Hệ thống truyền dữ liệu multiplex và can trên ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ VŨ THỊ THU HIỀN HỆ THỐNG TRUYỀN DỮ LIỆU MULTIPLEX VÀ CAN TRÊN Ô TÔ NGÀNH: KHAI THÁC VÀ BẢO TRÌ Ô TÔ, MÁY KÉO - 605246 S KC 0 4 Tp Hồ Chí Minh, năm 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ VŨ THỊ THU HIỀN HỆ THỐNG TRUYỀN DỮ LIỆU MULTIPLEX VÀ CAN TRÊN Ô TÔ NGÀNH: KHAI THÁC BẢO TRÌ Ô TÔ, MÁY KÉO - 605246 Tp Hồ Chí Minh, tháng …/2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ VŨ THỊ THU HIỀN HỆ THỐNG TRUYỀN DỮ LIỆU MULTIPLEX VÀ CAN TRÊN Ô TÔ NGÀNH: KHAI THÁC BẢO TRÌ Ô TÔ, MÁY KÉO - 605246 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG Tp Hồ Chí Minh, tháng …/ 2013 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC Học tên: VŨ THỊ THU HIỀN Giới tính: nữ Ngày, tháng, năm, sinh: 10/06/1985 Nơi sinh: Nam Định Quê quán: thành phố Nam Định, tỉnh Nam Định Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 189 Kinh Dương Vương, quận 6, Tp HCM Điện thoại quan: Điện thoại nhà riêng: E-mail: thuhienckd@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ: 2007 đến 2009 Nơi học (trường, thành phố): Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.Hồ Chí Minh Ngành học: Cơ Khí động lực Tên đồ án: Biên soạn tài liệu hệ thống phanh, treo, lái ô tô Nơi bảo vệ đồ án: Khoa Cơ khí động lực, Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2009 Người hướng dẫn: Ths Nguyễn Ngọc Bích III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 2011 đến Trường Cao đẳng Giao thông vận tải III Giảng viên i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng 04 năm 2013 ii LỜI CẢM ƠN Trong trình thực đề tài luận văn thạc sỹ, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý Thầy Cô, đồng nghiệp bạn bè hết lòng giúp đỡ hoàn thành tốt đề tài luân văn :  Xin cảm ơn đến quý Thầy Cô tham gia giảng dạy lớp cao học ô tô niên khóa 2010-2012 trang bị cho nhiều kiến thức tảng để hoàn thành luận văn tốt nghiệp  Xin cảm ơn thầy PGS.TS Đỗ Văn Dũng hướng dẫn tận tình giúp hoàn thành luận văn  Xin cảm ơn Thầy phản biện đóng góp nhiều ý kiến quý báo giúp hoàn thành tập luận văn  Xin cảm ơn Thầy Cô khoa khí động lực, bạn học viên tận tình giúp đỡ thời gian thực luận văn Học viên thực Vũ Thị Thu Hiền iii Tóm tắt Trong đề tài “Hệ thống truyền liệu Multiplex CAN ô tô” người thực thực công việc sau: Hiểu sở lý thuyết hệ thống thông tin đa dẫn Multiplex, hiểu cấu trúc mạng CAN chuẩn giao tiếp CAN Trên sở lý thuyết tìm hiểu với việc tìm hiểu hoạt động thực tế hệ thống tuyền giữ liệu xe Toyota Yaris người thực thiết kế mô hình mô hoạt động mạng CAN ECU điều khiển tốc độ motor quạt két nước làm mát động ECU điều khiển đóng mở motor servo trộn khí Do ECU tự chế tạo nên xung đo chưa mịn Abstract This "Transmission system Multiplex and CAN integrated on automobile" thesis has been conducted by reseacher This has brought to researcher understanding on: Theoretical basic on multi transmission information system (Multiplex system), CAN network infrastructure and interface standard This theory has been checked with practical data transmission system on Toyota Yaris and stimulation has been designed This stimulates operation on CAN between controlling water cooling motor ECU and air mixing closing/opening motor ECU These ECUs are self-design that may result on unexpectedly unstable pulses There may have some mistakes in this thesis that reseacher may not be awared and would