进行软仿真、半实物仿真及硬件在环仿真。6.4 通能够通过PFautoCAN平台软件对单个ECU的CAN-BUS通信功能进行诊断，并可做多个ECU联网后CAN-BUS通信的综合诊断。

7.智能天窗控制单元

7.1 提供4路以上控制继电器输出，控制天窗滑移电机、斜升电机等。7.2 提供6路以上逻辑信号输入。

7.3 实现滑动开关有滑动打开、滑动关闭和断开（中间位置）3 个挡位。7.4 实现斜升开关也是有斜升、斜降和断开（中间位置）3个挡位。7.5 实现对天窗的自动控制。

7.6 综合应用CAN、LIN总线的通信技术，以及智能天窗控制原理。7.7 提供ECU原理图及实验源代码等教学资源。成都盘沣科技有限公司

http://www.daodoc.com 7.8 通过PFautoCAN平台软件对ECU进行软仿真、半实物仿真及硬件在环仿真。7.9 通能够通过PFautoCAN平台软件对单个ECU的CAN-BUS通信功能进行诊断，并可做多个ECU联网后CAN-BUS通信的综合诊断。

8.PFautoCAN汽车CAN网络设计仿真平台软件

PFautoCAN平台软件是针对车载CAN-BUS网络及其相关ECU的开发、测试和分析的集成开发环境软件，涵盖了从系统规划到实现的完整开发流程，可提高开发基于CAN-BUS网络的ECU及车载网络的效率。支持ECU及车载CAN-BUS网络系统的开发、测量、仿真、诊断、测试、分析、数据记录、数据回放等，并实现了与Vector公司的dbc文件兼容等。

8.1 测量：以图形，图表等形式实时的反映车载网络的总线状态及相关信息 8.2仿真：用于车载网络仿真，包括软件仿真，半实物仿真，硬件在环仿真。8.3诊断：完成对单个ECU的CAN-BUS通信功能诊断，以及多个ECU联网后网络的综合诊断。

8.4测试：对开发过程中各个阶段的ECU进行CAN总线通信功能测试，检查测试模型，回归测试及一致性测试。

8.5 数据记录与回放：可记录总线数据，并进行记录数据的回放。

8.6符合ISO11898标准的两路独立CAN-bus通道，可以处理CAN2.0A和CAN2.0B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。

8.7可实时显示总线负载和流量以及总线错误状态。8.8支持检测和显示错误帧。

8.9 可通过脚本配置以支持自定义协议。

8.10 可发送协议帧，进行模拟操作；具有键盘输入、时间等触发功能，并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。

9.汽车信号发生器

9.1 具有DDS单元（数字信号发生单元），可通过该单元模拟发动机转速、车速等信号。成都盘沣科技有限公司

http://www.daodoc.com 9.2 具有CAN-BUS通信功能，可以根据汽车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，模拟在总线中的各种ECU输出到总线的状态信息，如汽车车速、发动机转速、油压、温度、ABS、车门车窗状态等。