http://repositorio.unb.br/handle/10482/54700| Fichero | Tamaño | Formato | |
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| DaniloMouraPereira_DISSERT.pdf | 3,56 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
| Título : | Can-esp : uma rede can de baixo custo e código aberto com suporte a ota para veículos elétricos |
| Autor : | Pereira, Danilo Moura |
| Orientador(es):: | Rocha Filho, Geraldo Pereira |
| Assunto:: | Veículos elétricos Redes CAN |
| Fecha de publicación : | 10-jun-2026 |
| Data de defesa:: | 26-ene-2026 |
| Citación : | PEREIRA, Danilo Moura. Can-esp: uma rede can de baixo custo e código aberto com suporte a ota para veículos elétricos. 2026. 97 f., il. Dissertação (Mestrado Profissional em Engenharia Elétrica) — Universidade de Brasília, Brasília, 2026. |
| Resumen : | Este trabalho apresenta o CAN-ESP, uma arquitetura de rede CAN de baixo custo e código aberto projetada para preencher essa lacuna. A arquitetura inclui um protocolo de orquestração distribuída para atualizações \textit{Firmware-Over-The-Air} (FOTA), com um mecanismo de feedback de malha fechada que garante a consistência do firmware entre ECUs distribuídas (homogêneas em hardwarebase, porém com funções e periféricos distintos). Uma contribuição importante do CAN-ESP é a integração nativa do FOTA como funcionalidade da arquitetura, implementada na camada de aplicação sobre a comunicação local via ESP-WIFI-MESH e a sinalização/transferência com a nuvem via MQTT/HTTPS, permitindo atualizações confiáveis e escalonáveis sem dependência de ferramentas proprietárias. Avaliamos o CAN-ESP em um protótipo funcional integrado a um veículo elétrico leve (UGV) e em testes de bancada, demonstrando que a arquitetura mantém janelas de atualização eficientes e seguras no contexto experimental investigado. Adicionalmente, a escalabilidade do processo de atualização foi analisada por modelagem teórica para cenários com dezenas de ECUs, discutindo a viabilidade de janelas de manutenção compatíveis com aplicações práticas. Uma contribuição central deste trabalho é a validação da robustez temporal da rede através da análise do Pior Caso de Tempo de Resposta (\textit{Worst-Case Response Time} - WCRT) e do \textit{jitter} de transmissão sob diferentes condições de carga no barramento. Os resultados indicam que o CAN-ESP é uma plataforma prática e eficaz para pesquisa veicular, representando um passo significativo rumo à democratização do desenvolvimento de sistemas veiculares avançados, conectados e alinhados a requisitos de tempo real estrito no escopo avaliado. |
| Abstract: | The increasing electronic complexity of Light Electric Vehicles (LEVs) has intensified the gap betweenrobust, high-cost vehicular communication systems offered by major manufacturers and low-cost acade mic prototypes that lack modern functionalities and compliance with industry standards. This gap limitsagile development and restricts the adoption of Software-Defined Vehicle (SDV) practices in research envi ronments, especially when developers require full control over the communication stack and the firmwareupdate mechanisms.This work presents CAN-ESP, a low-cost, open-source CAN network architecture designed to fill thisgap. The architecture includes a distributed orchestration protocol for Firmware-Over-The-Air (FOTA) up dates, with a closed-loop feedback mechanism that ensures firmware consistency across distributed ECUs(Electronic Control Units) (homogeneous in hardware-base, but with distinct functions and peripherals). Arelevant contribution of CAN-ESP is the native integration of FOTA as an architectural functionality, im plemented at the application layer over local communication via ESP-WIFI-MESH and signaling/transferwith the cloud via MQTT/HTTPS, enabling reliable and scalable updates without dependence on proprie tary tools.We evaluated CAN-ESP in a functional prototype integrated into a light electric vehicle (LEV) andin bench tests. The architecture demonstrated the ability to meet hard real-time requirements, with aWorst-Case Response Time (WCRT) of 141 µs for critical brake messages, remaining below 200 µs foractuation commands even under a bus load above 90%. Temporal predictability was corroborated bya mean jitter of 1.93 µs (σ = 0.65 µs) and communication latency between 129–141 µs. Regardingoperational robustness, the network exhibited bus load between 10%–25% in nominal operation, withretransmission rates of 15 ppm (0.0015%) and arbitration loss rates of 0.55%, with no Bus-Off states. Thecombination of these results demonstrates that the architecture maintains efficient and safe update windowsin the investigated experimental context. In addition, the scalability of the update process was analyzedthrough theoretical modeling for scenarios with dozens of ECUs, discussing the feasibility of maintenancewindows compatible with practical applications.The results indicate that CAN-ESP is a functional platform for vehicular research, representing a contri bution towards democratizing the development of connected vehicular systems aligned with hard real-timerequirements within the evaluated scope. |
| metadata.dc.description.unidade: | Faculdade de Tecnologia (FT) Departamento de Engenharia Elétrica (FT ENE) |
| Descripción : | Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, Programa de Pós-Graduação Profissional em Engenharia Elétrica, 2026. |
| metadata.dc.description.ppg: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Mestrado Profissional |
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| Aparece en las colecciones: | Teses, dissertações e produtos pós-doutorado |
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