CAN协议状态分析

CAN协议状态分析

一、CAN协议状态分析(论文文献综述)

肖觊威[1](2021)在《基于Fuzzing的CAN总线协议逆向技术设计与实现》文中研究表明随着车联网的快速发展,车辆面临的安全形势越发严峻,车辆安全也越来越被重视。因为对车辆的攻击最终都是以入侵CAN总线来实现,所以加强CAN总线的安全防护是加强车辆安全最重要的途径之一。了解CAN总线协议细节,能让安全人员更好地对CAN总线进行安全防护,但是车厂目前并不愿意公开协议,这让安全人员的研究和防护工作难以进行。由于短期内也无法改变这个现状,于是安全界产生了对CAN总线协议逆向的需求。CAN总线协议逆向的发展也是循序渐进的。最开始只是在物理层面上简单地将CAN总线数据与ECU相关联,后来发展到对CAN协议语法的逆向,再到追求语义的逆向。本文提出的是一套完整的CAN总线协议的语义逆向方案。本文CAN总线协议语义逆向方案分为两个阶段:一是识别语法:提取与分类CAN数据中的信号;二是逆向语义:针对不同的信号,设计对应的方案逆向其功能含义。之所以设计成这两个阶段,是因为精准的语法识别能给语义逆向带来极大的帮助。下面分别介绍本文两个阶段的工作与贡献。在识别语法阶段,本文在READ算法的基础上进行改进。READ算法是目前学术界优秀的CAN总线协议语法逆向方案,READ算法将CAN信号分为物理量、计数器和校验值三类。本文进一步研究CAN信号的特征,对信号进行了更为细致的划分。首先将信号分为单值信号,多值信号与全值信号三个大类。然后再对多值信号进一步细分为控制指令和离散物理量信号;对全值信号进一步细分为连续物理量信号,计数器信号和校验值信号。在逆向语义阶段,本文针对不同的信号,分别设计对应的逆向方案。单值信号,多值信号(控制指令、离散物理量信号)与全值信号(计数器信号、校验值信号、连续物理量信号)的方案各自独立。其中多值信号中的控制指令的逆向是基于本文提出的策略Fuzzing和比特相与算法实现的;多值信号中的离散物理量信号的逆向是基于本文提出的数值规律比对算法实现的;全值信号中的连续物理量信号的逆向是借鉴数据拟合的思想实现的。

宋世民[2](2021)在《基于RTOS的CANopen协议与iCAN协议网关模块的设计与实现》文中研究指明随着物联网的发展,现场总线技术被逐渐应用于自动控制领域。其中,CAN总线凭借其优良的性能和低廉的成本被广泛应用于各个行业。但由于CAN总线仅对物理层和数据链路层做出了定义,无法满足工业自动化应用中设备的互联互通需求,需要一个高层协议来定义报文中标识符和数据字段的使用。CANopen协议由CIA制定,一经推出便在欧洲受到广泛认可,如今已经是世界上最流行的基于CAN总线的应用层协议,具有广泛的适用领域。iCAN协议是由广州致远电子公司研发的基于CAN总线的应用层协议,具有我国自主知识产权。它实时可靠,协议简单,开发难度较小,为中小型CAN总线应用网络的搭建提供了一种低成本的解决方案。由于我国现场总线技术起步较晚,且iCAN设备无法与应用其他CAN高层协议的设备通信,导致其应用受限。本文设计的网关模块能够实现CANopen协议与iCAN协议间的数据转换,使iCAN设备兼容于应用广泛的CANopen网络,极大增强其开放性,有助于推动国产总线技术iCAN的进一步应用和我国自主知识产权产品的开发。论文首先阐述了CANopen协议与iCAN协议的特点和应用现状,对网关模块的研究意义进行了详细说明。然后对网关设计过程中应用到的技术进行了简要说明,重点分析了两种协议的通信机制和本文应用的FreeRTOS操作系统的工作原理,通过需求分析提出了网关模块的通信方案和总体软硬件设计方案。接着根据总体硬件设计方案,提出了网关模块的硬件架构,并选择STM32F107VCT6作为主控芯片进行硬件平台的搭建,对CAN通信接口电路、电源电路、USB转串口电路进行了设计。之后以网关模块硬件平台为依托,移植FreeRTOS操作系统作为软件平台来进行程序的设计,利用其任务管理功能和队列与信号量机制来进行网关模块功能的开发。通过移植CANfestival协议栈,实现iCAN协议通信函数,开发驱动程序,配置对象字典,设计数据转发流程来实现网关模块的通信功能与协议转换功能。最后搭建硬件实验平台,将网关模块同时接入CANopen网络和iCAN网络,通过CAN分析仪抓取CANopen设备与iCAN设备通信的报文,分析报文并对网关模块的协议转换功能进行验证。经实验证明,本文设计的网关能较好地实现CANopen协议与iCAN协议间的数据转换,支持CANopen设备与iCAN设备间的双向通信,对拥有我国自主知识产权的iCAN协议的应用推广有良好的促进作用。

