现代汽车的核心技术-SAEJ1939CANBUS(精)
J1939介绍
8 bits
8 bits
源地址 8 bits
表示PDU2 表示PDU1
SAE 1939/21 – 帧格式
J1939 的29位标志符是按下图构建的：
优先级, 3 bits
保留位, 1 bit 数据页, 1 bit PDU 格式(PF), 8 bits PDU细节 (PS), 8bits 源地址
仲裁处理过程中使用报文的优先级， 8个等级, 0表示最高级 ，7表示最低级 以备将来使用，默认为0 一般设为 0, 若设为1表示扩展参数组数目 定义报文的类型：广播或者目的地址 它的定义取决于PDU格式（PF）域的内容
SAE 1939汽车内部网络
SAE J1939
SAE J1939体系结构
SAE 1939概述
• SAE J1939
– J1939 是 SAE定义，卡车与公共汽车电气电子委员会控制与通信网络分 会开发的一个规范汽车内部网络的标准。该协议主要使用在重型交通工 具上 (比如卡车、大巴车、拖拉机等) 。
十进制为： 61444
实例 – J1939/71
实例- 数据
Data FF
FF
82
DF
1A
FF
FF
FF
Byte
Position 1
2
3
4
5
6
7
8
在例子中，数据字 1, 2, 6, 7 ,8 无效，因此设置为 0xFF。没有任何参数的有效 值是 0xFF的
实例 – J1939 报文
Data FF
SAE 1939/11 – 物理特性
• 物理特性
– 屏蔽双绞线。 – 最远距离40米。 – 速率为250 kbit/s。 – 最多可连接30个节点（ECUs）。 – 基于ISO11898标准。 – 在 ECU 和总线之间可以用分支短线直接连接起来。 – 网络由网段组成，之间用网桥连接。
CAN总线及SAEJ1939通讯协议在汽车上的应用
CAN总线及SAEJ1939通讯协议在汽车上的应用引言：CAN总线是“Controller Area Network”的简称，它是一种经典的控制器局域网络，被广泛应用于汽车电子系统中。
而SAE J1939通讯协议是一种基于CAN总线的协议，用于在专用车辆中实现高级自动化功能。
CAN总线及SAE J1939通讯协议的应用使得汽车电子系统的通讯变得更加灵活、高效，并且可以实现更多的功能。
本文将详细介绍CAN总线及SAE J1939通讯协议在汽车上的应用。
1.1.车身电子控制系统1.2.发动机管理系统1.3.刹车控制系统1.4.底盘控制系统1.5.安全系统SAEJ1939通讯协议是基于CAN总线的协议，它是专门针对专用车辆的通讯标准。
SAEJ1939通讯协议的应用可以归纳为以下几个方面：2.1.丰富的数据传输SAEJ1939协议定义了丰富的数据传输格式和数据类型，可以满足复杂的车辆控制和监测需求。
通过SAEJ1939协议，各个控制模块能够高效地传输和解析各种类型的数据，提高了通讯的灵活性和可靠性。
2.2.灵活的网络管理SAEJ1939协议中定义了网络管理的机制，可以实现网络中各个节点的自动配置和故障诊断。
通过SAEJ1939协议，可以实现网络中各个控制模块的自动发现和连通性检测，提高了网络的可靠性和稳定性。
2.3.高级自动化功能SAEJ1939协议的设计目标之一就是支持高级自动化功能的实现。
通过SAEJ1939协议，可以实现车辆之间的信息交换和协同工作，例如车队管理、自适应巡航控制等功能，提高了车辆的安全性和效率性。
2.4.车辆诊断和维护SAEJ1939协议定义了丰富的诊断和维护功能，可以实现对车辆各个控制模块的远程诊断和维护。
通过SAEJ1939协议，车辆制造商和维修人员可以远程获取车辆的故障信息、传感器数据等，提高了车辆的可靠性和可维护性。
结论：综上所述，CAN总线及SAEJ1939通讯协议在汽车上的应用非常广泛，并且具有很大的潜力。
sae 标准
sae 标准SAE标准，即美国汽车工程师学会（Society of Automotive Engineers）标准，是国际上广泛采用的一套汽车行业技术标准，它涵盖了从车辆设计和制造到测试和评估的各个方面。
SAE标准由SAE国际组织负责制定和发布，其目的是为了确保汽车和汽车相关设备的安全性、性能和可靠性，并促进全球汽车行业的技术进步和统一。
在汽车行业中，SAE标准被广泛应用于各个领域，包括车辆设计、发动机技术、车辆传动系统、车辆电子控制等。
下面是一些关于SAE标准的相关参考内容：1. SAE J1939: 这是一项涉及汽车网络通信的SAE标准。
它定义了一种用于车辆通信的控制器局域网（CAN）协议，用于传输车辆诊断信息、车载控制命令和传感器数据等。
该标准规定了通信协议、数据格式、诊断服务和电气连接等要求。
2. SAE J2522: 这是一项关于车辆电子系统电磁兼容性的SAE标准。
它规定了车辆电子系统在电磁环境下的工作要求，包括电磁辐射限值、敏感度测试、抗扰度测试等。
该标准旨在确保车辆电子系统在电磁环境中的正常运行，并减少电磁干扰对其造成的影响。
3. SAE J2807: 这是一项关于车辆拖曳能力测试的SAE标准。
它规定了用于评估汽车和轻型卡车拖曳能力的测试方法和要求。
