汽车CAN网络协议设计及实验测试.pdf

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1、1lI5化汽车CAN网络协议设计及实验测试DesignoftheCANnetworkprotocoIforautomobileandexperimenttest王立萍WANGLi．ping(承德石油高等专科学校计算机与信息工程系，承德067000)摘要：针对汽车CAN网络控制系统，依据CAN协议技术规范，重点制定了仪表显示、车灯控制和传感器信号采集部分的应用层协议。CAN总线系统是信息地址定位，而不是设备地址定位，系统采用29位标识符的扩展模式，定义了2个字节的标识符ID的和1个字节的数据域编码。采用自行设计的上位机监测软件和CAN分析测试软件ZLGOANte

2、st对CAN总线上的数据进行实验测试，在PC机上观察节点报文的发送和接收情况。经试验调试表明，报文接收和发送正常，此协议的制定能够实现硬件系统所要求的功能。关键词：CAN总线；应用层协议；标识符；数据域编码；ZLGCANtest中图分类号：TP336文献标识码：B文章编号：1009—0134(2OO9)O6—0044—030引言1系统总体架构设计CAN的技术规范只定义了物理层和数据链路层考察汽车电气控制部分，可以发现仪表显示、协议，没有定义应用层协议。CAN的技术特点允许车灯控制和传感器信号采集部分的连线是最复杂的，各厂家在CAN协议的基础上自行开发自己的高层

3、所以从这几方面入手来解决系统设计所面临的问题。应用协议，给用户提供一个面向应用的清晰接口。系统分为高速CAN和低速CAN两部分，由高速数为了将CAN协议的应用推向更深的层次，同时满足据采集模块、低速数据采集模块、仪表显示模块、车产品的兼容和互操作性，国际上已经形成了诸多基灯控制模块、上位机监控模块组成。对于发动机的于CAN的应用层协议：CANOpen、DeviceNet、转速和车速，采用500Kbps的高速速率，以保证良SAEJ1939、CAL、SDS、CANKingdom等，这些高好的通信带宽，从而满足高实时性要求；对于仪表层协议都对CAN应用层做了完整而详

4、尽的定义]。信息显示和车灯系统等普通实时性要求的设备，可DeviceNet最初由RockWell旗下Allen—Bradly公司工作在125Kbps的低带通信波特率上，通过CAN网研制开发，凭借该公司在可编程控制器和变频器等桥对两CAN网络数据处理。数据采集模块接收传方面的优势，在PLC与现场设备之间的通信网络中感器输出的模拟信号、数字信号和开关信号，经得到广泛应用。CANOpen是基于CAN总线系统的ECU进行处理，转换为可在CAN总线上通讯的数据网络，它是由CiA进行开发的，CANOpen甚至可以报文格式，分别送到仪表显示模块和灯光控制模块。在具有低计算性

5、能和存储能力的设备中使用f2】。仪表显示模块分别输出显示油量、水温、转速、车由于目前国内还没有CAN通讯的应用层协议速、本次里程和总里程，用来实时反映汽车各部件标准，而国外的应用层协议又较为昂贵，并且在一当前的工作状态。灯光控制模块完成对灯光控制命些利用简单的通信协议就可以满足要求的情况下，令的接收及驱动控制车灯亮灭。同时，将数据采集采用复杂的协议有时会造成资源浪费，用户在应用模块处理后的信号通过RS232一CAN转换卡送入PC时也会觉得诸多不便，反而限制了CAN的灵活性，机处理及显示，并对CAN总线的发送和接收情况进在实际应用中，可以根据需要自定义一个简单有

6、效行监控。的协议实现所要求的功能。该协议制订的合理与否，2系统应用层协议的制定直接关系到总线的传输效率、通用性和将来的可扩在本系统中我们采用的是扩展帧，这种模式支展性。收稿日期：2009—01—09作者简介：王立萍(1977一)，女，吉林白城人，讲师，硕士研究生，主要从事计算机控制方面的教学和研究。[441第31卷第6期2009—061匐化持具有很多特性的CAN2．0B协议，具有增强的验收这4位的二进制数组合来定义。系统主要有5类信滤波器、强有力的错误处理能力以及自我测试功能。息类别：紧急信息、广播信息、命令信息、状态信其数据格式[4J如表1所示。息、数据信息

7、，分别由ID15~ID13这3位的二进制表1Peli模式的数据格式数组合来定义。序号属性D7D6D5D4lD3D2fDIfDO2．2数据域格式的定义字节0帧信息FFpTRXXlDLC3DLC2{DLC1lDLC0字节1标识码0XXXID23．IDl6对CAN报文进行数据域编码是本规范进行数字节2标识码1ID23一ID．16字节3标识码2lf]15．ID8据格式编码的主体，如何对数据域的功能进行详细字节4标识码3ID7．ID0字节5数据1数据字节为通信传输的有效内容，为数据帧的实际数据，远程帧无的划分，这里采用分级编码的方式来进行。本规范效，长度为0．8字节可变

8、，值由DLc确定，数据字节数=中数据域