郭书麟[3](2021)在《基于云代驾的二级碰撞预警远程控制清扫车的设计与实现》文中提出随着环卫产业结构调整和转型,我国环卫市场在不断扩大。计划在2020年突破1700亿元人名币,其中清扫保洁服务占总金额的71%,足以见得保洁业的市场广阔。在这种环境下,科技的迅猛发展推动着传统环卫作业向更加智能化迈进,远程控制清扫车逐渐兴起。远程控制清扫车深度融合了传统清扫车,车联网,人工智能等技术,驾驶员在安全区域即可完成清扫任务。传统的“一人一车一地”环卫,作业区域局限性大,人工成本高,而“一人多车多地”的远程遥控清扫车可以作业在矿区,火药库,化学制剂工厂,核工厂,空气稀薄,以及疫情重灾区等高危区域。一个驾驶员可以通过车辆转换选择清扫的地点,大大降低了人工成本,同时在这种环境下作业,由于发生碰撞造成的后果是数以万计,故安全系数一定要非常高。本文就从危险区域的清扫作业为切入点,研究一款驾驶员可以在安全区域驾驶危险区域清扫车进行作业并且通过云端下发控制信号保障集数据传输稳定性、地域时延稳定性、和高可扩充性于一体的高安全性系统。首先针对清扫车高安全性需求,采用现场组织人员进行实验、采集数据,利用数据训练模型,创新性地提出二级碰撞预警算法,该算法会在主车与目标车分别距离1,2时发出预警。二级预警中的第一级预警也就是两车相距1时,该距离允许驾驶员有充足的反应时间,并且可以采用较为舒适的减速度进行减速,第二级预警即两车相距2时,该距离只允许驾驶员有极快的反应时间和以较大的减速度进行减速。随后对清扫车系统结构进行分析,设计了清扫车的CAN协议,然后针对用户端、云端、车端所包含的数十个功能模块进行分析设计和编码。本系统具有很高的可扩充性。要使用5G通信技术,只需要使用现成的基站即可无需代码内部改动,并且配备了安全预警算法,该系统具有很高的安全性和可靠性。

杨耀杰[4](2021)在《基于CAN总线的Transceiver芯片设计》文中进行了进一步梳理CAN总线于1986年提出后,已经在工业和汽车业得到了广泛的应用。随着汽车的电子信息化的飞速发展,经典CAN总线最高1 Mbps的传输速率逐渐成为其发展的限制因素。为适应高速通讯的要求,2011年,提出了传输速率最高能达到10 Mbps的CAN FD标准。迄今国内基于CAN FD总线技术的汽车芯片几乎空白,完全被国外厂商垄断,为更好的实现国产化,本文以CAN FD总线技术为基础,重点进行了CAN Transceiver芯片的关键技术研究。主要如下:(1)以CAN总线的国际标准ISO11898为基础,参考国外对应产品,提出了一款最高支持5 Mbps传输速率的CAN FD Transceiver芯片的整体架构,并对收发器的动静态参数进行了深入分析。(2)基于0.18μm的70 V高压BCD工艺,对CAN FD收发器中的基准模块、发送器模块、接收器模块、显性超时/过温/欠压保护模块等关键电路进行了设计与仿真;同时开展了低功耗模式和MCU兼容性的设计,包括引入唤醒检测模式等。由于是基于车用集成电路,在功能安全方面,进行了安全逻辑设计。(3)整体设计完成后,开展了收发器的整体仿真。典型循环延迟低于100 ns;具有常规模式和低功耗模式两种工作状态,常规模式下显性状态功耗为48 mA,隐性状态功耗为2.6 mA,在低功耗模式下典型功耗仅12μA;兼容5 V和3.3 V两种电源规格的MCU。最后开展了所设计芯片的版图设计。本文工作为CAN FD收发器的国产化奠定了一定的基础,为后续该领域工作的开展起到抛砖引玉的效果。

陈力[5](2020)在《基于深度学习的车载总线网络入侵检测方法研究》文中进行了进一步梳理汽车内部集成了各种电子控制单元(Electronic Control Unit,ECU)来提高驾驶的安全性和舒适性,随着网联汽车的发展,汽车中也集成了各种传感器和通信设备与外界交互。然而这也为黑客对车载网络的入侵行为提供了各种接口。汽车的安全功能受到攻击,会对驾乘人员的生命安全造成严重威胁,因此如何保护车载网络安全,对入侵活动进行检测,对网联汽车的安全具有重要意义。控制器局域网(Controller Area Network,CAN)总线是汽车中各ECU之间通信的通道。对CAN总线上的流量进行实时监控,能够有效检测汽车内部和外部恶意节点的攻击活动。本文的主要工作和成果如下:首先,研究了车载网络通信架构,根据CAN协议对车载网络通信特点进行了分析。在此基础上分析了CAN协议存在网络安全漏洞及其在当前环境下可能面临的网络攻击威胁。总结了入侵检测技术在车载网络环境下的限制和挑战,并确定了评价指标。然后,文章在基于正常和异常CAN标识符(Identifier,ID)序列特点分析和卷积神经网络用于图像分类的基础上,针对汽车的拒绝服务(Denial of Service,Do S)攻击和模糊攻击,提出了基于格拉姆角场(Gramian Angular Field,GAF)结合简化VGG网络的入侵检测方法。最后,考虑到入侵检测方法在不同品牌汽车环境下的通用性问题,针对在三种品牌汽车上的汽车的Do S攻击,模糊攻击和特定CAN ID欺骗攻击,提出了基于马尔可夫转移场(Markov Transition Field,MTF)结合简化Res Net网络的入侵检测方法。综上,本文通过将CAN ID序列编码为图片和卷积神经网络对图片的特征提取及分类,实现了针对不同品牌汽车的各种主要入侵活动的检测,并通过实验仿真得到对异常报文序列99%以上的检测结果。