该标准定义了拖曳车辆的参数和限制条件，以确保车辆在拖曳任务中的安全性和可靠性。
4. SAE J826: 这是一项关于汽车人体工程学设计的SAE标准。
它规定了在设计车辆驾驶舱和座椅时应考虑的人体工程学要求，包括驾驶员身体尺寸、姿势和动作等方面。
该标准旨在提高驾驶员的舒适性、安全性和操作便捷性。
5. SAE J3061: 这是一项关于车辆网络安全的SAE标准。
它提供了一种用于评估和管理汽车网络安全风险的方法，包括威胁建模、安全需求分析和安全验证等。
该标准旨在确保车辆网络系统的安全性和防护能力，防止恶意攻击和非法访问。
总之，SAE标准在汽车行业中具有重要的地位和作用。
saej1939标准介绍
saej1939标准介绍
SAE J1939标准是一种用于商用车辆和重型设备之间进行通信的控制器局域网络（CAN）协议。
这个标准由SAE国际制定，旨在提供一种统一的通信协议，以便不同制造商的电子控制单元（ECU）能够相互通信，实现数据交换和系统集成。
SAE J1939标准涵盖了许多方面，包括物理层、数据链路层、网络层和应用层。
物理层定义了电气特性和连接器规范，以确保不同设备之间的互操作性。
数据链路层负责错误检测和纠正，网络层管理数据包的路由和优先级，而应用层定义了通信的参数和消息格式。
这个标准广泛应用于卡车、拖车、农业和建筑设备等商用车辆领域，用于实现发动机控制、传感器监测、车辆诊断、车载通信和其他功能。
通过采用SAE J1939标准，不同制造商的设备可以更容易地集成到统一的车辆系统中，提高了设备的互操作性和可靠性。
总的来说，SAE J1939标准是一种重要的通信协议，它促进了商用车辆和重型设备之间的数据交换和系统集成，为整个行业带来了许多便利和效益。
SAEJ1939标准整理
SAEJ1939标准整理SAE J1939协议整理目录1.背景介绍 (3)2.SAE J1939标准明细 (3)3.与OSI模型关系 (3)4.SAE J1939标准分层 (4)4.1.物理层 (4)4.2.数据链路层 (6)4.3.网络层 (12)4.4.应用层 (13)4.5.故障诊断 (16)4.6.网络管理 (23)4.7.SAE J1939应用实例 (28)1.背景介绍SAE J1939协议是由美国汽车工程师协会（SAE：Society of Automotive Engineers）制定的主要针对商用车的CAN总线通信协议。
1）基于CAN2.0B协议制定（CAN2.0B是德国Bosch制定的通信协议，采用扩展帧）2）主要应用对象为客车、载重货车、船舶农业机械等非路面设备3）J1939的通信速率可达250Kpbs2.SAE J1939标准明细3.与OSI模型关系OSI模型，即开放式通信系统互联参考模型(Open System Interconnection)。
是国际标准化组织提出的网络互联模型，分为7层。
作用是提供一个标准规范，对应各层功能来制定协议。
4.SAE J1939标准分层4.1.物理层1）定义和相关说明：物理层定义电气接口和物理介质，实现通信网络中电控单元之间的电气连接。
机械特性，是指接口所使用连接器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等；电气特性，是指接口电缆的各条线上出现的电压范围；功能特性，是指某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。
物理层的实现是由半导体厂家以及其他元器件生产厂家提供器件来实现的。
2）SAE J1939物理层要求项目规格物理介质特征阻抗为120Ω的屏蔽双绞线终端电阻120Ω，最远端的两个ECU各匹配一个最大传输线距离40M（1000Kbps）同网络节点数量考虑到总线电气负担，同一网络最多允许的ECU 为30个信号传输方式差动电压传输方式（Vdiff=VcanH–VcanL）总线电平显性（逻辑0，CANH3.5V，CANL1.5V）隐性（逻辑1，CANH2.5V，CANL2.5V）3）几个概念Rin：内部电阻Rsh：内部差动电阻Cin：内部电容Csh：内部差动电容位时间tB：一比特的持续时间，本标准对应于250kbit/s位时间是4μs。
现代汽车的核心技术-SAE J1939
一、技术背景在当今的中高档汽车中都采用了汽车总线技术。
汽车总线为汽车内部各种复杂的电子设备、控制器、测量仪器等提供了统一数据交换渠道。
一些汽车专家认为，就像在20世纪70年代引入集成电路、80年代引入微处理器一样，近10年来数据总线技术的引入也将是汽车电子技术发展的一个里程碑。
20世纪90年代以来，汽车上由电子控制单元(ECU)控制的部件数量越来越多，例如电子燃油喷射装置、防抱死制动装置、安全气囊装置、电控门窗装置、主动悬架等等。
随着集成电路和单片机在汽车上的广泛应用，车上的ECU数量越来越多。
因此，一种新的概念--车上控制器局域网络CAN（Controller Area Network）的概念也就应运而生了。
CAN最早是由德国BOSCH公司为解决现代汽车中的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种数据通信协议，按照ISO有关标准，CAN的拓扑结构为总线式，因此也称为CAN总线。
