Thiết Kế Mô Hình Giảng Dạy Hệ Thống Truyền Dữ Liệu Qua Mạng CAN

Thiết kế mô hình giảng dạy hệ thống truyền dữ liệu qua mạng CAN hiệu quả. Tìm hiểu phương pháp, công cụ và tài liệu hỗ trợ giảng dạy tối ưu.

• Tác giả: Nguyễn Mạnh Chiến
• Người hướng dẫn: PGS.TS Đỗ Văn Dũng
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí Động lực
• Đề tài: Thiết Kế Mô Hình Giảng Dạy Hệ Thống Truyền Dữ Liệu Qua Mạng CAN
• Loại tài liệu: Luận văn Thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LÝ LỊCH KHOA HỌC
• LỜI CAM ĐOAN
• CẢM TẠ
• TÓM TẮT
• MỤC LỤC
• DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH SÁCH CÁC HÌNH
• DANH SÁCH CÁC BẢNG
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu
• 1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
• 1.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.3. Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu
• 1.3.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.3.2. Đối tượng nghiên cứu
• 1.4. Nhiệm vụ của đề tài và phạm vi nghiên cứu
• 1.4.1. Nhiệm vụ của đề tài
• 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỆ THỐNG TRUYỀN DỮ LIỆU CAN TRÊN Ô TÔ
• 2.1. Tổng quát về mạng CAN (Controller Area Network)
• 2.2. Khái quát về giao thức CAN
• 2.2.1. Tổng quát về giao thức CAN
• 2.3. Non return zero
• 2.4. Độ dài của một Bus
• 2.5. Trạng thái “Dominant” và “Recessive”
• 2.6. Giải quyết tranh chấp trên Bus
• 2.7. Nominal Bit Time
• 2.8. Sự đồng bộ xung clock
• 2.9. Truyền nhận message
• 2.10. Mạch bảo bệ CAN bus
• 2.11. Đặc tính kỹ thuật của bộ phận thu phát CAN transceiver
• 2.12. Lựa chọn phương thức bảo vệ CAN bus
• 2.13. Các mạch bảo vệ CAN bus
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH GIẢNG DẠY HỆ THỐNG TRUYỀN DỮ LIỆU QUA MẠNG CAN
• 3.1. Các thành phần của mô hình:
• 3.1.1. Cảm biến siêu âm (SRF05)
• 3.1.2. Màn hình LCD
• 3.1.3. Vi điều khiển PIC 18F4580
• 3.2. Thu thập dữ liệu đầu vào của hệ thống
• 3.3. Thiết kế, chế tạo mạch ECU mô phỏng hệ thống truyền dữ liệu CAN
• 3.3.1. Sơ đồ khối và sơ đồ thuật toán điều khiển hệ thống truyền dữ liệu CAN
• 3.3.1.1. Sơ đồ khối hệ thống truyền dữ liệu CAN
• 3.3.1.2. Sơ đồ thuật toán điều khiển hệ thống truyền dữ liệu CAN
• 3.3.2. Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống truyền dữ liệu CAN trên ô tô
• 3.4. Thử nghiệm, đánh giá kết quả
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• 4.1. Hướng phát triển đề tài
• PHIẾU GIẢNG DẠY
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Mô Hình Giảng Dạy Mạng CAN Trong Ô Tô

Mạng CAN (Controller Area Network) đã trở thành xương sống của hệ thống điện tử ô tô hiện đại. Số lượng các ECU (Electronic Control Unit) trong xe ngày càng tăng, đòi hỏi một hệ thống truyền thông CAN hiệu quả và tin cậy. Việc chẩn đoán CAN và sửa chữa các vấn đề liên quan đến mạng CAN trong ô tô đòi hỏi kiến thức chuyên sâu và hiểu biết thực tế. Tuy nhiên, việc tiếp cận với công nghệ này còn nhiều hạn chế đối với sinh viên, học viên và kỹ thuật viên. Mô hình giảng dạy ô tô truyền dữ liệu CAN đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp kiến thức nền tảng và kỹ năng thực hành cần thiết. Mục tiêu của mô hình CAN là giúp người học nắm vững nguyên lý hoạt động, cấu trúc, giao thức và ứng dụng của giao thức CAN, từ đó có thể tự tin trong việc chẩn đoán lỗi CAN và sửa chữa hệ thống điện ô tô. Việc trang bị kiến thức về mạng CAN là yếu tố then chốt để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của ngành công nghiệp điện tử ô tô. Việc đào tạo bài bản về truyền thông CAN giúp nâng cao chất lượng nguồn nhân lực và thúc đẩy sự phát triển của ngành ô tô CAN trong nước. Nghiên cứu cho thấy việc sử dụng các CAN analyzer và CAN simulator trong giảng dạy giúp học viên dễ dàng tiếp thu kiến thức và nâng cao kỹ năng thực hành. Theo tài liệu gốc, "Mạng CAN có lợi thế là 1 hệ thống kênh ghép nối tiếp sẽ lược bớt đi dây dẫn, tăng cường khả năng điều khiển, giảm bớt số lượng cảm biến, phát hiện lỗi dễ dàng, thuận tiện trong việc chẩn đoán và sữa chữa."