严航[6](2020)在《基于CAN总线技术的铁路信号系统研究与设计》文中进行了进一步梳理一直以来铁路车站信号联锁系统都是保障列车行车、调车安全和高效利用铁路线路的关键设备。我国铁路是基于早期6502电气集中联锁发展起来的,现如今的传统计算机联锁系统执行层依旧采用继电器设备进行行车调度。随着铁路行业的快速发展及铁路信号领域中计算机联锁系统越来越广泛的应用,更多高新科技产品的配备和逐步增长的通信数据,使得以传统继电器为基础的联锁执行机构难以满足系统控制需求,而电子化的智能执行层则是未来铁路信号研究发展的方向。本课题依靠CAN总线技术,以铁路现场基础设备为研究对象,设计一种基于CAN总线通信的智能节点和铁路三大基础设备的电子化接口电路。智能节点的设计上选取内部集成CAN控制器的STM32F103C8T6单片机作为主控芯片,结合CAN总线的特性增加外围电路;在现场设备的执行硬件接口电路设计上,选取合适的电力电子器件设计接口电路取代传统联锁控制中安全继电器的使用;软件设计上主要包括智能节点之间基于CAN总线通信的程序设计和上位机人机交互界面中各控制量之间的逻辑程序编写。课题对CAN总线应用层协议i CAN协议进行了研究,根据需要实现的控制要求和目的对CAN总线报文标识符重新分配定义,实现智能节点之间的通信;人机界面选取大连湾局部站场图作为界面设计依据,制作相应的联锁表并推导进路表达式,依据表达式编写现场设备的控制逻辑程序。对界面中的各功能模块进行脚本程序编写,实现界面的可操作性。最后利用现有设备对设计界面进行优化测试,验证其可操作性和合理性。

张博[7](2020)在《星载计算机的模拟故障注入平台研制》文中进行了进一步梳理商用现货(Commercial-off-the-shelf,COTS)器件因其低成本、高性能以及不受国外进口限制等特点,与微小卫星研发的发展趋势相契合,被广泛应用在微小卫星星载计算机的设计中。但COTS器件与宇航级器件相比,其抗辐射能力较差,可靠性难以得到保证。COTS器件构建的星载计算机需要在地面试验阶段通过故障注入方法获取在故障状态下的运行数据,而现有的研究成果对星载计算机系统级、通用化的故障注入系统研究较少。针对此问题,本文设计一套通用的星载计算机的故障注入平台,模拟并向星载计算机系统注入可能发生的故障,从而为星载计算机的可靠性分析和故障诊断研究提供数据支撑。首先,本文在充分调研和分析国内外空间电子系统的故障模式和故障注入方法发展和研究现状的基础上,对星载计算机必要组成部分的故障模式以及故障注入平台的需求进行分析,并提出星载计算机模拟故障注入平台的总体设计方案。总体设计方案主要包括星载计算机供电、通信和存储单元的故障注入设计,以及故障注入控制计算机的人机操控系统设计。其次,基于设计方案,针对故障注入平台可注入系统级故障的需求,设计了以Zynq-7020为主控芯片的故障注入板卡,故障注入板卡包括主控模块、电源纹波叠加电路、电源故障切换电路、电源状态监测电路以及串行通信故障注入通道。各模块通过主控模块的控制可对多型号的星载计算机供电模块和通信模块物理层的注入故障,同时可对星载计算机的工作电压、电流进行监测。再次,基于设计的硬件系统,在Zynq-7020 So C主控芯片上进行了用于接收指令和控制故障模拟注入的片上系统设计。在处理系统(Processing System,PS)端通过串口中断的形式接收来自故障控制计算机的指令并完成指令解析;在可编程逻辑(Programable Logic,PL)端设计了电源故障注入模块和通信故障注入模块实现对星载计算机供电和通信的故障模拟和注入。另外,本文设计了一种多位翻转模型和单粒子翻转率可设的单粒子翻转故障生成算法,并以Zynq-7020 So C芯片PL端的BRAM为设计对象进行了实现和验证。最后,以PC机为故障注入控制计算机,设计了人机交互软件,实现对注入故障的精确控制,并可对部分故障注入的结果进行显示。基于所设计的故障注入平台,对平台各模块的故障注入效果进行测试,实验结果表明,课题研制的星载计算机模拟故障注入平台可完成对星载计算机注入供电、通信以及存储器故障,故障类型、故障时间等参数可根据需求设置,满足技术指标,可用于对星载计算机进行故障注入以获取星载计算机故障状态下的运行数据。

倪昊霖[8](2020)在《基于Open CPU的车载智能网关系统设计》文中提出现在我们已经进入了一个互联网的时代,随着远程控制技术、传感器技术和通信技术的成长,车联网在物联网领域作为一个重要的分支,也在迅速地发展。汽车的智能控制系统逐渐形成了一种人-服务器-车的通信形式,以便于用户完成对汽车的监控。而车载网关在系统中承担着云端和车端信息枢纽的重任,既是车载ECU,也要实现无线通信模块的功能,所以车联网领域对车载网关也有了更高的要求。传统的车载网关在响应速度、传输带宽、数据处理性能以及软件可移植性方面,已经渐渐不能满足如今汽车的需要。本文主要解决以上问题,为以后的L3和L4级别的自动驾驶技术提供一定的借鉴价值。首先,提出了一种基于Open CPU的车载智能网关的设计方案。针对传统车载网关使用MCU作为核心处理器的方法,本文采用Open CPU模组作为主处理器的方案,将业务逻辑从MCU移植到Open CPU中,进行了模组选型、电源优化、CAN链路设计等硬件方面的设计。Open CPU模组提供了Linux的硬件运行平台以及高通DSINet Ctrl library API,减少了 4G车载网关应用层的开发难度,增加了可移植性。其次,车身数据采集与网关功能分开,并实现FCW防碰撞预警功能。针对大量的车身数据,过滤其重复数据,只把实时更新的数据上传到云服务器,减少通信数据量。改善了传统车载网关响应速度慢、传输带宽低、数据处理性能差以及软件可移植性差的缺点,使车载网关可以进行可靠的数据传输。通过毫米波雷达对前方车辆进行差频信号AD采样,再利用FFT算法提取频谱幅值最大值,计算中频信号的频率,从而计算出前后车距与相对车速。再根据预测出的事故发生时间采取相应的安全措施,降低事故发生率。最后,建立相应的测试环境,对车载智能网关系统进行单元测试与集成测试。主要对数据采集模块、FCW防碰撞预警模块、数据处理模块进行测试与分析,检验系统的实时性和可行性。经测试结果显示,系统各项指标都达到设计要求,明显的提高了响应速度和传输效率。