CAN协议中每一帧的数据量都不超过8个字节，以短帧多发的方式实现数据的高实时性；CAN总线的纠错能力非常强，从而提高数据的准确性；同时CAN总线的速率可达到1M bit/s，是一个真正的高速网络。
总之，将CAN总线应用在汽车中使用有很多优点：(1)用低成本的双绞线电缆代替了车身内昂贵的导线，并大幅度减少了用线数量；提高可靠性,安全性、降低成本。
(2)具有快速响应时间和高可靠性，并适合对实时性要求较高的应用如刹车装置和气囊；控制平台、信息平台、驾驶平台的互连基础。
(3)CAN芯片可以抗高温和高噪声，并且具有较低的价格，开放的工业标准。
在现代轿车的设计中，CAN 已经成为必须采用的装置，奔驰、宝马、大众、沃尔沃、雷诺等汽车都采用了CAN作为控制器联网的手段。
据报道，中国首辆CAN网络系统混合动力轿车已在奇瑞公司试装成功，并进行了初步试运行。
在上海大众的帕萨特和POLO汽车上也开始引入了CAN总线技术。
但总的来说，目前CAN总线技术在我国汽车工业中的应用尚处于试验和起步阶段，绝大部分的汽车还没有采用汽车总线的设计，因而存在着不少弊端。
SAEJ1939
SAEJ1939协议更大程度地发挥了CAN优异的性能。
（二）SAEJ1939报文帧格式
J1939的信息是以PDU（Protocol Data Unit协议数据单元）的形式进行传输的，PDU的封装在应用层中完成。PDU提供了组织信息的框架，这一点对于每一个要发送的CAN数据帧来说是至关重要的。
车速、发动机转速、冷却水温度、燃油油量采用步进电机（VID29-02）驱动指针指示，里程信息采用里程表专用段式LCD模块LCM1010显示，各开关和报警信号则采用LED指示灯。
二、CAN总线及SAEJ1939协议分析
（一）CAN总线及SAEJ1939协议介绍
CAN（Controller Area Network）总线是德国Bosch公司在80年代初为解决数据可靠交换而开发的一种串行数据通信总线，它强调了实时性，又具有极高的可靠性和独特的设计，在现代汽车中已经成为必备装置。为进一步减少车身线束，方便故障诊断，满足主要电控单元和系统间大量数据信息实时交换的需要，使汽车各方面性能趋于最佳状态，基于CAN总线的C类网络被应用于车内数据通讯。CAN总线有效地将发动机电控系统、驱动防滑系统、自动巡航系统等连接成为一个综合控制系统，使整车性能得以大幅提高。
对于现代汽车而言，汽车仪表是汽车信息的中心，集中、直观、迅速地反映了汽车在行驶过程中的各种动态指标，如行驶速度、里程、电系状况、制动、压力、发动机转速、冷却液温度、油量、及各种危险报警。
汽车仪表已成为体现汽车高精尖技术的主要部分。
本文所述的总线式汽车仪表一方面具有传统仪表的数据采集功能，另一方面利用CAN总线技术，使该仪表成为车身网络的一部分，集中处理来自其他电控单元的数据，且其通讯符合SAEJ1939协议，可以与汽车上其他按照此协议工作的电控单元进行通讯。
saej1939协议(中文)
竭诚为您提供优质文档/双击可除saej1939协议(中文)篇一：saej1939协议saej1939协议_综述(转载)发表于20xx/10/2611:16:06saej1939协议是由美国汽车工程师协会——卡车和公共汽车电气电子委员会下的卡车和公共汽车控制和通讯网络分委员会制定的高层can网络通讯协议。
它主要用于为重型道路车辆上电子部件间的通讯提供标准的体系结构[1]。
1saej1939协议构成文件saej1939协议包括如下几部分内容：saej1939-11物理层, 250kbits/s, 屏蔽双绞线saej1939-13物理层, 离线诊断连接器saej1939-15简化的物理层, 250kbits/s, 非屏蔽双绞线saej1939-21数据链路层saej1939-31网络层saej1939-71车辆应用层saej1939-73应用层-诊断saej1939-81j1939网络管理协议-----------------------------------------------------------------------------------2各层协议的功能2.1物理层saej1939的物理层规范包含saej1939-11（物理层, 250kbits/s, 屏蔽双绞线）、saej1939-15（简化的物理层, 250kbits/s, 非屏蔽双绞线）和saej1939-13（物理层, 离线诊断连接器）三部分。
其中saej1939-11和saej1939-15给出了物理层为屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线时的网络物理描述、功能描述、电气规范、兼容性测试、总线错误讨论。
而saej1939-13（物理层, 离线诊断连接器）则定义了离线诊断连接器的通用需求、性能需求和物理需求。
2.2数据链路层saej1939的数据链路层在物理层之上提供了可靠的数据传输功能。
通过数据链路层的组织, 发送的can数据帧具有必需的同步、顺序控制、错误控制和流控制等功能。
SAE_J1939介绍