1.1. Tầm Quan Trọng Của Mạng CAN Trong Hệ Thống Điện Ô Tô

Ngày nay, mạng CAN đóng vai trò then chốt trong hệ thống điện ô tô. Nó cho phép các ECU giao tiếp với nhau một cách hiệu quả, chia sẻ dữ liệu và phối hợp hoạt động. Sự phức tạp của các hệ thống điều khiển hiện đại đòi hỏi một hệ thống truyền thông CAN tin cậy và có khả năng xử lý lượng lớn dữ liệu. Giao thức CAN cung cấp một giải pháp linh hoạt và hiệu quả cho việc kết nối các thành phần khác nhau trong xe, từ động cơ đến hệ thống phanh, hệ thống lái và hệ thống giải trí. Sự phát triển của CAN FD (CAN Flexible Data-Rate) càng nâng cao khả năng truyền thông CAN với tốc độ cao hơn và băng thông lớn hơn. Ứng dụng CAN ngày càng mở rộng, từ các hệ thống cơ bản đến các hệ thống tiên tiến như xe tự lái.

1.2. Sự Cần Thiết Của Mô Hình Giảng Dạy Truyền Thông CAN Trực Quan

Việc học về mạng CAN chỉ qua lý thuyết là chưa đủ. Mô hình giảng dạy ô tô trực quan giúp học viên dễ dàng hình dung và hiểu rõ nguyên lý hoạt động của hệ thống. Mô phỏng CAN cho phép học viên thực hành chẩn đoán CAN và khắc phục các lỗi CAN trong môi trường an toàn và có kiểm soát. Mô hình CAN cần được thiết kế sao cho thể hiện rõ cấu trúc, giao thức và các thành phần chính của mạng CAN trong ô tô. Việc sử dụng các CAN analyzer và CAN simulator trong mô hình CAN giúp học viên quan sát và phân tích dữ liệu truyền thông CAN một cách trực quan. Điều này giúp học viên nắm vững kiến thức và kỹ năng cần thiết để làm việc trong ngành công nghiệp điện tử ô tô. Theo tài liệu, "Do vậy việc Thiết kế mô hình giảng dạy hệ thống truyền dữ liệu qua mạng CAN là đề tài cần thiết giúp người học tiếp cận với các công nghệ mới, phục vụ cho việc chẩn đoán sửa chữa các hệ thống điện trên xe."

II. Thách Thức Trong Giảng Dạy Và Học Tập Về Mạng CAN Ô Tô

Việc giảng dạy và học tập về mô hình CAN (Controller Area Network) đối mặt với nhiều thách thức. Sự phức tạp của giao thức CAN đòi hỏi người học phải có kiến thức nền tảng vững chắc về điện tử ô tô, hệ thống điện ô tô, và điện tử ô tô. Tài liệu học tập về truyền thông CAN bằng tiếng Việt còn hạn chế, gây khó khăn cho việc tự học và nghiên cứu. Việc tiếp cận với thiết bị chẩn đoán CAN chuyên dụng (ví dụ: CAN bus analyzer) và phần mềm mô phỏng CAN đòi hỏi chi phí đầu tư lớn. Ngoài ra, sự thay đổi nhanh chóng của công nghệ CAN FD và các tiêu chuẩn ISO 11898, SAE J1939 yêu cầu người giảng dạy phải liên tục cập nhật kiến thức. Theo tài liệu, "Tuy vậy, hệ thống truyền dữ liệu qua mạng 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."

