论文部分内容阅读
CAN总线作为汽车电子控制单元间的通信手段得到了广泛的应用,但CAN总线仅定义有物理层和数据链路层,应用层协议的标准并不统一,使得不同品牌汽车实际的CAN通信应用层协议不尽相同,极大地影响了汽车总线通信系统的开放性和互联性,阻碍标准配件的互换性和互可操作性,甚至造成重复开发及资源浪费,同时也严重阻碍了汽车联网技术的发展。CANopen协议是CAN用户组织推荐的应用层标准协议,已在工业自动化领域得到推广。如果把CANopen协议应用到汽车车身CAN通信网络,将可以推动汽车CAN网络高层协议的统一化和标准化,且考虑到复杂通信节点实时响应特性的改善需求,还可引入实时操作系统(RTOS)以实现CANopen通信管理及其它功能调度。本文在相关调查基础上,深入分析了μC/OS-II实时操作系统和CANopen协议,成功将μC/OS-II操作系统移植到STM32系统,完成了对MicroCANopen协议栈的针对性修改、完善和μC/OS-II系统下的CANopen协议实现,并进一步给出了汽车车身网络的CANopen通信框架。为了验证方案的可行性和CANopen协议设计实现的合理性,构建了实验测试平台,主要包括车身部分通信节点的硬软件设计,针对中央控制节点开发了基于μC/GUI的人机交互界面系统,以及基于LabVIEW的上位机监测软件开发,并进行了车身通信从节点CANopen通信功能测试、中央控制节点与从节点通信测试以及车身CANopen通信网络负载率的分析和测试。结果表明,将CANopen协议应用到汽车车身CAN通信网络是完全可行的。上述工作成功建立了基于RTOS的CANopen协议在汽车电子控制单元的通信框架,为CANopen协议在车身通信系统的工程应用奠定了基础,对汽车CAN网络高层协议的开放与标准统一具有重要参考意义。