基于SAE J1939协议的车辆信息采集与诊断模块

2011-07-02 10:44:20来源: 互联网

0 引言
    当前,汽车电子化程度不断提高,大量采用基于微处理器的电控单元(ECU)对汽车的各个功能模块进行信息采集及控制。由于ECU数量众多,为了提高信号的利用率,要求在不同的ECU间,大量的数据状态信息能够实现共享,大量的控制信号能够实时交换。同时,车载多媒体设备、虚拟数字仪表等产品也需要实时获取车辆工况信息。因此传统线束已远远不能满足这种需求。
    CAN总线及基于CAN的车辆通信应用层协议提供了解决上述问题的途径。目前SAE J1939是汽车行业应用最为广泛的CAN应用层协议之一。本文提出的基于CAN和SAE J1939的车辆信息采集与诊断模块能够实时获取车辆的车速、油压、制动压力、发动机转速等重要信息,在车辆发生故障时及时定位车辆故障,并可集成到车载多媒体、虚拟仪表等产品中,为车辆驾驶人员提供直观实时的车辆工况。

1 SAE J1939协议介绍
    SAE J1939协议是美国汽车工程师协会(SAE)在CAN2.0B协议基础上制定的客车和重型货车网络通信应用层协议,在目前汽车电子网络中得到广泛应用。该协议采用CAN总线的数据帧封装其数据信息,并明确规定了汽车内部各ECU的名称、地址、通讯协议、优先级等信息,使用多路复用技术为车辆各传感器、执行器和控制器提供建立在CAN总线基础上的标准化高速网络连接,在不同的ECU间实现高速数据共享,以期有效减少线束数量并提高车辆电子控制系统的灵活性、可靠性、可维修性。目前,车辆的ECU产品大都带有遵循SAE J1939协议的CAN总线接口。这为车辆信息的快速采集和故障的在线诊断定位提供了便利。
1.1 SAE J1939报文格式
    SAE J1939在通讯中是负责数据传输的传输协议,其功能分为数据的拆分打包和重组及连接管理两部分。其数据帧是以PDU(协议数据单元)为单位传送信息,每个PDU相当于CAN协议中的一帧。PDU由29位标识符和O~8个字节的数据所组成,如表l所示。SAE J1939利用29位标识符(CAN扩展帧)提供一种完整的网络定义。表1中,P位为决定报文优先级的前3位;R是保留位:DP是数据页位;PF场识别两个PDI格式(PDUl、PDU2):替代远程请求位SRR和标识符扩展位IDE在CAN2.0B中己详细定义,并未包含在PDU内;PS场由PF值决定其包含一个目标地址(DA)还是包含一个对PDU格式PF的组扩展(GE);SA为源地址。

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1.2 SAE J1939应用层
    应用层定义了针对车辆应用的信号(参数)和报文(参数组)。应用层通过参数描述信号,给每个参数分配了一个19位的可疑参数编号(SP-N);此外还通过参数组描述报文,给每个参数组分配了一个24位的参数组编号(PGN)。SPN用来标识与ECU相关的故障诊断元素、部件或参数组中参数;PGN用来唯一标识一个特定参数组。除已分配的参数和参数组外,用户还可通过分配未使用的SPN给自定义参数和定义专有报文对应用层进行补充。

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关键字:SAE  J1939协议  车辆信息采集

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0702/article_2871.html
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