Nghiên cứu và chế tạo mô hình mô phỏng hệ thống CAN trên ô tô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ mơn Điện Tử Ơ Tơ TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Võ Trường Minh MSSV: 14145167 Nguyễn Đại Phúc MSSV: 14145198 Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô Mã ngành đào tạo: Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ đào tạo: Khóa: 2014 – 2018 Lớp: 141451B Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo mơ hình mơ hệ thống CAN ô tô Nhiệm vụ đề tài: - Nghiên cứu tìm hiểu lý thuyết CAN - Chế tạo mơ hình mơ CAN Sản phẩm đề tài: - Mơ hình mơ CAN Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 26/3/2018 Ngày hồn thành nhiệm vụ: 23/7/2018 TRƯỞNG BỘ MƠN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN i TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ mơn Điện Tử Ơ Tơ PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Họ tên sinh viên: Võ Trường Minh MSSV:14145167 Hội đồng: Họ tên sinh viên: Nguyễn Đại Phúc MSSV:14145198 Hội đồng: Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo mơ hình mơ hệ thống CAN tơ Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật ô tô Họ tên GV hướng dẫn: Võ Xuân Thành Ý KIẾN NHẬN XÉT Nhận xét tinh thần, thái độ làm việc sinh viên (không đánh máy) Nhận xét kết thực ĐATN (không đánh máy) 2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: 2.2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) 2.3.Kết đạt được: ii 2.4 Những tồn (nếu có): Đánh giá: TT Điểm tối đa Mục đánh giá Hình thức kết cấu ĐATN 30 Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Tính cấp thiết đề tài 10 Nội dung ĐATN 50 Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hợi… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả thiết kế chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế 15 Khả cải tiến phát triển 15 Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài 10 Sản phẩm cụ thể ĐATN 10 Tổng điểm 100 Điểm đạt Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng 07 năm 2018 iii Giảng viên hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ môn Điện Tử Ơ Tơ PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Họ tên sinh viên: Võ Trường Minh MSSV:14145167 Hội đồng: Họ tên sinh viên: Nguyễn Đại Phúc MSSV:14145198 Hội đồng: Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo mơ hình mơ hệ thống CAN ô tô Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật ô tô Họ tên GV phản biện: Nguyễn Trọng Thức Ý KIẾN NHẬN XÉT Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) Kết đạt được: Những thiếu sót tồn ĐATN: iv Câu hỏi: Đánh giá: TT Mục đánh giá Điểm tối đa Hình thức kết cấu ĐATN 30 Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Tính cấp thiết đề tài 10 Nội dung ĐATN 50 Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả thiết kế, chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế 15 Khả cải tiến phát triển 15 Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài 10 Sản phẩm cụ thể ĐATN 10 Tổng điểm 100 Điểm đạt v Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng 07 năm 2018 Giảng viên phản biện ((Ký, ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ mơn Điện Tử Ơ Tơ XÁC NHẬN HỒN THÀNH ĐỒ ÁN Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo mơ hình mơ hệ thống CAN tô Họ tên sinh viên: Võ Trường Minh MSSV: 14145167 Nguyễn Đại Phúc MSSV: 14145198 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô Sau tiếp thu điều chỉnh theo góp ý Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản biện thành viên Hội đồng bảo vệ Đồ án tốt nghiệp hoàn chỉnh theo yêu cầu nội dung hình thức Chủ tịch Hội đồng: _ Giảng viên hướng dẫn: Giảng viên phản biện: _ Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2018 vi LỜI CẢM ƠN Nhóm thực đề tài xin chân thành cảm ơn q thầy từ mơn Điện Tử Ơtơ, thầy khoa Cơ Khí Động Lực,trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, người dìu dắt nhóm thực đề tai suốt thời gian học tập Nhờ quý thầy tận tình dạy giúp đỡ từ kiến thức chuyên môn nhà trường đến thực tiễn sống giúp nhóm thực đề tài tiếp cận gần hiểu biết rõ ngành nghề mà chọn Từ tảng kiến thức hiểu biết vững giúp nhóm thực đề tài hồn thành tập đồ án hành trang để bước vào đời Hơn hết nhóm gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thạc sĩ Giảng viên VÕ XUÂN THÀNH giáo viên hướng dẫn đề tài, người thầy tận tình hướng dẫn, bảo kịp thời, tạo điều kiện, động viên giúp đỡ nhóm thực đề tài nhiều