随着控制、计算机、通信、网络等技术的发展和融合,信息交换沟通的领域正在迅速覆盖从工厂的现场设备层到控制、管理的各个层次,从而逐步形成以网络集成自动化系统为基础的企业信息系统。现场总线(Fieldbus)就是顺应这一趋势发展起来的高新技术。如今,现场总线已经成为当今世界范围内的自动化技术发展的热点之一,代表了自动化技术发展的新方向,标志着工业自动化技术又一个新时代的开始,并将对该领域的发展产生重要而深远的影响。CAN总线(Controller Area Network)则是众多现场总线中最具代表性的一个。CAN总线结构简单实用,运行稳定,广泛的应用于工业、民用、军事等领域。在当今汽车电子控制网络中,CAN总线更发挥着不可替代的作用,仅用两根简洁的电缆,便将汽车内部庞大、复杂的通讯网络化为一体,高速、可靠的实现了车辆的控制与运行。但CAN总线也有其自身的缺陷。由于缺少对应用层的定义,使得用户对每个系统都需要进行相应的规范制订,同时,基于优先级的竞争机制还不够完备,在通讯堵塞等最坏情况时,报文传输的延迟将严重降低传输速率,在高速行驶的汽车中,即使某个微小的时延,也将造成难以挽回的后果;此外,静态的调度机制使系统操作显得不够灵活,无法动态地对决策层的命令进行响应。本文在自行搭建的局部汽车电子控制网络中,主要对以上问题进行了深入研究,给出了相应的解决方案。研究内容主要包含以下三个方面:(一)针对汽车电子控制网络,对CAN总线应用协议与调度算法进行了研究。结合目前国内外发展现状,介绍了几种主流CAN总线高层协议——CANopen、DeviceNet、J1939等;对静态调度与动态调度,以及时间触发和事件触发等算法相关问题提出了自己的见解,为下面工作开展提供了充分的理论基础。(二)汽车电子控制网络平台的搭建。以飞思卡尔公司研制的MC9S12DP256处理器为核心,设计了三套控制单元,分别是防抱死制动单元(ABS)、电子助力转向单元(EPS)以及车身控制单元,利用它们作为汽车CAN总线的节点,构成控制网络。(三)对CAN总线网络环境的优化和改善。提出了一种结合TTCAN(Time-Triggered Controller Area Network)技术和动态晋升机制各自所长的“动静结合”的调度算法。根据该算法制定了应用层协议,以达到有效解决数据发送时延和冲突问题的目的,改善数据传输的实时性。