2、格式简述 消息格式遵循CAN 规范。本标准参考的 CAN 规范是1991 年9 月的“CAN2.0B”。 但本标准与CAN 规范有一定的差别。 “CAN 2.0B”包括两种消息格式：标准帧 (11位)和扩展帧(29位)。采用本标准的设备 必须使用扩展帧格式。
3、格式
3.1、消息/帧格式ຫໍສະໝຸດ 3.2参数组编号(PGN)
可疑参数编号（SPN） 该 19 位的数字是用于识别报告的诊断项目。 故障模式标志符（FMI） 该 FMI 定义了为SPN 所识别的子系统中发 现的故障类型。 SPN 转化方式 SPN 应转化为对其所作定义的内容(4个版 本)
诊断数据段(DM1)
在识别CAN 数据帧的数据域属于哪个参数组时， 需要一个24 位的值。包括：高6位固定为0（6 位）、保留位R（1位）、数据页位DP（1位）、 PDU 格式域PF（8 位）和组扩展域PS（8位）。 名称：固定为0 位： 23-18 R 17 DP PF 16 15-8 PS 7-0
注：当PF<240时：PS为0 当PF≥240时：PS为组扩展域
SAE J1939介绍
一、物理层
sae1939协议的架构
sae1939协议的架构SAE J1939协议是一种用于车辆和重型机械设备之间进行通信的协议。
它是一种基于控制器局域网络（CAN）的协议，旨在提供可靠的数据交换和通信。
SAE J1939协议的架构可以从以下几个方面来进行说明：1. 物理层，SAE J1939协议使用CAN总线作为物理层的通信介质。
CAN总线是一种串行通信协议，可以用于多个节点之间的数据传输。
2. 数据链路层，在SAE J1939协议中，数据链路层负责将数据分成较小的数据包，并添加必要的校验和和控制信息。
这些数据包被称为Protocol Data Units（PDU），并且可以通过CAN总线进行传输。
3. 网络层，SAE J1939协议的网络层定义了节点之间的通信规则和协议。
每个节点在网络中都有唯一的地址，并且可以通过广播或点对点方式进行通信。
网络层还定义了一些重要的参数，如数据传输速率、消息优先级和节点状态等。
4. 传输层，传输层负责确保数据的可靠传输。
它使用一种称为Transport Protocol（TP）的机制来处理大型数据包的分段和重组。
传输层还提供了错误检测和纠正的功能，以确保数据的完整性。
5. 应用层，SAE J1939协议的应用层定义了一套标准的数据格式和消息类型，用于不同节点之间的数据交换。
这些消息类型包括车辆状态、传感器数据、控制命令等。
应用层还定义了一些标准的参数和参数组，用于描述和识别不同的数据和功能。
总体而言，SAE J1939协议的架构是一个分层的结构，每一层都有不同的功能和责任。
它提供了一种标准化的方式，使得车辆和重型机械设备之间可以进行可靠的数据交换和通信。
这种协议的使用可以提高设备的互操作性和系统的可靠性，同时也方便了设备的维护和故障排除。
CAN发展历程及SAE J1939综述
J1939协议综述 协议综述
※协议概述 协议概述
OSI 模型中的 个层次都被分别分配了文档编号，不管这 模型中的7 个层次都被分别分配了文档编号， 些层在现有的J1939 规范中有没有被特别定义。这样做一 规范中有没有被特别定义。 些层在现有的 方面是为了更加易于辨识J1939 与OSI 模型的关系，同时 模型的关系， 方面是为了更加易于辨识 也是为以后需要定义相应层次文档时提供了扩展的可能。 也是为以后需要定义相应层次文档时提供了扩展的可能。 J1939/81，作为网络管理协议，被单独地定义出来。这 ，作为网络管理协议，被单独地定义出来。 是由于它纵向地贯穿了所有的层次， 是由于它纵向地贯穿了所有的层次，故此最好被说明和理 解成一个独立的主题， 解成一个独立的主题，而不是将网络管理层的每一个部分 包括在其影响的特定层次之中。 包括在其影响的特定层次之中。
CAN总线的发展历程： 总线的发展历程： 总线的发展历程
※标准化： 标准化： 标准化
20世纪 年代初，BOSCH CAN(2.0版）被提交作为国际 世纪90年代初 世纪 年代初， 版 标准。经过几次争论， 标准。经过几次争论，特别是又有几个法国主要轿车制造 厂提出“交通工具局域网” 厂提出“交通工具局域网”VAN（Vehicle Area Network) （ 月公布了CAN的ISO 11898标准。 标准。 后，在1993年11月公布了 年 月公布了 的 标准 CAN标准化工作仍在进行，CAN协议仍在发展完善中。 标准化工作仍在进行， 协议仍在发展完善中。 标准化工作仍在进行 协议仍在发展完善中 2000年，Dr.Bernd Mueller和Thomas Fuehrer以及 年 和 以及 BOSCH的其他一些人员，会同来自半导体工业和学院搞研 的其他一些人员， 的其他一些人员 究的专家一起定义了TTCAN（Time Triggered CAN）。 究的专家一起定义了 （ ）。 计划把它标准化为ISO 11898-4 。 计划把它标准化为 资料下载： 资料下载：
SAE J1939使用说明3
2.1.1.1.1PTO调速器模式如果PTO调速器在运行，那么这种模式会有效。
2.1.1.1.2公路速度调速模式这种模式表示公路速度调速正在运行，并且在限制速度。