2.1. Thiếu Tài Liệu Học Tập Chuyên Sâu Về CAN Bằng Tiếng Việt

Một trong những rào cản lớn nhất trong việc học về mạng CAN là sự thiếu hụt tài liệu chuyên sâu bằng tiếng Việt. Sinh viên và kỹ thuật viên gặp khó khăn trong việc tìm kiếm thông tin chi tiết về giao thức CAN, các tiêu chuẩn ISO 11898, SAE J1939, và các ứng dụng thực tế của mạng CAN trong ô tô. Việc dịch thuật các tài liệu nước ngoài đòi hỏi nguồn lực lớn và thời gian dài. Do đó, việc biên soạn và xuất bản các tài liệu học tập chất lượng cao, phù hợp với trình độ và nhu cầu của người học Việt Nam là vô cùng cần thiết. Điều này sẽ giúp học viên có thể tiếp cận kiến thức một cách dễ dàng và hiệu quả hơn.

2.2. Chi Phí Đầu Tư Cho Thiết Bị Chẩn Đoán và Mô Phỏng CAN

Việc thực hành chẩn đoán CAN và mô phỏng CAN đòi hỏi các thiết bị chuyên dụng như CAN analyzer và CAN simulator. Tuy nhiên, các thiết bị này thường có giá thành cao, gây khó khăn cho các trường dạy nghề và các trung tâm đào tạo. Việc xây dựng mô hình giảng dạy ô tô hoàn chỉnh với đầy đủ các thiết bị cần thiết đòi hỏi nguồn kinh phí đầu tư lớn. Do đó, cần có các giải pháp tiết kiệm chi phí như sử dụng phần mềm mô phỏng CAN miễn phí hoặc phát triển các thiết bị CAN analyzer giá rẻ, phù hợp với điều kiện kinh tế của các cơ sở đào tạo.

2.3. Cập Nhật Kiến Thức Về Các Tiêu Chuẩn CAN Mới

Công nghệ mạng CAN liên tục phát triển với sự ra đời của các tiêu chuẩn mới như CAN FD (CAN Flexible Data-Rate), CANopen, và các giao thức J1939. Việc giảng dạy và học tập cần phải liên tục cập nhật để theo kịp những thay đổi này. Điều này đòi hỏi người giảng dạy phải chủ động tìm kiếm thông tin, tham gia các khóa đào tạo chuyên sâu, và cập nhật kiến thức mới nhất về truyền thông CAN. Việc tích hợp các tiêu chuẩn mới vào mô hình giảng dạy ô tô là rất quan trọng để đảm bảo rằng học viên được trang bị kiến thức và kỹ năng phù hợp với yêu cầu của ngành công nghiệp.

III. Thiết Kế Mô Hình Giảng Dạy Mạng CAN Phương Pháp Hiệu Quả

Để vượt qua những thách thức trên, việc thiết kế mô hình giảng dạy mạng CAN hiệu quả là vô cùng quan trọng. Mô hình cần kết hợp giữa lý thuyết và thực hành, sử dụng các công cụ trực quan và mô phỏng CAN để giúp học viên nắm vững kiến thức và kỹ năng cần thiết. Mô hình CAN cần được thiết kế theo hướng mở, linh hoạt, có khả năng mở rộng và nâng cấp để đáp ứng với sự phát triển của công nghệ. Việc tích hợp các bài tập thực hành, các dự án nhỏ và các tình huống chẩn đoán CAN thực tế sẽ giúp học viên củng cố kiến thức và phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề.

3.1. Xây Dựng Mô Hình Giảng Dạy Kết Hợp Lý Thuyết Và Thực Hành

Mô hình giảng dạy cần kết hợp giữa lý thuyết và thực hành một cách cân bằng. Lý thuyết cần cung cấp cho học viên kiến thức nền tảng về giao thức CAN, cấu trúc mạng CAN, và các tiêu chuẩn liên quan. Thực hành cần giúp học viên áp dụng kiến thức đã học vào thực tế, thực hiện chẩn đoán CAN, mô phỏng CAN, và khắc phục các lỗi CAN. Việc sử dụng các CAN analyzer và CAN simulator trong các bài thực hành sẽ giúp học viên quan sát và phân tích dữ liệu truyền thông CAN một cách trực quan, từ đó hiểu rõ nguyên lý hoạt động của hệ thống.

