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混合动力汽车行车数据采集及回放系统的设计与研究

关注热度:86   来源:新能源学术论文  作者:史磊
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【摘要】: 随着石油资源的日益枯竭和环境问题日益恶化,混合动力汽车已成为节能环保汽车技术研发的一个重点。由于混合动力汽车控制系统和功能比传统的汽车复杂许多,增加了整车开发和调试诊断的难度,对混合动力整车开发过程中的行车数据记录分析和故障诊断提出了更高的要求。所以,混合动力汽车行车数据采集及回放系统的研制势在必行。 本论文研究了国内外行车记录仪的发展现状及特点,分析了CAN总线的发展现状及其在汽车上的应用,同时结合USB通讯特点,根据混合动力整车开发过程中对行车数据采集及回放系统的需求,分别研究设计了数据记录仪和数据回放仪。该系统利用数据记录仪能够在不同的工作模式下,采集汽车CAN总线上具有特定ID码的数据,同时可对采集的数据帧进行时间标定,并将采集的数据存储到U盘中;利用数据回放仪可以将通过数据记录仪采集的数据进行回放,再现记录时CAN总线上的状况。 在硬件电路设计方面,针对数据记录仪和数据回放仪对硬件的不同需求,设计了以TMS320F2812 DSP为测控核心,外围模块包括:U盘读写模块、CAN收发器、存储模块、日历时钟模块(数据回放仪不需要)和其他辅助模块的硬件电路。在软件设计方面,从数据记录仪和数据回放的功能出发,分别设计编制了基于DSP芯片指令系统和C语言的数据采集软件和数据回放软件。 试验测试表明,本论文研究设计的数据记录仪能够在不丢失数据的情况下准确记录CAN总线上的目标数据;数据回放仪能够精确回放数据记录仪记录的原始数据,真实再现记录时汽车CAN总线的状况。通过对记录的数据具体分析,本论文研究设计的行车数据采集系统采集的数据能够真实反映车辆行驶过程中各个控制单元的工作状况,可为后续研究开发提供必要的数据支持。
【关键词】:混合动力汽车 CAN总线 数据采集 数据回放
【学位授予单位】:西南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP274.2
【目录】:
  • 摘要6-7
  • ABSTRACT7-8
  • 第一章 文献综述8-15
  • 1.1 混合动力汽车概述8-9
  • 1.2 行车数据采集系统概述9-12
  • 1.2.1 行车记录仪简介9-10
  • 1.2.2 行车记录仪的功能10-12
  • 1.3 国内外研究现状和发展趋势12-15
  • 第二章 绪论15-17
  • 2.1 研究的背景和意义15-16
  • 2.2 研究的内容和方法16-17
  • 第三章 行车数据采集及回放系统设计17-32
  • 3.1 行车数据采集及回放系统总体设计思想及方案17-19
  • 3.1.1 行车数据采集及回放系统的设计思想17-18
  • 3.1.2 行车数据采集及回放系统的设计方案18-19
  • 3.2 主控芯片的选型与简介19-24
  • 3.2.1 DSP的主要特点19-21
  • 3.2.2 TI—DSP系列21
  • 3.2.3 TMS320F2812-DSP芯片21-24
  • 3.3 CAN总线接口24-27
  • 3.3.1 CAN总线的发展现状及优点简介24-25
  • 3.3.2 CAN总线的工作过程25-26
  • 3.3.3 CAN总线在汽车上的应用26-27
  • 3.4 USB接口27-32
  • 3.4.1 USB的发展历史27-28
  • 3.4.2 USB系统描叙28-29
  • 3.4.3 USB的传输方式29-30
  • 3.4.4 USB海量存储协议概述30-32
  • 第四章 行车数据采集系统的硬件设计32-47
  • 4.1 主控芯片模块的设计33-35
  • 4.1.1 主控芯片电源模块33-34
  • 4.1.2 JTAG接口电路34-35
  • 4.2 通讯模块的设计35-37
  • 4.2.1 CAN通讯模块的设计35-36
  • 4.2.2 USB通讯模块的设计36-37
  • 4.3 RAM存储模块的设计37-39
  • 4.3.1 RAM芯片的选型37-38
  • 4.3.2 RAM存储模块系统的设计38-39
  • 4.4 日历时钟模块的设计39-41
  • 4.4.1 日历时钟芯片的选型40
  • 4.4.2 日历时钟芯片外围电路的设计40-41
  • 4.5 其他辅助模块的设计41-47
  • 4.5.1 电平转换模块41-44
  • 4.5.2 译码模块44
  • 4.5.3 按键及指示灯模块44-47
  • 第五章 数据回放系统的硬件设计47-53
  • 5.1 主控芯片模块的设计48
  • 5.2 通讯模块的设计48
  • 5.2.1 CAN通讯模块的设计48
  • 5.2.2 USB通讯模块的设计48
  • 5.3 RAM存储模块的设计48-49
  • 5.4 其他辅助模块的设计49-51
  • 5.4.1 电平转换模块49
  • 5.4.2 译码模块49-50
  • 5.4.3 按键及指示灯模块50-51
  • 5.5 硬件PCB板设计时的注意问题51-53
  • 第六章 行车数据采集及回放系统的软件设计53-68
  • 6.1 CCS集成开发工具53-54
  • 6.2 行车数据记录仪的软件设计54-66
  • 6.2.1 eCAN模块的程序设计55-59
  • 6.2.2 存储模块的程序设计59-61
  • 6.2.3 U盘读写模块的程序设计61-65
  • 6.2.4 数据记录仪主程序65-66
  • 6.3 行车数据回放仪的软件设计66-68
  • 第七章 行车数据采集及回放系统准确性分析68-74
  • 7.1 数据记录仪记录数据准确性分析68-71
  • 7.2 数据记录仪时间标定准确性分析71-73
  • 7.3 数据回放仪准确性分析73-74
  • 第八章 结论与建议74-76
  • 8.1 结论74
  • 8.2 建议74-76
  • 参考文献76-79
  • 致谢79-80
  • 发表论文及参加课题一览表80


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关键词: 混合动力汽车

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