2.1.1.1.3ASR控制模式这种模式表示ASR命令有效（速度，转矩或速度/转矩限制控制）。
2.1.1.1.4传动系统控制模式这种模式表示传动命令有效（速度，转矩或速度/转矩限制控制）。
2.1.1.1.5ABS控制模式这种模式表示ABS系统在控制转矩输出。
2.1.1.1.6转矩限制模式如果所要求或命令的发动机转矩输出受到内部因素的限制，例如满负载，尾气排放控制，发动机保护和/或其他因素，这种模式会有效。
例如，如果发动机的温度过高或传感器失灵（速度，时间或升压调节），需要有限制来减少转矩，以保护发动机。
2.1.1.1.7高速调速器模式如果在正常操作下，发动机由高速调速器控制，那么这种模式有效。
2.1.1.1.8刹车系统（电子）模式这种模式表示刹车踏板在控制转矩输出。
需要注意，当刹车踏板在压下（被碰到）时，减速器也被开启了。
需要注意的是，如果对减速器有输出要求，但运行环境不允许刹车，这种情况会在广播时通过使减速器转矩百分比=0来反映。
如果遥控加速器在控制发动机的转速，那么这种模式有效。
2.1.1.1.10其他模式某类设备的转矩控制方式，但不同于5.2.2.1.1节到5.2.2.1.11节中所定义的。
2.1.1.2减速器类型（4位）车辆的减速器是为了让驾驶者更好地控制汽车的一种车轮制动辅助设备。
车辆中使用的刹车并不是为连续减速运行而设计的。
如果刹车的时间延长，刹车闸会由于摩擦发热过大，引起刹车效果减弱，甚至导致整个刹车系统失灵。
车辆的减速器就是为了在减速运行过程中的连续刹车操作而设计的，它也用于制动车辆，以适应速度限制和交通状况。
见表8。
这个参数表示了减速器的一些动力特性。
它在减速器状态设置消息（见5.3.15）中使用。
这个参数的数据类型是测量值。
SAE J1939 协议简介(一)
SAE J1939 协议简介(一)微信公众号：嵌入式程序猿QQ：280192619提到SAE J1939协议就不得不提CAN通讯，大家都知道CAN是目前比较流行的一种现场总线，CAN 总线是一种串行数据通信协议，最早由德国BOSCH公司推出,用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。
CAN 推出之后，世界上各大半导体生产厂商迅速推出各种集成有CAN 协议的产品，由于得到众多产品的支持，使得CAN 在短期内得到广泛应用。
CAN 在全世界范围的应用和用户在不断扩大。
具体的CAN 基本协议，可以参考BOSCH公司的官方文档。
CAN只规定了底层的协议，对高层的应用协议并没有做具体规定，这就给一些高层协议的开发留下了很大的空间，像CANOpen，Devicenet，以及SAE J1939等都是比较流行的CAN高层协议。
SAEJ1939 协议是由汽车工程协会(SAE)定义的，SAE J1939 协议在商用车辆、舰船、轨道机车、农业机械和大型发动机中是应用最广泛的应用层协议，基于传输可靠性能优越的CAN-bus总线，可达到250Kbps的通讯速率。
在协议中，不仅指定了传输类型、报文结构及其分段、流量检查等，而且报文内容本身也做了精确的定义，SAE J1939 协议由美国SAE( Society of Automotive Engineer)组织维护和推广。
CAN 总线的特点… 多主站依据优先权进行总线访问；… 非破坏性的基于优先权的总线仲裁；… 借助接收滤波的多地址信息传送；… 远程数据请求；… 配置灵活；… 全系统的数据相容性；… 错误检测和出错信令；… 发送期间若丢失仲裁或由于出错而遭破坏的数据包可自动重发；… 暂时错误和永久性故障节点的判别以及故障节点与CAN 总线的自动脱离。
主要协议文档：J1939/11J1939/13J1939/15J1939/21J1939/31J1939/71J1939/73J1939/74J1939/75J1939/81J1939/84具体协议内容可以参考官方文档。
SAE-J1939学习笔记(转)
转自h t t p://b l o g.c s d n.n e t/H u g o h u t/a r t i c l e/c a t e g o r y/2223943 SAE J1939学习笔记(一)1.总线布局2.差分信号线J1939 通讯传输的是一系列的“1”或“0”。
1 代表在J1939（+）与J1939（-）之间是高电压差。
0 代表在J1939（+）与J1939（-）之间是低电压差250K波特率时，在J1939高、低导线间的电压从0到1每秒变化250K次是可能的。
用一个高频示波器可以看到此电压变化。
3.ISO标准对应–Layer1– J1939/11: 物理层，物理介质,总线的设计, 长度,节点,等等.–Layer2– J1939/21: 数据层，定义分类PGN信息/传输协议.–Layer3– J1939/31: 网络层，定义不同网络互连之间的转换技术。
–Layer7– J1939/71: 应用层，信息分享、解析。
J1939/73: 应用层，故障信息。
4.术语SPN–特定参数–特定参数对应的号码，例如：SPN 190 = 发动机转速SPN 513 = % 扭矩PGN –参数组号码–总线上的信息被以“组”的形式广播，例如：PGN 61444 =发动机控制器#1 (EEC1)PGN 61444 = SPN 190, SPN 513,等等.发动机转速和扭矩百分比都属于PGN 61444参数组。