like to receive more input for improvements iv DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT CAN: Controller Area Network – Mạng điều khiển vùng MPX: Multiplex communication network – Hệ thống truyền liệu đa dẫn AVC- LAN: Audio Visual Communication – Local Area Network - Truyền tín hiệu cho hệ thống nghe nhìn – Mạng cục BEAN: Body Electronics Area Network – Mạng điện tử thân xe ECU: Electronic Control Unit LIN: Local Interconnect Network - Mạng Kết Nối Nội Bộ Khu Vực ACK: Rộng bit chứa vùng ACK flag (cờ lệnh ACK) ACK phân định AVX: Radio Receiver Assembly with Display CAMERA-C: Television Camera ECU CSMA: Carrier Sense Multiple Access CD: Collision Detection CRC: Cyclic Redundancy Check: Cung cấp mã phát lỗi CONT-SW: Integration Control & Panel Assembly DTC: Diagnostic Trouble Code: mã chuẩn đoán hư hỏng DLC3: giắc nối liệu số DVD-P: DVD Player DST – ID: Destination ID: cung cấp địa cho ECU nhận EMI: Electromagnetic Interference - nhiễu điện từ EMV: Multi Display EOM: End of Massage: Kết thúc thông điệp EOF: End of Frame: Kết thúc khung v ESD: Electrostatic Discharge - phóng điện tĩnh điện GND: Ground: nối đất G/W: Gateway ECU ISO 11898-2: CAN tốc độ cao ISO 11898-3: CAN fault-tolerant (tốc độ thấp) ISO 11992-1: CAN fault-tolerant cho xe tải, xe lửa SAE J2411: CAN dây đơn - Single-wire CAN_SWC UART: Universal Ansynchronous Receiver/ Transmitting - Truyền/ Nhận liệu nối tiếp không đồng LLC: Logical link control - Lớp kết nối theo logic MAC: Medium Access Control- Lớp điều khiển truy cập phương tiện truyền thông tin MDI: Medium Dependent Interface MOVs: Metal Oxide Varistors MPX: Multiplex Communication Systemn - Hệ Thống Thông Tin Đa Dẫn MES – ID: Message ID: cung cấp loại liệu MHKĐC: Mã hóa khóa động NAVI: Navigation ECU PMA: Physical Medium Attachment RTR: Remote Transmit Request – rộng bit Rr- TV: Rear Television Display Rr-CONT: Audio Control Switch (at Rear Seat) Sleep: Chế độ nghỉ SOF: Start of Frame: Bắt đầu khung SRR: rộng bit, sử dụng khung mở rộng vi TVS: Transient Voltage Suppression - thiết bị dập điện áp tức thời WTO: World Trade Orgnization: Tổ chức thương mại giới Wake up: Chế độ bị đánh thức vii Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Luận văn cao học Hình 5.11: Dạng sóng điều khiển motor servo mức thấp (0o) quạt mức cao Hình 5.12: Dạng sóng điều khiển motor servo mứ trung bình (90o) quạt mức trung bình GVHD: PGS_TS Đỗ Văn Dũng HVTH: KS Vũ Thị Thu Hiền - 133- Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Luận văn cao học Hình 5.13: Dạng sóng điều khiển motor servo mức cao (180o) quạt mức cao GVHD: PGS_TS Đỗ Văn Dũng HVTH: KS Vũ Thị Thu Hiền - 134- Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Luận văn cao học 5.6 Đánh giá kết thí nghiệm Qua thí nghiệm kiểm tra dạng xung điều khiển motor servo tốc độ quạt két nước làm mát chế độ khác ta đánh giá xung điều khiển phù hợp Mạch điều khiển làm việc tốt đạt yêu cầu GVHD: PGS_TS Đỗ Văn Dũng HVTH: KS Vũ Thị Thu Hiền - 135- Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Luận văn cao học Chƣơng 6: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 6.1 Kết luận Qua thời gian thực đề tài luận văn tốt nghiệp với nỗ lực thân với tận tình thầy hướng dẫn Đề tài đạt số kết sau: - Đã nghiên cứu sở lý thuyết hệ thống truyền liệu Multiplex CAN ô tô - Đã thu thập thông số đầu vào cảm biến nhiệt độ phòng nhiệt độ nước động - Đã nghiên cứu sở lý thuyết vi điều khiển Atmega16, lập