罗超[9](2020)在《面向联网汽车车内网络的防御技术研究与实现》文中研究表明随着汽车的网联化与智能化,汽车正逐步接入互联网,从互联网获取越来越便捷和智能的服务,但同时,汽车也对外开放了越来越多的网络接口,汽车面临着越来越严峻的网络威胁。近年来,出现了许多白帽黑客和安全研究员实现了远程入侵并控制汽车的案例,汽车网络安全变得尤为重要。由于汽车以前是一个封闭式的系统,因此传统的车内网络通信技术的网络安全性很差,而车内通信网络往往又是攻击者实现干扰甚至控制汽车目的的最终目标网络,因此对于联网汽车,车内通信网络的网络安全非常重要。本文对较为常见的几种车内网络通信技术进行了介绍和对比,并针对目前应用最为广泛的CAN网络和发展前景较好的车载以太网进行了深入研究,分析了其存在的安全漏洞,并对目前应用于CAN网络和车载以太网的安全研究以及相关解决方案进行了总结分类。本文结合前人的研究,针对CAN网络和以太网分别提出了适用的安全方案,并基于CAN网络和车载以太网为主体的车内网络系统,设计并实现了一套检测防御系统。本文通过研究车载CAN网络的通信矩阵设计及其通信矩阵文件格式,提出一种利用CAN网络通信矩阵,从信号、报文、网络三个维度进行检查的CAN网络入侵检测防御方法,对注入、篡改、重放等类型的攻击可以进行有效的检测或防御。并通过研究适用于车载以太网的SecOC安全机制,分析其特点和存在的缺点,结合车内通信数据的特点,提出了一种基于移动目标防御思想的动态加密数据方法,通过使用变化的密钥对关键数据进行加密,可以弥补车载网络通信数据明文传输和重复率较高的缺点,增加网络被破解和攻击的难度,并对通信数据按照设备权限和应用层协议进行过滤,可以对攻击报文进行有效的检测防御。本文最后对防御系统进行了测试和评估,测试结果表明本文设计实现的防御系统对CAN总线以及车载以太网的攻击可以进行有效的检测和防御,并且能够兼顾汽车控制系统的高实时性需求。

刘本坤[10](2020)在《新一代南极冰下基岩钻测控系统设计与实现》文中认为南极作为一块最古老的大陆板块,目前世界上尚未有任何国家在南极甘布尔采夫冰下山脉实施基岩钻探并获取完整的基岩样本,为更好的探索极地,研发一套基岩取芯设备并成功获取南极基岩样本,将对揭示极地冰盖形成及演化机制、重建地球古气候模型、探索古老地球生命形态、探究冰盖底部复杂结构及冰下地质学的研究奠定基础。本文先对基岩钻探对于研究地球生态和地壳运动等具有重大科学意义和价值进行介绍,并结合国内外研究的现状和发展趋势以及极地基岩钻探目前面临的技术难点引出本文研究的内容,对国内外现有的技术进行改进,并设计出新一代南极冰下基岩钻测控系统,该系统可配合钻具、绞车等设备相配合,实现钻穿冰盖,直接获取甘布尔采夫山脉基岩样品。本文前面介绍了基岩钻项目的设计框架,根据基岩钻项目在南极实际需求,根据具体参数分析并设计出相对应的方案。本文所涉及的随钻测控系统主要分为五部分来介绍该项目的组成,依次是冰面基地监控系统,数据传输总线组成网络系统,嵌入式操作系统,基岩随钻测控系统以及电力供应与能量转换系统。并分析了与初代方案的优缺点和相对应的解决方案。本文后面介绍了在初级研发阶段随钻测控系统的硬件设备调试、功能实现调试、随钻测控系统的低温测试以及总线通讯功能测试;中期阶段和吉林大学研发团队联合功能调试,其中针对负载功率不够这个问题进行供电系统的优化改进以及随钻测控舱的调整,并对基岩钻整套设备进行联合调试并估测南极实地实验的可行性;后期阶段主要介绍了南极实地钻探实验的详细进度钻取结果。2019年2月南极深冰基岩钻探的成功试钻并获取粒雪芯、冰芯、基岩芯等样本,成功验证了本文设计的基岩随钻测控系统的可行性与可靠性,同时也标志着我国自主研发的极地冰盖及冰下基岩取芯钻探装备拥有极地深冰及冰下岩钻探技术能力,标志着我国在该领域的自主研发能力达到国际先进水平。

二、CAN协议状态分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、CAN协议状态分析(论文提纲范文)