优先级–告诉ECM接收的信息的重要性:0 = 最重要6 = 最不重要例如：如果变速箱用优先级３请求发动机升速，而牵引控制器用优先级０请求发动机降速，最终发动机会选择降速。
源地址和目的地址–指示信息是从哪一个控制器发出，或发送到哪一个控制器。
00h–发动机控制器－－主机01h–发动机控制器－－辅机03h–变速箱5.CAN标准帧和扩展帧标准帧只有11位的标识符（ID）扩展帧有11+18=29位标识符（ID）以后均以扩展帧作介绍。
基于SAEJ1939的增程式客车CAN总线设计
基于SAEJ1939的增程式客车CAN总线设计随着信息化时代的到来，越来越多的客车采用了CAN总线进行控制和数据传输。
SAEJ1939通信协议是一种通用的CAN总线协议，被广泛应用于客车、卡车等车辆的控制系统中。
本文将介绍基于SAEJ1939的增程式客车CAN总线设计。
设计目标该客车设计目标是使总线能够实现高效传输，采用增程式架构满足车辆现代化技术的使用需求，并且能够在长途旅行时始终保持稳定的通信信号。
设计方案1.总线拓扑结构本设计采用增程式总线拓扑结构，以保证信号在系统中尽可能少地减弱。
增程式系统将客车采集器与各个节点单元连接起来，确保信号传输的速度和可靠性。
2.电缆结构为确保信号传输质量，本设计使用低噪声、低阻抗的双绞线电缆。
为了防止电缆过长造成信号衰减，电缆长度应尽可能短。
3.网络通信协议本设计使用SAEJ1939通信协议。
这种协议具有严格的消息格式和顺序，可提高消息传输的可靠性和实时性。
同时，该协议需要满足客车控制系统对数据传输进行安全检测的需求。
4.网络数据传输速率为了确保目标的高效传输，本设计采用250 kbps的数据传输速率。
这个速率被认为是最快的和最靠谱的，能够支持车辆控制系统和传感器数据的实时传输。
实现过程尽管实现过程具有复杂性，但一般遵循如下流程：1.设计系统物理结构考虑客车的所有部件，例如发动机、传感器、控制器、仪表等，然后根据客车的拓扑结构设计增程式总线的物理结构。
2.选用合适的硬件按照设计所需要的要求选用合适的硬件部件，例如控制器、传感器、调制解调器等。
3.程序开发编写增程式客车CAN总线程序，并根据SAEJ1939通信协议编程，以适应车辆控制系统对数据传输进行安全检测的需求。
4.系统测试对整个系统进行测试以验证总线方案的正确性和健壮性。
在测试期间，要监测数据传输速率和数据处理时间，以确保系统在客车上的正常工作。
结论基于SAEJ1939的增程式客车CAN总线设计，能够有效提高控制系统和传感器数据的实时性和传输质量。
第五章 SAE J1939
备注
地址即源地址，唯一标识网络上的一个设备 地址功能 • 保证报文ID的唯一 • 确定报文的来源 两个特殊的地址 • 254——空地址
– 仅用于源地址域（SA），仅用于网络管理
• 255——全局地址
– 仅用于目标地址（DA）
报文格式
D
P RP
PF
3 11
8
J1939 PDU
PS
SA
8
8
... J1939简介
SAE J1939是一种支持闭环控制的在 多个ECU间高速通信的网络协议；主 要应用于货车和客车，及农、林业 运输机械上；以CAN2.0B为网络核心, 是其应用层的具体实现。
备注：CAN2.0B和1939的关系， 1939是CAN2.0B的具体应用。 乘用 车不用，各自有标准
CRC 界定
符
应答 间歇
应答 界定 符
7位帧结束
报文格式
PDU
J1939通过PDU定义了一个框架，用来组织数 据帧中J1939协议相关的信息
PDU由数据帧中的ID 和数据场组成
Arbitration Field
Control Field
Data Field:0-64
S O F
11 bit IDENTIFIER
PF
PS
SA
数据场
PDU 3 1 1
8
8
8
0~64
PF-PDU格式
用来确定PDU的2种格式
8位
0-239（00-EF）表示PDU1
240-255(F0-FF)表示PDU2
PGN的一部分
PDU1格式报文——向特定或全局地址发送
PDU2格式报文——向全局地址发送
报文格式
sae 标准
sae 标准SAE（美国汽车工程师协会）是国际上领先的汽车工程技术组织之一，其标准和规范广泛应用于汽车工程领域。
SAE标准涵盖了多个方面，包括汽车设计、安全性、性能测试、材料和制造等。
以下是一些与SAE标准相关的参考内容，旨在帮助读者了解SAE标准的内容和应用。
1. SAE J1939 - Controller Area Network（CAN）架构标准这个标准规定了汽车使用的CAN技术在控制和通讯方面的细节。
它涵盖了数据格式、传输速率和网络管理等方面的规范。
参考内容可以包括CAN通讯协议和SAE J1939标准的详细解释。
2. SAE J1772 - 电动车充电接口标准这个标准规定了电动车与充电设备之间的物理接口和通讯协议。
它包括了一些重要的特性和参数，如电压、电流、插座形状等。
参考内容可以提供SAE J1772标准的介绍、示意图和连接方式等信息。
