基于J1939的汽車CAN總線教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

　　3 系統(tǒng)軟件

　　系統(tǒng)通過Kvaser USB Can II連接電腦，采用X-Analyser for Kvaser CAN軟件（簡稱XA）對系統(tǒng)總線通訊報文信息進(jìn)行監(jiān)測分析，汽車CAN總線模塊原始數(shù)據(jù)顯示界面如圖2所示。XA用于測試、分析、仿真和監(jiān)測CAN總線和LIN總線網(wǎng)絡(luò)，主要特點(diǎn)為：

　?。?）允許用戶在高層協(xié)議上使用各種不同的規(guī)則如觸發(fā)、濾波等訪問和監(jiān)視總線數(shù)據(jù)，如SAE J1939、NMEA、DeviceNet和CANopen等。（2）支持汽車工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的文件格式，能夠與相關(guān)工具兼容。（3）通過設(shè)置X-Script 選項(xiàng)或者Keil接口進(jìn)行節(jié)點(diǎn)或者網(wǎng)絡(luò)的模擬。

圖2  CAN總線原始數(shù)據(jù)顯示界面

　　4 系統(tǒng)分析

　　針對J1939培訓(xùn)要求，系統(tǒng)在教學(xué)中，特別是實(shí)操中可以實(shí)時監(jiān)控基于J1939汽車CAN總線的數(shù)據(jù)并能完整記錄、顯示波形和打印。

　　4.1  儀表板的顯示變化

　?。?）車輛行駛速度以及行程測量與顯示：系統(tǒng)實(shí)時測量車輛的行駛速度，并在車速表上顯示車輛當(dāng)前的行駛速度，速度顯示單位為Km/h。車速傳感器的輸入為脈沖波（函數(shù)脈沖發(fā)生器發(fā)出脈沖），當(dāng)輸入的脈沖波頻率達(dá)到200Hz時，車速達(dá)到最到值180Km/h。

　　當(dāng)車速不為0時，系統(tǒng)實(shí)時測量車輛行駛的路程數(shù)，并顯示在儀表板上的液晶顯示屏多功能顯示區(qū)，單位為Km，精確到0.1Km。同時系統(tǒng)以1Km為單位間歇存儲車輛行駛總里程數(shù)，顯示在儀表板上的液晶顯示屏多功能顯示區(qū)上。

　?。?）燃油量的測量與顯示：燃油量通過油量傳感器來測量，顯示采用無量綱方式，F(xiàn)表示燃油滿，E表示燃油量為0。當(dāng)傳感器阻值在0~200Ω變化時，對應(yīng)油量表上的F~E。

　　（3）前后橋氣壓的測量與顯示：系統(tǒng)實(shí)時測量前橋氣壓和后橋氣壓，并在儀表板上顯示。前橋氣壓和后橋氣壓的分別通過氣壓1傳感器和氣壓2傳感器來測量，當(dāng)氣壓傳感器的阻值在0~200Ω變化時，對應(yīng)氣壓表上的0~12。

　　（4）左右轉(zhuǎn)向控制與顯示：左右轉(zhuǎn)向通過兩個開關(guān)來控制，當(dāng)轉(zhuǎn)向開關(guān)斷開時，輸出為5v；當(dāng)轉(zhuǎn)向開關(guān)接通時，輸出為低電壓5v，高電壓24v的脈沖，并且儀表板上對應(yīng)的轉(zhuǎn)向指示燈閃爍。

　　4.2  數(shù)據(jù)采集結(jié)果

　　系統(tǒng)XA數(shù)據(jù)采集如表1所示。以轉(zhuǎn)向開關(guān)為例：當(dāng)左轉(zhuǎn)向燈斷開時data為08，而接通時為08與8A交替變化。當(dāng)右轉(zhuǎn)向燈接通時data為00，而接通時為00與02交替變化，如圖3所示。通過函數(shù)脈沖發(fā)生器發(fā)出脈沖，模擬車速變化，如圖4所示。

表1  X-Analyser數(shù)據(jù)采集表

圖3  J1939數(shù)據(jù)顯示界面

圖4  基于J1939的速度波形圖

　　 5    結(jié)論

　　本文介紹了一個基于J1939協(xié)議的汽車教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，系統(tǒng)可以實(shí)時監(jiān)控汽車CAN總線的數(shù)據(jù)并能完整記錄、顯示波形和打印。

　　系統(tǒng)中，CAN總線模塊系統(tǒng)通過CAN總線分析儀與計(jì)算機(jī)通訊，實(shí)行數(shù)據(jù)采集和傳輸，用于教學(xué)和培訓(xùn)。學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，直觀了解數(shù)據(jù)收發(fā)，掌握CAN總線和J1939協(xié)議的特點(diǎn)，理解物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層的含義和作用，最后進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)。

　　本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：系統(tǒng)采用J1939的實(shí)車CAN總線模塊系統(tǒng)作為硬件，通過CAN總線分析儀，用直觀的人機(jī)界面描述模塊上J1939的數(shù)據(jù)格式和傳感器物理值，讓學(xué)員快速理解高層協(xié)議并掌握基于J1939的零部件ECU開發(fā)要點(diǎn)。項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益10萬元。

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