trình vi điều khiển, chọn linh kiện điện tử phù hợp từ làm sở cho việc điều khiển motor quạt motor servo - Thiết kế chế tạo thành công hộp ECU hệ thống truyền liệu CAN ô tô Sau hộp ECU lắp đặt thử nghiệm thành công mô hình - Mô hình mô hệ thống truyền liệu CAN ô tô chế tạo từ đề tài dùng để giảng dạy nghiên cứu hệ thống truyền liệu CAN ô tô 6.2 Đề nghị Nếu có thêm thời gian điều kiện tốt hơn, người nghiên cứu thiết kế mô hình điều khiển nhiều hệ thống lúc ô tô 6.3 Hƣớng phát triển đề tài Với mục đích chế tạo mạch điều khiển mô hình điều khiển hệ thống truyền liệu Multiplex CAN ô tô, mô hệ thống truyền liệu CAN ô tô, dựa tham số thực nghiệm cảm biến nhiệt độ để điều khiển motor nên tính đa dạng mô hình chưa cao, đề nghị rằng: GVHD: PGS_TS Đỗ Văn Dũng HVTH: KS Vũ Thị Thu Hiền - 136- Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Luận văn cao học Cần thiết kế mô hình điều khiển nhiều hệ thống lúc sử dụng mạng CAN, nhằm đánh giá cách trực quan Tôi hy vọng tiếp tục đóng góp công sức vào dự định phát triển thêm đề tài Cuối lần xin chân thành cảm ơn Thầy PGS.TS Đỗ Văn Dũng tận tình hướng dẫn thực đề tài GVHD: PGS_TS Đỗ Văn Dũng HVTH: KS Vũ Thị Thu Hiền - 137- Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Luận văn cao học TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Tài liệu đào tạo TEAM 21 Toyota Tài liệu đào tạo hệ thống giao tiếp xe hãng Huyndai Toyota Tài liệu tham khảo hãng xe Posch CiA, CANopen Hoàng Minh Sơn , Mạng truyền thông công nghiệp, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2007 Ngô Diên Tập, Kỹ Thuật Vi Điều Khiển Với AVR, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2003 TIẾNG NƢỚC NGOÀI Mathony, H., Kaiser, K., and Unruh, J., "Network Architecture for CAN," SAE Technical Paper 930004, 1993, Alvarenga, C., "Multiplexing in Automobiles - An Application Example of the CAN Protocol," SAE Technical Paper 921504, 1992, Hillyer, M., "Using Motors in Automotive Multiplex Systems," SAE Technical Paper 860394, 1986, Mahalek, J., "Multiplex Systems in the BMW 850i," SAE Technical Paper 920225, 1992, 10 Dogan Ibrahim , Controller Area Network Projects 11 http://papers.sae.org/ 12 http://www.canbus.us/ 13 http://www.can.bosch.com 14 www.camrystuff.com 15 www.dientu.com 16 www.vgamdieukhien.net 17 www.google.com.vn GVHD: PGS_TS Đỗ Văn Dũng HVTH: KS Vũ Thị Thu Hiền - 138- Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Luận văn cao học PHỤ LỤC Chƣơng trình xử lý vi điều khiển hệ thống truyền liệu CAN ô tô #include #include // Alphanumeric LCD functions //#include int avg_data; #asm equ lcd_port=0x15 ;PORTC #endasm #include char flash *str1="VU THI THU HIEN "; //chuoi ki tu viet tren Flash int i; // Standard Input/Output functions #include #define DATA_REGISTER_EMPTY (1[...]... khiển hệ thống truyền dữ liệu CAN trên ô tô 120 4.2.2 Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống truyền dữ liệu CAN trên ô tô 121 4.2.2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển hệ thống truyền dữ liệu CAN trên ô tô 121 4.2.2.2 Thành phần của mạch ECU điều khiển motor quạt và motor servo trộn khí 121 Chƣơng 5: THÍ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA MÔ HÌNH HỆ THỐNG TRUYỀN DỮ LIỆU CAN TRÊN Ô TÔ 126 5.1 Mục tiêu... ECU mô phỏng hệ thống truyền dữ liệu CAN trên ô tô 119 GVHD: PGS_TS Đỗ Văn Dũng HVTH: KS Vũ Thị Thu Hiền - 4- Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Luận văn cao học 4.2.1 Sơ đồ khối và sơ đồ thuật toán điều khiển hệ thống truyền dữ liệu CAN trên ô tô 119 4.2.1.1 Sơ đồ khối hệ thống truyền dữ liệu CAN trên ô tô 119 4.2.1.2 Sơ đồ thuật toán điều khiển hệ thống truyền. .. Thuật Tp HCM Nội dung đề tài: - Giới thiệu về hệ thống mạng CAN - Cấu trúc về thông điệp của hệ thống mạng CAN - Phương thức truyền dữ liệu của CAN ứng dụng trên ô tô - Hệ thống CAN BUS và hệ thống xử lý - Ứng dụng của hệ thống CAN trên ô tô Đề tài: Viết chuyên đề các hệ thống mới trên hệ thống điều khiển động cơ và tô - Sinh viên thực hiện: Nguyễn Sĩ Phước (MSSV: 04105089) - Lâm Đình Thuận (MSSV:... 115 4.1 Thu thập số liệu điều khiển hệ thống truyền dữ liệu CAN trên ô tô 115 4.1.1 Các thông số tín hiệu đầu vào của hệ thống truyền dữ liệu CAN trên ô tô 115 4.1.1.1 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ 115 4.1.1.2 Cảm biến nhiệt độ trong xe 115 4.1.1.3 Bảng điều khiển 117 4.1.2 Cơ cấu chấp hành hệ thống truyền dữ liệu CAN trên ô tô 117 4.1.2.1 Motor quạt két nước... Từ năm 2007 tất cả các loại xe tô nhập vào Mỹ bắt buộc phải dùng mạng CAN Tại thị trường Việt Nam hiện nay các xe mới của hãng Huyndai, ToYoTa, … cũng dùng mạng CAN Tuy vậy, hệ thống truyền dữ liệu Multiplex và CAN trên ô tô là một hệ thống còn khá mới mẻ đối với học viên, sinh viên và những kỹ thuật viên sửa chữa ô tô Tài liệu bằng tiếng Việt về hệ thống truyền dữ liệu ở Việt Nam còn rất ít, do đó... hiều và sửa chữa hệ thống này Đề tài này có nhiệm vụ tìm hiều cơ sở lý thuyết của hệ thống truyền dữ liệu Multiplex và CAN trên ô tô Phân tích hoạt động của hệ thống truyền dữ liệu trên một ô tô cụ thể (ví dụ xe Toyota Yaris) từ đó thiết kế chế tạo mô hình mô phỏng GVHD: PGS_TS Đỗ Văn Dũng HVTH: KS Vũ Thị Thu Hiền - 10- Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Luận văn cao học hoạt động truyền dữ liệu. .. khối hệ thống truyền dữ liệu CAN trên ô tô 119 Hình 4.7: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển hệ thống truyền dữ liệu CAN trên ô tô1 21 Hình 4.8: Sơ đồ kết nối vi điều khiển Atmega16 122 Hình 4.9: Sơ đồ nguyên lý mạch ổn áp 123 Hình 4.10: Sơ đồ nguyên lý mạch hiển thị 123 Hình 4.11: Sơ đồ nguyên lý mạch công suất 124 Hình 4.12: Sơ đồ mạch in ECU hệ thống truyền dữ liệu CAN. .. 3.2 Hệ thống truyền dữ liệu CAN trên xe TOYOTA YARIS 109 3.2.1 Kết nối (kiểu Bus) 109 3.2.2 Vị trí chi tiết: 110 3.2.3 Hệ thống truy cập 113 3.2.4 Phát dữ liệu 113 3.2.5 Gói dữ liệu 114 3.2.6 Phát hiện lỗi 114 Chƣơng 4: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN DỮ LIỆU CAN TRÊN Ô TÔ 115 4.1 Thu thập số liệu. .. cơ và ECU điều khiển góc mở của motor servo trộn khí Do vậy việc nghiên cứu về hệ thống truyền dữ liệu dữ liệu MPX và CAN là đề tài cần thiết giúp sinh viên và các học viên tiếp cận hơn với các công nghệ mới, phục vụ cho việc chuẩn đoán sửa chữa các hệ thống điện trên xe 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu hệ thống truyền dữ liệu CAN trên xe TOYOTA YARIS - Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống truyền. .. CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỆ THỐNG TRUYỀN DỮ LIỆU MULTIPLEX TRÊN Ô TÔ 2.1 Khái niệm truyền dữ liệu - truyền thông Hình 2.1: Các kiểu giao tiếp Truyền thông nói chung là quá trình trao đổi thông tin, cũng được biết đến là giao tiếp giữa con người với con người: nó bao gồm quá trình mã hóa, truyền tải, và giải mã thông điệp dự định và được gọi là ngôn ngữ Như chúng ta đã biết có nhiều ngôn ngữ trên thế giới Bên