3. SAE J3068 - 无人驾驶技术术语和定义这个标准旨在统一无人驾驶领域的专业术语和定义，以促进行业内的一致性和沟通。
参考内容可以提供相关术语和定义的解释，以及无人驾驶技术的分类和研究进展等方面的信息。
4. SAE J2807 - 汽车牵引和性能测试标准这个标准规定了汽车牵引力和性能测试的程序和要求。
它包括了加速度、刹车距离、转向响应等方面的性能指标。
参考内容可以提供SAE J2807标准的概述、测试方法和结果解读等信息。
5. SAE AS9100 - 航空航天领域质量管理体系标准这个标准是基于ISO 9001，并针对航空航天领域的特殊要求做出了调整和补充。
它涵盖了质量管理体系的各个方面，包括组织结构、流程控制、风险管理等。
参考内容可以包括ISO 9001和SAE AS9100标准的比较、质量管理体系的建立和认证等方面的知识。
6. SAE ARP4761 - 安全性评估和评级标准这个标准是航空航天工程领域的安全性评估和评级指南，可以用于设计和开发复杂系统的安全性分析。
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现代汽车的核心技术-SAE J1939一、技术背景在当今的中高档汽车中都采用了汽车总线技术。
汽车总线为汽车内部各种复杂的电子设备、控制器、测量仪器等提供了统一数据交换渠道。
一些汽车专家认为,就像在20世纪70年代引入集成电路、80年代引入微处理器一样,近10年来数据总线技术的引入也将是汽车电子技术发展的一个里程碑。
20世纪90年代以来,汽车上由电子控制单元(ECU控制的部件数量越来越多,例如电子燃油喷射装置、防抱死制动装置、安全气囊装置、电控门窗装置、主动悬架等等。
随着集成电路和单片机在汽车上的广泛应用,车上的ECU数量越来越多。
因此,一种新的概念--车上控制器局域网络CAN(Controller Area Network的概念也就应运而生了。
CAN最早是由德国BOSCH公司为解决现代汽车中的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种数据通信协议,按照ISO有关标准,CAN的拓扑结构为总线式,因此也称为CAN总线。
CAN协议中每一帧的数据量都不超过8个字节,以短帧多发的方式实现数据的高实时性; CAN总线的纠错能力非常强,从而提高数据的准确性;同时CAN总线的速率可达到1M bit/s,是一个真正的高速网络。
总之,将CAN总线应用在汽车中使用有很多优点:(1用低成本的双绞线电缆代替了车身内昂贵的导线,并大幅度减少了用线数量;提高可靠性,安全性、降低成本。
(2具有快速响应时间和高可靠性,并适合对实时性要求较高的应用如刹车装置和气囊;控制平台、信息平台、驾驶平台的互连基础。
(3CAN芯片可以抗高温和高噪声,并且具有较低的价格,开放的工业标准。
在现代轿车的设计中,CAN已经成为必须采用的装置,奔驰、宝马、大众、沃尔沃、雷诺等汽车都采用了CAN作为控制器联网的手段。
据报道,中国首辆CAN网络系统混合动力轿车已在奇瑞公司试装成功,并进行了初步试运行。
在上海大众的帕萨特和POLO汽车上也开始引入了CAN总线技术。
但总的来说,目前CAN总线技术在我国汽车工业中的应用尚处于试验和起步阶段,绝大部分的汽车还没有采用汽车总线的设计,因而存在着不少弊端。
比如,众所周知汽车的核心设备就是发动机,发动机的运行参数,例如发动机转速、机油压力、冷却剂温度等等是和汽车驾驶是紧密相关的。
传统汽车仪表的设计方法是:通过放置在汽车部件(如发动机内部的传感器,将机械信号转换成电信号,如电压、电流、脉冲信号,再经过D/A转换或计数器等,将电信号转换成可视的指针信号显示在模拟仪表盘上。
随着汽车总线技术的发展,不少进口的发动机已经不再直接向外提供传感器信号,而改用CAN 总线通信接口。
一旦发动机出现故障时,由于缺乏基于CAN总线的测试维修设备,目前我们的维修人员使用的方法只能是在发动机上钻孔,将传感器直接放进发动机内部进行测量,操作繁琐、设备复杂,且不利于保护发动机的整体结构。
又比如,现有的部分汽车仪表使用了专用的总线设计,由于硬件标准不统一,通信协议也不兼容,为甲公司汽车生产的仪表完全不能在乙公司的汽车上使用,生产成本难以降低、故障维修很不方便。
如果能将各种专用总线统一到CAN总线标准上来,就可以解决问题。
再比如,在手动挡汽车中,驾驶员的换挡是依照经验进行的,有可能发生应该加高挡位而没能及时加挡的情况,即低档高速行驶,既不利于降低油耗,又容易造成汽车传动部件磨损。
如果能实现自动换挡提示,车辆就能始终保持在经济时速行驶。
根据ISO(国际标准化组织定义的OSI模型,CAN协议定义了物理层及数据链路层规范,这为不同的汽车厂商制定符合自身需要的应用层协议提供了很大的便利。
如果需要建立更加完善的系统,还需要在CAN的基础上选择合适的应用层协议。
如CANopen、SAE J1939等。
J1939协议是目前在大型汽车中应用最广泛的应用层协议,可达到250Kbps的通讯速率。
J1939协议由美国SAE( Society of Automotive Engineer组织维护和推广。