3.2. Sử Dụng Công Cụ Mô Phỏng và Phân Tích CAN Trực Quan

Các công cụ mô phỏng CAN và phân tích CAN đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ giảng dạy và học tập về mạng CAN. CAN simulator cho phép học viên tạo ra các tình huống truyền thông CAN khác nhau và quan sát các phản ứng của hệ thống. CAN analyzer giúp học viên phân tích dữ liệu truyền thông CAN, xác định các mã lỗi CAN, và tìm ra nguyên nhân gây ra lỗi. Việc sử dụng các công cụ này giúp học viên hiểu rõ nguyên lý hoạt động của mạng CAN và phát triển kỹ năng chẩn đoán CAN một cách hiệu quả.

3.3. Tích Hợp Bài Tập Thực Hành Chẩn Đoán Lỗi và Giải Quyết Vấn Đề

Mô hình giảng dạy cần tích hợp các bài tập thực hành chẩn đoán lỗi CAN và giải quyết vấn đề. Các bài tập này cần được thiết kế dựa trên các tình huống thực tế mà kỹ thuật viên có thể gặp phải trong quá trình làm việc. Học viên cần được hướng dẫn cách sử dụng CAN analyzer để xác định các mã lỗi CAN, phân tích dữ liệu truyền thông CAN, và tìm ra nguyên nhân gây ra lỗi. Sau đó, học viên cần thực hiện các biện pháp khắc phục lỗi và kiểm tra lại hệ thống để đảm bảo rằng lỗi đã được giải quyết. Việc thực hành chẩn đoán CAN và giải quyết vấn đề giúp học viên củng cố kiến thức và phát triển kỹ năng tư duy logic, kỹ năng phân tích, và kỹ năng giải quyết vấn đề.

IV. Ứng Dụng Mô Hình Giảng Dạy Mạng CAN Vào Thực Tế Nghiên Cứu

Mô hình này có thể được sử dụng để nghiên cứu các phương pháp chẩn đoán CAN, phát triển các công cụ mô phỏng CAN và phân tích CAN mới, hoặc tối ưu hóa hiệu suất của mạng CAN. Điều này đặc biệt hữu ích trong việc nghiên cứu các ứng dụng của CAN FD và các giao thức J1939.Theo tài liệu, "Đề tài đã đạt được một số kết quả như sau: - Đã nghiên cứu cơ sở lý thuyết của hệ thống truyền dữ liệu CAN trên ô tô."

4.1. Nghiên Cứu Phương Pháp Chẩn Đoán Lỗi CAN Nâng Cao

Với mô hình CAN, người học có thể nghiên cứu và phát triển các phương pháp chẩn đoán CAN tiên tiến hơn, chẳng hạn như sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để phân tích dữ liệu truyền thông CAN và tự động xác định các lỗi CAN phức tạp. Điều này đòi hỏi sự kết hợp giữa kiến thức về mạng CAN và các kỹ thuật học máy, mở ra một hướng đi mới trong việc chẩn đoán CAN và bảo trì hệ thống điện ô tô.

4.2. Phát Triển Công Cụ Mô Phỏng CAN và Phân Tích CAN

Sử dụng mô hình giảng dạy CAN để phát triển các công cụ mô phỏng CAN và phân tích CAN được cá nhân hóa. Việc phát triển các công cụ này có thể tập trung vào việc tạo ra các giao diện người dùng thân thiện hơn, cung cấp các tính năng phân tích CAN nâng cao, hoặc hỗ trợ các giao thức J1939 và CANopen.

V. Kết Luận Tương Lai Của Mô Hình Giảng Dạy Truyền Thông CAN

Việc phát triển và ứng dụng hiệu quả mô hình giảng dạy mạng CAN là yếu tố then chốt để nâng cao chất lượng đào tạo nguồn nhân lực cho ngành công nghiệp điện tử ô tô. Trong tương lai, mô hình CAN cần được tích hợp với các công nghệ mới như thực tế ảo (VR) và thực tế tăng cường (AR) để tạo ra trải nghiệm học tập sống động và hấp dẫn hơn. Việc hợp tác giữa các trường đại học, các trung tâm đào tạo và các doanh nghiệp trong ngành ô tô CAN là rất quan trọng để đảm bảo rằng mô hình giảng dạy CAN luôn đáp ứng được yêu cầu thực tế của thị trường lao động. Theo tài liệu, "Mô hình mô phỏng hệ thống truyền dữ liệu CAN trên ô tô được chế tạo từ đề tài có thể dùng để giảng dạy và nghiên cứu."

