文档介绍：北京科技大学
硕士学位研究生
选题报告及文献综述
论文题目:车载多功能数字仪表系统的研究与应用
指导教师: 陈树新
单位:土木与环境工程学院
学号: S20080075
作者: 朱明来
专业名称:_ 车辆工程
入学时间: 2008年9月
2009年11月23日
目录
1 课题研究的背景、意义和目的 1
课题研究的背景 1
课题研究的意义 1
课题研究的目的 1
2 文献综述 3
相关技术手段的发展与应用 3
嵌入式系统概述 3
CAN体系结构 7
本领域以及相关领域所作的研究成果和应用 12
本专业往届研究生所做工作与结论 13
3 课题研究内容与方法 15
车载多功能数字仪表系统的功能需求分析 15
课题的主要研究内容 16
本课题确定的软硬件研究平台 19
嵌入式硬件设备选型 19
嵌入式软件选型 19
主控制器选型 21
技术路线、主要创新点和技术难点 21
技术路线 21
主要创新点 22
技术难点 22
4 进度安排 24
参考文献 25
课题研究的背景、意义和目的
课题研究的背景
在汽车电子化的发展中,汽车仪表也随着信息化,电子化的发展,从传统的机电式模拟仪表向电子化、数字化过渡。目前,作为汽车电子系统的重要信息终端,多功能数字化仪表已经在高端乘用车上有了初步应用,其良好的人机操纵界面显示出了巨大的优势[1]。目前,国内外针对大型矿用卡车的数字化仪表应用的很少,或是只有简单的显示作用。多功能数字仪表系统可以为驾驶员提供一个良好人性化的仪表显示环境,并对车辆运行进行科学有效的管理提供技术依据。
课题研究的意义
传统的组合仪表只能显示车辆基本的运行参数,无法对这些参数进一步的监视以判断汽车的运行状态,也不能纪录和储存车辆的运行数据,一旦出现交通事故也无法科学的反映出责任方。
60吨铰接式电动卡车就目前来讲,本车将全部使用完全的电气化方案设计,依靠CAN总线进行数据传输,提高数据的传输效率和稳定性。同时,汽车仪表是驾驶员与车辆进行信息交流的重要接口和界面,对车辆的安全和经济运行起着重要的作用,多功能数字仪表系统采用嵌入式微处理器,相对传统仪表运行更稳定,而且具有外型美观,结构简洁,设计自由度高,体积小,实时性好,反应灵敏,显示清晰直观,数据存储,信息量大,功能可升级扩展等优点。
课题研究的目的
本课题的目的是建立车载多功能仪表系统,大型矿用卡车司机提供一个人性化的仪表操作平台,同时监控车辆电气系统系统运行参数和状态;自动显示故障报警,提示故障处理信息;查询和浏览故障记录,存储故障状态信息。本系统采用基于PXA270处理器(Xscale架构)的PC/104工控机主板,处理速度快,本课题可获得以下的车载多功能仪表系统的关键技术和方法:
控制器的信号采集和干扰屏蔽技术;
基于CAN总线的数据传输技术方案;
基于嵌入式Linux的车载仪表显示和数据处理终端。
文献综述
相关技术手段的发展与应用
嵌入式系统概述
(1)嵌入式系统的组成
嵌入式系统一般指非PC系统,它包括硬件和软件两部分[2]。硬件包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。图2-1给出了典型的嵌入式硬件平台的组成。
时钟
复位
中断处理器
片上外设
处理器核
SDRAM控制器
外部总线控制器
SDRAM
Flash
其他外设
图 2-1 嵌入式平台的硬件组成
软件部分包括操作系统软件(OS)(要求实时和多任务操作)和应用程序编程。有时设计人员把这两种软件组合在一起。应用程序控制着系统的运作和行为;而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。
(2)嵌入式系统的硬件
嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。嵌入式微处理器一般具备以下4个特点[13]:
(1)对实时多任务有很强的支持能力,能完成多任务并且有较短的中断响应时间,从而使内部的代码和实时内核心的执行时间减少到最低限度。
(2)具有功能很强的存储区保护功能。这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化,而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用,需要设计强大的存储
区保护功能,同时也有利于软件诊断。
(3)可扩展的处理器结构,以能最迅速地开展出满足应用的最高性能的嵌入式微处理器。
(4)嵌入式微处理器必须功耗很低,尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此,如需要功耗只有mw甚至µw级。
ARM C Advanced RISC Machines,既