J1939协议具有如下特点:(1以CAN2.0B协议为基础,物理层标准与ISO11898规范兼容并采用符合该规范的CAN 控制器及收发器。
通讯速率最高可达到250Kbps。
(2采用PDU( Protocol Data Unit协议数据单元传送信息,每个PDU相当于CAN 协议中的一帧。
由于每个CAN帧最多可传输8个字节数据,因此PDU的传输具有很高的实时性。
(3利用CAN2.0B扩展帧格式的29位标志符定义每一个PDU的含义以及该PDU的优先级。
(4J1939协议主要作为汽车中应用的通讯协议,对汽车中应用到的各类参数都进行了规定。
参数的规定符合ISO11992标准。
二、J1939在国内的发展情况中国单片机公共实验室联合北京英贝多嵌入式网络技术有限公司,辽宁能发伟业汽车仪表有限公司、美国卡特皮勒公司,以及国内著名的汽车设计厂商,经过两年多的设计开发,实现了基于单芯片的J1939 网关芯片em2003系列产品。
em2003可用于汽车数字化仪表,汽车J1939网关,汽车多功能电控的核心单元,并通过了严格的可靠性测试和实际产品化验证,已投入批量生产。
em2003的各项指标已达到了国际先进水平,除支持SAE J1939固件外,还可支持SAE 1587,ISO9141标准,实现对汽车仪表的控制驱动。
在国内是唯一实现了对汽车全液晶数字仪表的控制,步进马达指针仪表的控制及多功能车载传感器信息运行参数的网络计算信息平台。
通过了与美国、德国、意大利J1939发动机的互连测试,取得了国际化的通行证。
目前,SAE J1939的技术规范及软硬件开发测试平台已由中国单片机公共实验室完成引进消化和部分技术的国产化工作,并对国内数十家汽车厂商的控制计算平台提供技术支持和解决方案及顾问服务。
该系统由11个网络节点组成,以J1939网络为骨干,集成了现代汽车技术的网络精华。
包括LINbus,GPRS/GSM(无线TCP/IP网,Bluetooth(蓝牙,USB,及嵌入式以太网等最新技术。
汽车的动力部分单元是通过嵌入式硬件数字仿真技术实现的。
各单元的简介如下:(1发动机ECM仿真单元:(节点1实现(实际发动机的总线仿真功能,产生发动机10~20种电控时实参数,模拟汽车发动机的实际运行状态。
适合汽车EMC要求。
(2NMT车身电控制单元(节点2可实现J1939/81规定的网络管理功能和诊断纪录功能,发出报警控制信息,并有16个光电隔离输出接口(50V/500mA和8个数字信号(传感器输入接口及4个模拟传感器接口,控制功能可现场编程修改。
适合多种汽车EMC开发要求。
(3缓速器仿真单元:(节点3可根据汽车运行状态和车速控制电磁缓速器的驱动接口。
(4ABS仿真单元:(节点4根据汽车网络综合参数控制ABS制动力和启动时间。
(5AMT仿真单元:(节点5根据设计参数可仿真实现变速箱与发动机ECM的通讯。
(6非对称网桥(节点6可实现高速网(动力系统和低速网(仪表信息电气控制系统的流量不对称桥接从而保证,总线负载率的安全和电气安全。
(7LIN BUS 网关(节点7实现LIN-BUS传感器、电气控制系统和CAN-BUS系统的互联。
并遵从J1939协议。
(8J1939MFM(节点8J1939多功能汽车综合参数仪表(汽车信息中心,可实现14种汽车运行参数的实时显示(中文LCD,可编程300~5000Km历史车况记录并具备故障报警信息显示功能。
适合汽车EMC要求。
(9J1939汽车仪表(节点9实现J1939总线式汽车仪表。
可适配多种国产或进口汽车仪表总成。
(10J1939转以太网/USB(网关节点10可实现以太网或USB接口与通用计算机连接进入J1939网络,对总线负载率进行统计分析,开放API接口。
(11J1939运行实时参数记录(节点11接入J1939网络可记录20万条运行参数,用于实时分析各ECU单元的运行情况,亦可在实际运行的汽车中测试运行参数,并通过GMS/GPRS网络接入Internet网络服务器。
抗电子干扰能力很强,适合汽车EMC要求。
上述系统中的这些节点单元可组成较完善的网络测试环境,大多数单元已实现产品化。
并适合汽车EMC要求。
因而可与实际的汽车电子产品互换连接。
以此为基础可组成汽车电子总线技术电控单元仿真测试平台。
配备专业测试仪器后可组建CAN-BUS实验室,该系统具有标准化和可扩展性的特点。
北京英贝多公司通过与德国Phytec、IXXAT等公司的合作,以达到国际水平的硬件ECU 为核心,开发并集成了J1939网络系统仿真平台V1.0版本。
该网络系统按照J1939的物理层、链路层和网络层规定在12个节点下(总线负载率最大为30%条件下连续工作已超过10000小时。
并按照J1939/71车辆应用层标准完成了对MFM/J1939多功能网关产品化测试及总线型数字汽车仪表的测试。
三、技术展望现代汽车是一个智能化网络计算平台。
汽车网络贯穿整车的每个单元即控制系统、信息系统、驾驶系统和传感执行系统均由控制局域网CAN-BUS互连,掌握应用层网络标准并开发嵌入式软件是关键技术。
将车内的控制网络与信息网络如故障信息检测系统,车况自动纪录系统,实时驾驶信息显示系统(智能化数字仪表与嵌入式因特网互连(支持IPv4及IPv6,使每个汽车有一个Web网页,将会是今后汽车计算平台的关键核心技术。