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基于SAE J1939協(xié)議的車輛網(wǎng)絡(luò)集成方法

作者: 時(shí)間:2009-06-30 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要 電控單元(ECU)是車輛內(nèi)部系統(tǒng)控制模塊的代名詞。本文介紹如何集成自定義ECU和具有JI939CAN接口的ECU產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)基于 JI939,完成自定義ECU的信息采集和各ECU 間的信息交換。該網(wǎng)絡(luò)使用雙核單片機(jī)和μC/OS-II操作系統(tǒng),通過(guò)液晶顯示器和按鍵實(shí)現(xiàn)信息交互,解決了車輛儀表盤(pán)信息量較少和故障診斷實(shí)時(shí)性不足等問(wèn)題。該方法可推廣應(yīng)用到其他工業(yè)環(huán)境類似的CAN通信領(lǐng)域,如列車控制、工廠控制等。
關(guān)鍵詞 JI939 集成方法 電控單元 CAN

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/197875.htm


引 言
隨著車輛電子化和自動(dòng)化程度的提高,車輛上的ECU日益增多。為了提高信號(hào)的利用率,要求在不同的ECU間,大量的數(shù)據(jù)狀態(tài)信息能夠?qū)崿F(xiàn)共享,大量的控制信號(hào)能夠?qū)崟r(shí)交換。這樣,傳統(tǒng)線束已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足這種需求。
CAN總線及基于CAN的通信提供了解決上述問(wèn)題的途徑。SAE 協(xié)議是美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì)(SAE)在CAN2.0B協(xié)議基礎(chǔ)上制定的重型貨車和客車網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議,是目前汽車電子網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用最廣泛的應(yīng)用層協(xié)議之一。該協(xié)議使用多路復(fù)用技術(shù)為車輛各傳感器、執(zhí)行器和控制器提供建立在CAN總線基礎(chǔ)上的標(biāo)準(zhǔn)化高速網(wǎng)絡(luò)連接,在不同的ECU間實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)共享,以有效減少線束數(shù)量并提高車輛電子控制系統(tǒng)的靈活性、可靠性、可維修性。
目前,車輛的ECU產(chǎn)品大都帶有SAE CAN接口。針對(duì)具有SAE CAN接口的ECU產(chǎn)品(如發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器及其緩速器和ABS等ECU),自定義若干ECU,集成實(shí)現(xiàn)基于SAE J1939協(xié)議的車輛網(wǎng)絡(luò),完成自定義ECU的信息采集和各ECU間的信息交換。


1 車輛網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
具有SAE J1939 CAN接口的ECU產(chǎn)品接上儀表板連成網(wǎng)絡(luò)后,已基本滿足車輛駕駛的要求。為了使自定義ECU對(duì)外通信盡量不影響ECU產(chǎn)品間的通信,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)分為兩個(gè)網(wǎng)段,必要時(shí)可合并成一個(gè)網(wǎng)段。網(wǎng)段A包含信息交互ECU,發(fā)動(dòng)機(jī)ECU,變速器及其緩速器ECU,ABS ECU;網(wǎng)段B包括信息交互ECU,發(fā)動(dòng)機(jī)外圍、I橋及II橋ECU,分動(dòng)器ECU,III橋及IV橋ECU。信息交互ECU用兩個(gè)CAN端口分別與兩個(gè)網(wǎng)段連接,具有報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)功能。車輛網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 車輛網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)
按照SAE J1939協(xié)議,車輛網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)包括以下幾方面內(nèi)容:
◆物理層與SAEJI939-11兼容;
◆數(shù)據(jù)鏈路層與SAE J1939-21兼容;
◆網(wǎng)絡(luò)層與SAE J1939-31兼容;
◆應(yīng)用層與SAE J1939-71兼容;
◆應(yīng)用層診斷與SAE J1939-73兼容;
◆網(wǎng)絡(luò)管理層與SAE J1939-81兼容。
2.1 物理層
物理層實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上所有ECU的電氣連接。物理介質(zhì)采用特征阻抗為120 Ω的屏蔽雙絞線,CAN_H為黃色、CAN_L為綠色。網(wǎng)段盡可能使用線性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),其波特率為250 kbps。網(wǎng)段干線兩端均以120 Ω電阻做終端匹配。ECU使用短支線與網(wǎng)段干線連接,在網(wǎng)段中采用不相等布置以防止產(chǎn)生駐波。


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