5.1. Tích Hợp Công Nghệ VR AR Trong Mô Hình Giảng Dạy CAN

Trong tương lai, việc tích hợp công nghệ VR/AR có thể cách mạng hóa mô hình giảng dạy CAN. Học viên có thể sử dụng kính VR để khám phá cấu trúc mạng CAN một cách trực quan, tương tác với các ECU, và thực hiện các bài tập chẩn đoán CAN trong môi trường ảo. Công nghệ AR có thể được sử dụng để hiển thị thông tin truyền thông CAN trực tiếp trên các thành phần thực tế của xe, giúp học viên hiểu rõ mối liên hệ giữa lý thuyết và thực tế.

5.2. Hợp Tác Giữa Trường Học và Doanh Nghiệp Ô Tô Để Phát Triển

Sự hợp tác chặt chẽ giữa các trường học và các doanh nghiệp trong ngành ô tô CAN là rất quan trọng để đảm bảo rằng mô hình giảng dạy CAN luôn đáp ứng được yêu cầu thực tế của thị trường lao động. Các doanh nghiệp có thể cung cấp cho các trường học các thiết bị chẩn đoán CAN hiện đại, các phần mềm mô phỏng CAN chuyên dụng, và các tình huống chẩn đoán CAN thực tế. Các trường học có thể cung cấp cho các doanh nghiệp nguồn nhân lực chất lượng cao, được đào tạo bài bản về mạng CAN và có khả năng đáp ứng các yêu cầu công việc.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu Ngày nay một hệ thống điều khiển được chia ra thành nhiều cụm khác nhau và được điều khiển bởi những máy tính riêng rẽ khác nhau. Do đó số lượng dây dẫn và các cảm biến ngày càng tăng, dẫn đến việc chẩn đoán sữa chữa gặp nhiều khó khăn. Chính những điều này đã thúc đẩy cho sự ra đời của một số hệ thống mạng điều khiển, trong đó có mạng CAN. CAN là viết tắt của Controller Area Network, tạm dịch là “Mạng ECU” hay gọi tắt là mạng CAN, là 1 công nghệ mạng ghép nối tiếp, được phát triển bởi Robert Bosch GmbH vào những năm đầu của thập niên 1980.

Vào thời gian đầu, mạng CAN được sử dụng rộng rãi trong nền công nghiệp tự động hóa và các ứng dụng trên xe hơi, xe tải và cho đến ngày nay thì mạng CAN cũng đã thể hiện được tính ưu việt của nó trong các lĩnh vực khác như hàng không, vũ trụ, y học cho tới các thiết bị sử dụng cho gia đình như: máy giặt, máy sấy….Mạng CAN có lợi thế là 1 hệ thống kênh ghép nối tiếp sẽ lược bớt đi dây dẫn, tăng cường khả năng điều khiển, giảm bớt số lượng cảm biến, phát hiện lỗi dễ dàng, thuận tiện trong việc chẩn đoán và sữa chữa.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 1.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới Các hãng ôtô hàng đầu Mỹ Nhật đã đầu tư nhiều triệu USD để áp dụng mạng CAN trên ôtô của họ. Hầu như mọi nhà sản xuấtchip lớn như: Intel, NEC, Siemens, Motorola, Maxim IC, Fairchild, Microchip, Philips, Texas Instrument, Mitsubishi, Hitachi, STmicro. đều có sản xuất ra chip CAN. + Robert Bosch GmbH, “ CAN Specification 2.

Bài viết về đặc điểm kỹ thuật của CAN., "Configurable Vehicle Networks," SAE Technical Paper 2003-28-0012. GVHD: PGS_TS. Đỗ Văn Dũng -1- HVTH: Nguyễn Mạnh Chiến Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Luận Văn Thạc Sĩ Bài viết này đề cập đến sự phát triển của các mạng liên kết trên ô tô, các tiêu chuẩn cho các mạng liên kết này. Bài viết cũng chỉ ra rằng trong những năm gần đây các ECU được kết nối qua mạng thông tin đa dẫn, các mạng thường sử dụng là CAN như là đường truyền chính và LIN như là đường truyền phụ kết nối với nhau thông qua cổng (Gateway)., "Network Architecture for CAN," SAE Technical Paper 930004, 1993.