mặt tinh thần kiến thức để nhóm thực đề tài vượt qua ngày tháng khó khăn q trình thực đồ án Bên cạnh nhóm thực đề tài xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè hết lịng ủng hộ, giúp đỡ góp ý cho nhóm em suốt quà trình thực Mặc dù cố gắng nỗ lực nhiều, kiến thức ỏi thời gian nghiên cứu có hạn nên thành đạt không tránh khỏi thiếu sót Do nhóm thực đề tài kính mong nhận đóng góp, dạy q thầy để nhóm thực đề tài hồn thiện đồ án tốt Nhóm thực đề tài xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng năm 2018 Nhóm sinh viên thực VÕ TRƯỜNG MINH NGUYỄN ĐẠI PHÚC vii TÓM TẮT Ngày việc điều khiển tự động hệ thống xe vấn đề nhà sản xuất xe quan tâm Nhằm giải vấn đề trên, hãng xe thử nghiệm chế tạo hệ thống mạng để giao tiếp xe Những xe vào thử nghiệm hệ thống mạng giao tiếp vài hệ thống điều khiển xe hệ thống điều khiển động cơ, hệ thống điều khiển hộp sô tự động Tuy nhiên phát triển linh kiện điện tử theo thời gian góp phần giúp phát triển hệ thống mạng xe, chúng cải tiến hồn thiện với nhiều hệ thống giao tiếp hỗ trợ hơn, phát minh khơng nhắc đến q trình phát hệ thống lái tự động Với ưu điểm hệ thống mạng, tín hiệu thơng tin giao tiếp hệ thống xe giúp xe đem lại cảm giác thoải mái hơn, an toàn cho người lái Ngồi giúp đáp ứng u cầu khắc khe nhà chức trách vấn đề bảo vệ mơi trường Các hệ thống điều khiển điều chỉnh lượng khí thải ảnh hưởng đến mơi trường Nắm xu thể phát triển cơng nghiệp tơ, nhóm chúng em định chọn đề tài "Nghiên cứu chế tạo mơ hình mơ hệ thống CAN ô tô" để thực đồ án tốt nghiệp viii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN v TÓM TẮT vi MỤC LỤC vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT xiv DANH MỤC CÁC HÌNH xv DANH MỤC CÁC BẢNG xxi Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI .1 1.1 TÍCH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯỚC 1.3 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI 1.4 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU .1 1.4.1 Phương pháp giải vấn đề .1 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.6 TẠI SAO PHẢI SỬ DỤNG MẠNG CAN 1.7 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG MẠNG CAN 1.7.1 Định nghĩa truyền thông 1.7.2 Định nghĩa CAN 1.7.3 CAN hoạt động 1.7.4 CANopen .8 1.7.5 Tiêu chuẩn ISO 11898 CAN .9 CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC TIN NHẮN TRONG CAN 10 2.1 SỰ PHÂN XỬ TIN NHẮN (ARBITRATION) 10 2.2 CÁC KHUNG DỮ LIỆU 13 2.2.1 Khung liệu (Data frame) 13 2.2.2 Khung yêu cầu liệu (Remote) 18 2.2.3 Khung lỗi (Error) 19 2.2.4 Khung tải (Overload) 20 2.2.5 Khoảng phân cách khung (Interframe Space) 21 ix CHƯƠNG 3: TRUYỀN DỮ LIỆU CỦA CAN TRÊN Ô TÔ – BIT TIME 24 3.1 TRUYỀN DỮ LIỆU CỦA CAN 24 3.2 TRUYỀN THÔNG ĐỒNG BỘ 25 3.3 TRUYỀN THÔNG KHÔNG ĐỒNG BỘ 26 3.4 SỰ TÁI ĐỒNG BỘ 26 3.5 BIT-TIMING 28 3.5.1 Các phân đoạn thời gian CAN Bus 28 3.5.2 Sự truyền tín hiệu CAN Bus 29 3.5.3 Tỉ số tốc độ chiều dài Bus (Data – Rate/ Bus Length) .30 3.5.4 Chiều dài CAN Bus 31 3.6 MÃ HÓA BIT (BIT ENCODING) .31 3.6.1 Phương pháp mã hóa khơng trở (Non – Return – to – Zero) 31 3.6.2 Quy luật nhồi bit (Bit Stuffing) .32 3.6.3 Tỉ lệ bit liệu bit nhồi 32 3.6.4 Sự ước lượng số bit nhồi .33 CHƯƠNG 4: CAN BUS VÀ HỆ THỐNG XỬ LÝ 34 4.1 SƠ LƯỢC VỀ CAN BUS 34 4.1.1 Tổng quan 34 4.1.2 Độ dài Bus .37 4.1.3 Tín hiệu CAN Bus 38 4.1.4 Đường truyền công suất CAN Bus 39 4.1.5 Sự truyền tần số cao (tần số vô tuyền) CAN Bus 40 4.1.6 Sự truyền hồng ngoại CAN Bus (Infrared Transmission) 40 4.1.7 Các mức tín hiệu CAN Bus (ISO 11898-2) 41 4.1.8 Sự nhiễm điện từ CAN Bus (Electromagnetic Interference) 41 4.1.9 Bộ lặp (Repeater) 42 4.1.10 Cấu hình Can Bus 42 4.2 CƠ CHẾ GIAO TIẾP VÀ ĐẶC TÍNH CỦA BUS 43 4.2.1 Cơ chế giao tiếp .43 4.2.1.1 Sự truyền thông trạm Bus 43 x ... tài: Nghiên cứu chế tạo mơ hình mơ hệ thống CAN ô tô Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật ô tô Họ tên GV hướng dẫn: Võ Xuân Thành Ý KIẾN NHẬN XÉT Nhận xét tinh thần, thái độ làm việc sinh viên (không... Nguyễn Đại Phúc MSSV:14145198 Hội đồng: Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo mơ hình mơ hệ thống CAN ô tô Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật ô tô Họ tên GV phản biện: Nguyễn Trọng Thức Ý KIẾN NHẬN... CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ môn Điện Tử Ơ Tơ XÁC NHẬN HỒN THÀNH ĐỒ ÁN Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo mơ hình mô hệ thống CAN ô tô Họ tên sinh viên: Võ Trường Minh MSSV: 14145167