(1)基于Fuzzing的CAN总线协议逆向技术设计与实现(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 主要研究内容
    1.4 论文组织结构
第二章 相关理论与技术
    2.1 车载网络技术研究
        2.1.1 车载网络架构
        2.1.2 ECU
        2.1.3 CAN协议
        2.1.4 UDS协议
    2.2 车载CAN总线协议逆向技术研究
        2.2.1 车载CAN总线协议逆向技术概述
        2.2.2 READ算法概述
    2.3 本章小结
第三章 方案设计
    3.1 车载CAN总线协议逆向框架
    3.2 信号提取与分类
        3.2.1 基于READ算法的信号提取与分类
    3.3 多值信号逆向
        3.3.1 基于策略Fuzzing和比特相与的控制指令逆向
        3.3.2 基于数值规律比对的离散物理量信号逆向
    3.4 全值信号逆向
        3.4.1 基于数据相似性比较的连续物理量信号逆向
        3.4.2 基于经典运算排列组合的校验值算法逆向
    3.5 本章小结
第四章 系统设计与实现
    4.1 系统设计
        4.1.1 系统框架设计
        4.1.2 系统流程设计
        4.1.3 数据库存储设计
        4.1.4 数据结构设计
    4.2 主要模块实现
        4.2.1 通用功能模块
        4.2.2 预处理模块
        4.2.3 单值信号记录模块
        4.2.4 多值信号逆向模块
        4.2.5 全值信号逆向模块
    4.3 本章小结
第五章 实验验证
    5.1 实验环境
        5.1.1 软硬件环境介绍
        5.1.2 软硬件环境搭建
    5.2 实验步骤与系统验证
        5.2.1 信号提取与分类验证
        5.2.2 多值信号逆向验证
        5.2.3 全值信号逆向验证
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 展望
致谢
参考文献

(2)基于RTOS的CANopen协议与iCAN协议网关模块的设计与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要工作内容
第2章 FreeRTOS操作系统及基于CAN总线的应用层协议介绍
    2.1 FreeRTOS操作系统概述
        2.1.1 任务管理
        2.1.2 内存管理
        2.1.3 任务间通信与同步机制
    2.2 基于CAN总线的应用层协议分析
        2.2.1 CAN总线简介
        2.2.2 CANopen协议
        2.2.3 iCAN协议
    2.3 本章小结
第3章 网关模块总体设计
    3.1 网关技术简介
    3.2 网关模块需求分析
    3.3 网关模块通信总体方案
    3.4 硬件总体设计方案
    3.5 软件总体设计方案
    3.6 本章小结
第4章 网关模块硬件设计
    4.1 系统硬件架构
    4.2 主控芯片
    4.3 电源电路
    4.4 CAN总线通信模块
        4.4.1 CAN控制器结构
        4.4.2 CAN收发器电路
    4.5 USB转串口电路
    4.6 本章小结
第5章 网关模块软件设计
    5.1 驱动程序设计
        5.1.1 系统时钟配置
        5.1.2 CAN驱动程序设计
        5.1.3 定时器驱动程序设计
        5.1.4 USART驱动程序设计
    5.2 FreeRTOS操作系统应用
        5.2.1 FreeRTOS操作系统移植
        5.2.2 FreeRTOS启动流程
    5.3 CANopen从站通信模块设计
        5.3.1 CANfestival协议栈移植
        5.3.2 CANopen从站功能实现
    5.4 iCAN主站通信模块设计
        5.4.1 iCAN协议函数实现
        5.4.2 iCAN主站模块初始化
    5.5 协议转换模块设计
        5.5.1 CANopen设备读取DI与 AI数据
        5.5.2 CANopen设备向iCAN从节点发送数据
        5.5.3 CANopen设备读取iCAN从节点数据
        5.5.4 CANopen主站配置网关映射表
    5.6 本章小结
第6章 网关模块功能测试
    6.1 实验平台搭建
    6.2 协议转换功能测试
        6.2.1 iCAN从节点上传数据
        6.2.2 CANopen节点向iCAN节点发送数据
        6.2.3 CANopen节点读取iCAN节点数据
        6.2.4 CANopen主站配置网关模块映射表
    6.3 本章小结
第7章 总结与展望
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢

(3)基于云代驾的二级碰撞预警远程控制清扫车的设计与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 智能清扫车研究现状
        1.2.2 车联网研究现状
        1.2.3 远程驾驶研究现状
        1.2.4 碰撞预警算法国内外研究现状
    1.3 论文主要研究内容
    1.4 论文结构安排
第2章 相关技术理论概述
    2.1 系统关键技术
        2.1.1 车联网技术
        2.1.2 无线通信技术
        2.1.3 CAN总线通信技术
        2.1.4 socket通信技术
    2.2 碰撞预警算法
    2.3 本章小结
第3章 碰撞预警算法的研究及验证
    3.1 前向碰撞预警算法及改进
        3.1.1 安全距离预警算法
        3.1.2 算法的改进
    3.2 碰撞预警算法的验证
        3.2.1 实验环境
        3.2.2 数据集选取
        3.2.3 安全测试
    3.3 算法评估
        3.3.1 覆盖范围
        3.3.2 用户体验
        3.3.3 安全性
    3.4 本章小结
第4章 软件需求分析和系统设计
    4.1 系统开发环境与需求分析
        4.1.1 开发环境介绍
        4.1.2 功能性需求分析
        4.1.3 非功能性需求分析
        4.1.4 系统可行性分析
    4.2 系统总体设计方案
        4.2.1 系统整体架构
        4.2.2 系统工作原理
    4.3 系统关键硬件选型
        4.3.1 用户端硬件
        4.3.2 车端硬件
    4.4 系统软件的设计
        4.4.1 控制端软件
        4.4.2 云端软件
        4.4.3 车端软件
    4.5 本章小结
第5章 系统整体功能的实现与测试
    5.1 用户端底层模块的实现
        5.1.1 连接模拟驾驶设备模块的实现
        5.1.2 连接云端模块的实现
    5.2 云端功能的实现
        5.2.1 用户控制管理系统设计与实现
        5.2.2 清扫车传输帧结构设计
        5.2.3 控制信号下行模块的实现
        5.2.4 状态信号接收模块的实现
        5.2.5 重定向控制模块的实现
    5.3 车端功能的实现
        5.3.1 车端CAN协议的指定和分析
        5.3.2 接收控制信号模块的实现
        5.3.3 逻辑转换模块的实现
        5.3.4 组CAN写 CAN模块的实现
        5.3.5 解CAN模块的实现
        5.3.6 发送车身状态模块的实现
    5.4 视频传输模块的实现
    5.5 系统功能测试
        5.5.1 测试目的及概述
        5.5.2 系统功能模块测试
    5.6 预警算法在本系统中的应用
    5.7 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 改进与未来展望
参考文献
作者简介
致谢