Bài viết nói về cấu trúc mạng CAN, nó bao gồm một kết cấu các lớp thông tin liên lạc và một bộ phận quản lý mạng. Kết cấu các lớp thông tin này bao gồm các thiết bị có chức năng phân phối, truyền tải dữ liệu và giao diện ứng dụng. Những môđun của hệ thống hỗ trợ thiết kế thông tin liên lạc và phần mềm quản lý mạng với nhiều hay ít đặc điểm chức năng theo yêu cầu của ứng dụng. Phương pháp tiếp cận này cho phép một sự thích ứng tối ưu hóa của hệ thống mạng đến yêu cầu ứng dụng., "Multiplexing in Automobiles - An Application Example of the CAN Protocol," SAE Technical Paper 921504, 1992.

Bài viết giới thiệu công nghệ truyền thông cho phép truyền và nhận phản hồi thông tin trên xe hơi, sử dụng những đặc điểm tương tự với mạng cục bộ dùng vi điều khiển. Dạng công nghệ này thường được biết đến như công nghệ ghép kênh (multiplexing) trên ô tô. Bài viết đưa ra chi tiết nghiên cứu hệ thống ghép kênh dùng giao thức CAN, cách thức này được đánh giá khả quan trên các dự án xe hơi ở Brazin. + Wang Xing, Huiyan Chen và Huarong Ding, “The Application of CAN on vehicle”, Beijing Institute of Technology Vehicle Engineering College, Beijing 100081, China.

Bài báo chỉ ra các đặc điểm nổi bật của mạng CAN và so sánh với mạng BITBUS- được phát triển bởi Intel. Chỉ ra ứng dụng CAN trên xe Jaguar, ứng dụng trên hệ thống kiểm soát năng lượng cho xe điện, ứng dụng cho việc điều khiển hệ thống treo dựa trên CAN. GVHD: PGS_TS. Đỗ Văn Dũng -2- HVTH: Nguyễn Mạnh Chiến Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Luận Văn Thạc Sĩ + K.Wellings, “ Calculating Controller Area Network Message Response”, Control Eng.1163-1169, Copyright 1995 Elsevier Science Ltd, UK.

Bài viết cho thấy thời gian đáp ứng khi truyền một thông điệp nhất định trong mạng CAN, đưa ra bảng kết quả thực nghiệm về thời gian truyền của các thông điệp khác nhau.2 Tình hình nghiên cứu trong nước Cùng với sự phát triển công nghệ ô tô trên thế giới ngành công nghệ ô tô trong nước cũng có những bước tiến nhất định với khởi đầu là những công trình nghiên cứu trong các trường Đại học của sinh viên, kỹ sư. Sau đây là một số đề tài điển hình: + Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy chẩn đoán OBD-2 - Sinh viên thực hiện: Nguyễn Trung Hiếu (07105033) – Bùi Văn Hoàng (07105037) - Luận văn đại học tháng 03 năm 2012, Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG – Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Nội dung đề tài: - Hình thành cơ sở lý thuyết về máy chẩn đoán OBD-2 sử dụng chuẩn giao tiếp CAN. - Chế tạo mô hình máy chẩn đoán OBD-2 chuẩn giao tiếp CAN sử dụng giao diện LabVIEW + Hệ thống CAN (Controller Area Network) - Sinh viên thực hiện: Nguyễn Chí Công (MSSV: 09305004) - Nguyễn Văn Minh (MSSV: 09305031) - Luận văn đại học tháng 01 năm 2011, Giáo viên hướng dẫn: ThS.

NGUYỄN VĂN LONG GIANG – Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. 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. GVHD: PGS_TS. Đỗ Văn Dũng -3- HVTH: Nguyễn Mạnh Chiến Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Luận Văn Thạc Sĩ + Viết chuyên đề các hệ thống mới trên hệ thống điều khiển động cơ và ôtô - Sinh viên thực hiện: Nguyễn Sĩ Phước (MSSV: 04105089) - Lâm Đình Thuận (MSSV: 04105125) - Luận văn đại học tháng 03 năm 2009, Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG – Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Nội dung đề tài: - Hệ thống thông tin đa dẫn MPX.

- Hệ thống mạng điện thân xe BEAN. - Hệ thống mạng ECU CAN. - Hệ thống mạng kết nối nội bộ khu vực LIN. - Hệ thống mạng điều khiển thiết bị âm thanh AVC-LAN.

- Hệ thống mã hóa khóa động cơ ôtô IMMOBILIZER SYSTEM + Hệ thống truyền dữ liệu Multiplex và CAN trên ô tô – Học viên thực hiện: Vũ Thị Thu Hiền – Luận văn Thạc sĩ năm 2013, Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG – Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Nội dung đề tài: - Cơ sở lý thuyết của hệ thống truyền dữ liệu Multiplex và CAN trên ô tô. - Thiết kế chế tạo mô hình mô phỏng hoạt động truyền dữ liệu giữa ECU điều khiển tốc độ motor quạt làm mát động cơ và ECU điều khiển góc mở của motor servo trộn khí dựa trênvi điều khiển Atmega16 1.3 Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu 1.1 Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu cấu trúc một thông điệp trong CAN (mạng điều khiền vùng), và chuẩn giao tiếp CAN. - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết, cách lập trình vi điều khiển, để làm nền tảng cho việc chế tạo mô hình.

GVHD: PGS_TS. Đỗ Văn Dũng -4- HVTH: Nguyễn Mạnh Chiến Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Luận Văn Thạc Sĩ 1.2 Đối tượng nghiên cứu - Nghiên cứu các loại hệ thống truyền dữ liệu. - Nghiên cứu chuẩn giao tiếp CAN. - Nghiên cứu mạch vi điều khiển họ PIC18F 1.4 Nhiệm vụ của đề tài và phạm vi nghiên cứu 1.1 Nhiệm vụ của đề tài Những năm đầu thập niên 90 hệ thống truyền dữ liệu qua mạng CAN ra đời đáp ứng nhiều vấn đề cho các hệ thống điện trong xe, với tốc độ truyền tải cao, độ sai số rất thấp.

Từ năm 2007 tất cả các loại xe ôtô 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 qua mạng 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 rất khó khăn trong việc tìm 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 qua mạnh CAN trên ô tô. Phân tích hoạt động của hệ thống truyền dữ liệu trên một ô tô cụ thể từ đó thiết kế chế tạo mô hình dùng trong giảng dạy. Do vậy việc Thiết kế, chế tạo mô hình giảng dạy hệ thống truyền dữ liệu qua mạng 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.2 Phạm vi nghiên cứu Đề tài giới hạn nghiên cứu hệ thống truyền dữ liệu CAN trên xe và chế tạo mô hình hệ thống truyền dữ liệu CAN điều khiển hệ thống tín hiệu, hỗ trợ lùi.5 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu, tổng hợp tài liệu. - Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm.

- Phương pháp lập trình vi điều khiển. - Phương pháp thiết kế, chế tạo mạch. GVHD: PGS_TS. Đỗ Văn Dũng -5- HVTH: Nguyễn Mạnh Chiến Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Luận Văn Thạc Sĩ Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỆ THỐNG TRUYỀN DỮ LIỆU CAN TRÊN Ô TÔ 2.1Tổng quát về mạng CAN(ControllerArea Network) Hình 2.1: Sơ đồ tổng quát hệ thống CAN (Controller Area Network) trên xe Controller Area Network (CAN) là giao thức giao tiếp nối tiếp hỗ trợ mạnh cho những hệ thống điều khiển thời gian thực phân bố (Distributed Realtime Control System) với độ ổn định, bảo mật và chống nhiễu cực tốt.

CAN lần đầu tiên được phát triển bởi nhà cung cấp phụ tùng xe ô tô của Đức – Robert Bosch vào giữa những năm 80. Để thỏa mãn nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng trong vấn đề an toàn và tiện nghi và làm giảm bớt khí thải ô nhiễm và tiêu thụ năng lượng, ngành công nghiệp ô tô đã phát triển rất nhiều hệ thống điện tử. Với mục đích chính là làm cho những hệ thống phức tạp này trở nên an toàn, ổn GVHD: PGS_TS. Đỗ Văn Dũng -6- HVTH: Nguyễn Mạnh Chiến Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.