(4)基于CAN总线的Transceiver芯片设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 研究现状和发展动态
    1.3 主要工作及创新点
    1.4 本论文的结构安排
第二章 CAN总线系统及收发器
    2.1 CAN总线系统
    2.2 CAN和CAN FD
    2.3 CAN总线收发器
        2.3.1 收发器静态参数
        2.3.2 收发器动态参数
    2.4 本章小结
第三章 CAN收发器模块设计与仿真
    3.1 带隙基准模块设计
        3.1.1 带隙基准基本原理
        3.1.2 基本的带隙基准结构
        3.1.3 带隙基准电路设计
        3.1.4 偏置电流源模块设计
        3.1.5 带隙基准模块的仿真和分析
    3.2 发送器模块设计
        3.2.1 输出级电路设计
        3.2.2 驱动级电路设计
        3.2.3 摆率控制电路设计
        3.2.4 发送器电路仿真和分析
    3.3 接收器模块设计
        3.3.1 接收器输入级设计
        3.3.2 迟滞比较器原理
        3.3.3 接收器模块仿真
    3.4 显性超时保护模块设计
        3.4.1 显性超时保护模块设计
        3.4.2 显性超时保护模块仿真
    3.5 保护电路的分析和设计
        3.5.1 过温保护电路
        3.5.2 欠压保护电路
    3.6 低功耗模式设计
        3.6.1 低功耗迟滞比较器设计
        3.6.2 唤醒检测模块设计
    3.7 MCU兼容性设计
    3.8 安全逻辑设计
    3.9 收发器整体仿真
    3.10 本章小结
第四章 芯片版图设计
    4.1 芯片ESD保护设计
    4.2 芯片版图设计
    4.3 本章小结
第五章 全文总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

(5)基于深度学习的车载总线网络入侵检测方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 汽车CAN网络攻击现状
        1.2.2 车载网络安全研究现状
    1.3 本文主要研究工作
    1.4 论文组织结构
第2章 汽车CAN总线介绍及信息安全问题分析
    2.1 汽车CAN总线网络介绍
        2.1.1 汽车CAN总线网络特性
        2.1.2 CAN网络可靠通信机制
    2.2 CAN协议安全漏洞
    2.3 CAN总线常见的攻击
        2.3.1 常见的攻击方式
        2.3.2 常见的攻击媒介
    2.4 车载网络安全的限制和挑战
    2.5 车载网络入侵检测系统评价指标
    2.6 本章小结
第3章 基于GAF-VGG模型的CAN总线入侵检测方法
    3.1 格拉姆角场
        3.1.1 格拉姆角场理论
        3.1.2 格拉姆变换特点
    3.2 卷积神经网络
        3.2.1 卷积层
        3.2.2 池化层
        3.2.3 全连接层
    3.3 本章使用的 CNN 模型
        3.3.1 VGG模型介绍
        3.3.2 本章使用的 CNN 模型架构
        3.3.3 模型参数设定
    3.4 算法结果及分析
        3.4.1 实验平台
        3.4.2 数据集
        3.4.3 数据预处理
        3.4.4 实验参数设置
        3.4.5 实验结果
        3.4.6 实验结果对比
    3.5 本章小结
第4章 基于MTF-Res Net模型的CAN网络入侵检测方法
    4.1 马尔可夫转移场相关概念
        4.1.1 量化时间序列构建一阶马尔可夫矩阵
        4.1.2 构建马尔可夫转移场
        4.1.3 马尔可夫转移场变换特点
    4.2 Res Net模型
        4.2.1 模型介绍
    4.3 本章使用的模型架构
        4.3.1 网络架构
    4.4 MTF-Res Net 入侵检测算法结果及分析
        4.4.1 实验平台
        4.4.2 数据集
        4.4.3 数据集预处理
        4.4.4 实验参数设置
        4.4.5 实验结果
        4.4.6 实验对比
    4.5 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 论文工作总结
    5.2 未来展望
参考文献
致谢
攻读学位期间参加的科研项目和成果

(6)基于CAN总线技术的铁路信号系统研究与设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景
    1.2 铁路信号系统国内外发展状况
        1.2.1 国内发展状况
        1.2.2 国外发展现状
    1.3 CAN总线的发展与应用
    1.4 论文的主要研究内容
    本章小结
第二章 车站信号控制系统总体结构
    2.1 车站信号控制系统
        2.1.1 计算机联锁系统功能结构分析
        2.1.2 车站信号控制系统构架
    2.2 室外设备介绍
        2.2.1 信号机
        2.2.2 道岔
        2.2.3 轨道区段
    2.3 进路意义及联锁表
        2.3.1 进路
        2.3.2 联锁表制定
        2.3.3 进路表达式及其意义
    2.4 智能节点设计与通讯
        2.4.1 智能节点设计方案
        2.4.2 通信网络
    本章小结
第三章 CAN总线智能节点硬件及通信设计
    3.1 CAN总线简述
    3.2 智能节点硬件设计
        3.2.1 微控制器选型介绍
        3.2.2 STM32F103C8T6 最小系统设计
        3.2.3 CAN收发器
        3.2.4 通信电路模块
    3.3 iCAN通讯软件设计
        3.3.1 iCAN协议报文标识符分配
        3.3.2 CAN节点通信的实现
        3.3.3 iCAN协议通信模式
        3.3.4 iCAN报文处理
    本章小结
第四章 现场设备接口电路设计
    4.1 转辙机接口电路设计
        4.1.1 ZD6转辙机道岔控制分析
        4.1.2 主控器件选择
        4.1.3 电路设计
    4.2 信号机接口电路设计
        4.2.1 LED色灯信号机分析
        4.2.2 电路设计
    4.3 轨道电路接口设计
        4.3.1 轨道电路工作分析
        4.3.2 电路设计
    本章小结
第五章 人机界面的设计与调试
    5.1 人机交互界面介绍
    5.2 人机交互界面的开发实现
        5.2.1 MCGS简述
        5.2.2 MCGS系统构成和部分组件功能
        5.2.3 界面设计绘制
    5.3 系统界面运行与调试
        5.3.1 功能测试
        5.3.2 列车进路
        5.3.3 系统可行性分析
    本章小结
结论
参考文献
附录 A 联锁表
附录 B 联锁表达式
附录 C STM32F103C8T6 智能节点电路
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢

(7)星载计算机的模拟故障注入平台研制(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究目的和意义
    1.2 国内外研究现状及分析
        1.2.1 故障模式
        1.2.2 故障注入技术国内外研究现状
        1.2.3 研究现状总结
    1.3 主要研究内容及论文结构
第2章 模拟故障注入平台的设计方案
    2.1 需求分析及技术指标
        2.1.1 平台需求分析
        2.1.2 技术指标
    2.2 系统总体方案设计
        2.2.1 星载计算机故障模式分析
        2.2.2 总体方案
    2.3 关键技术分析
        2.3.1 电源纹波模拟方法
        2.3.2 多通信总线和协议的故障注入设计
        2.3.3 存储单元单粒子翻转故障模拟方法
    2.4 本章小结
第3章 模拟故障注入平台的硬件系统设计
    3.1 故障注入板卡硬件架构
        3.1.1 核心主控模块
        3.1.2 电源配电硬件设计
        3.1.3 直流电源故障注入模块
        3.1.4 电源状态监测模块
        3.1.5 通信故障注入模块
    3.2 故障注入板卡与上位机通信设计
    3.3 本章小结
第4章 基于故障注入平台的设计开发
    4.1 片上系统总体设计
    4.2 直流电源故障注入模块
        4.2.1 周期性电源纹波模拟
        4.2.2 高斯白噪声波形纹波
    4.3 通信协议层故障注入模块
        4.3.1 通信协议及其故障
        4.3.2 通信协议层故障注入固件设计
    4.4 存储器单粒子翻转故障注入模块
        4.4.1 单粒子翻转模型和单粒子翻转率
        4.4.2 单粒子翻转故障生成算法
        4.4.3 存储器单粒子翻转故障注入设计实现
    4.5 电源状态监测模块逻辑设计
    4.6 本章小结
第5章 系统测试与分析
    5.1 平台测试系统的搭建
        5.1.1 测试环境
        5.1.2 故障注入人机交互软件模块设计
    5.2 故障注入结果及分析
        5.2.1 供电故障注入模块测试
        5.2.2 通信故障注入模块测试
        5.2.3 存储故障注入模块测试
    5.3 本章小结
结论
参考文献
附录 星载计算机故障注入板卡实物图
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢

(8)基于Open CPU的车载智能网关系统设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究目的和意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 车载网关研究背景
        1.2.2 车载网关研究现状
    1.3 研究内容与主要工作
    1.4 本文结构
第2章 相关原理与技术
    2.1 Open CPU微处理器
    2.2 CAN协议
        2.2.1 CAN协议简介
        2.2.2 CAN协议基本概念
        2.2.3 ISO标准化的CAN协议
    2.3 TCP/IP协议
    2.4 FCW防碰撞预警系统
        2.4.1 FCW简介
        2.4.2 毫米波雷达测距与测速
        2.4.3 FFT算法
    2.5 本章小结
第3章 车载网关系统的设计与实现
    3.1 系统总体设计
    3.2 车载网关设计
        3.2.1 车载网关硬件设计
        3.2.2 车载网关软件设计
        3.2.3 数据采集模块
        3.2.4 FCW防碰撞预警模块
        3.2.5 数据处理模块
    3.3 本章小结
第4章 系统测试和结果分析
    4.1 系统测试环境
        4.1.1 硬件环境
        4.1.2 软件环境
    4.2 系统测试
        4.2.1 电源供电模块测试
        4.2.2 数据采集测试
        4.2.3 FCW防碰撞预警模块测试
        4.2.4 数据处理性能测试
    4.3 系统评价
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和其他成果
致谢

(9)面向联网汽车车内网络的防御技术研究与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 论文研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文的主要贡献与创新
    1.4 本论文的结构安排
第二章 相关基础理论
    2.1 车内网络通信技术
        2.1.1 CAN总线
        2.1.2 LIN总线
        2.1.3 FlexRay总线
        2.1.4 MOST总线
        2.1.5 以太网
    2.2 联网汽车车内网络体系架构及发展趋势
    2.3 本章小结
第三章 车内网络威胁分析及解决方案
    3.1 CAN网络安全威胁分析
    3.2 CAN网络安全方案
        3.2.1 CAN网络通信矩阵分析
        3.2.2 DBC文件分析
        3.2.3 CAN网络安全方案及可行性分析
    3.3 车载以太网安全威胁分析
    3.4 车载以太网安全方案
        3.4.1 SecOC安全机制分析
        3.4.2 车载以太网网络安全方案及可行性分析
    3.5 本章小节
第四章 防御系统设计与实现
    4.1 CAN网络防御系统设计与实现
        4.1.1 规则格式设计
        4.1.2 防御检查模块设计与实现
        4.1.3 异常处理模块设计与实现
    4.2 车载以太网防御系统设计与实现
        4.2.1 消息认证模块设计与实现
        4.2.2 数据动态加密模块设计与实现
        4.2.3 防御检查模块设计与实现
        4.2.4 异常处理模块设计与实现
    4.3 本章小结
第五章 测试与评估
    5.1 测试环境
    5.2 测试规划
    5.3 功能测试
        5.3.1 CAN网络防御系统功能测试
        5.3.2 车载以太网防御系统功能测试
    5.4 性能测试以及分析
        5.4.1 CAN网络防御系统性能测试评估
        5.4.2 车载以太网防御系统性能测试评估
    5.5 本章小结
第六章 全文总结和展望
致谢
参考文献

(10)新一代南极冰下基岩钻测控系统设计与实现(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 论文研究内容及设计目标
    1.4 论文章节安排
    1.5 本章小结
第2章 南极冰下基岩钻与随钻测控系统设计
    2.1 南极基岩钻项目总体设计
    2.2 随钻测控系统组成架构
    2.3 基岩测控系统方案设计
        2.3.1 岸基监控交互系统
        2.3.2 数据传输总线组网系统
        2.3.3 嵌入式操作系统
        2.3.4 基岩随钻测控系统
        2.3.5 电力供应与能量转换系统
    2.4 本章小结
第3章 随钻测控系统硬件设计
    3.1 随钻测控系统电路方案设计
    3.2 随钻测控系统硬件电路设计
        3.2.1 供电电路设计
        3.2.2 MCU电路设计
        3.2.3 ADC采集电路设计
        3.2.4 流量、转速采集电路设计
        3.2.5 钻具姿态采集电路设计
        3.2.6 通讯总线电路设计
    3.3 本章小结
第4章 随钻测控系统软件设计
    4.1 随钻测控系统设计
        4.1.1 嵌入式系统软件设计
        4.1.2 钻具姿态数据采集
        4.1.3 转速、流量数据采集
        4.1.4 ADC模拟信号采集
        4.1.5 通信总线协议设计
    4.2 岸基监控软件设计
        4.2.1 岸基监控交互界面
        4.2.2 岸基监控软件框架
    4.3 本章小结
第5章 系统联调与南极实验
    5.1 随钻测控系统功能调试
        5.1.1 随钻测控系统硬件测试
        5.1.2 随钻测控系统低温测试
        5.1.3 随钻测控系统通讯测试
        5.1.4 随钻测控系统组装测试
    5.2 长春模拟低温环境联调
        5.2.1 随钻测控系统钻机供电调试
        5.2.2 随钻测控系统整体功能调试
        5.2.3 低温钻井平台模拟综合调试
    5.3 南极实地钻探实验
        5.3.1 南极考察以及准备物资
        5.3.2 南极基岩钻探项目任务
        5.3.3 南极基岩钻探任务进展
        5.3.4 南极基岩钻探实验结果
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录 作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目

四、CAN协议状态分析(论文参考文献)

  • [1]基于Fuzzing的CAN总线协议逆向技术设计与实现[D]. 肖觊威. 北京邮电大学, 2021(01)
  • [2]基于RTOS的CANopen协议与iCAN协议网关模块的设计与实现[D]. 宋世民. 吉林大学, 2021(01)
  • [3]基于云代驾的二级碰撞预警远程控制清扫车的设计与实现[D]. 郭书麟. 吉林大学, 2021(01)
  • [4]基于CAN总线的Transceiver芯片设计[D]. 杨耀杰. 电子科技大学, 2021(01)
  • [5]基于深度学习的车载总线网络入侵检测方法研究[D]. 陈力. 浙江科技学院, 2020(03)
  • [6]基于CAN总线技术的铁路信号系统研究与设计[D]. 严航. 大连交通大学, 2020(06)
  • [7]星载计算机的模拟故障注入平台研制[D]. 张博. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
  • [8]基于Open CPU的车载智能网关系统设计[D]. 倪昊霖. 延边大学, 2020(05)
  • [9]面向联网汽车车内网络的防御技术研究与实现[D]. 罗超. 电子科技大学, 2020(07)
  • [10]新一代南极冰下基岩钻测控系统设计与实现[D]. 刘本坤. 杭州电子科技大学, 2020(02)

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CAN协议状态分析
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