基于J1939的汽車(chē)CAN總線(xiàn)教學(xué)實(shí)驗系統

　　3 系統軟件

　　系統通過(guò)Kvaser USB Can II連接電腦，采用X-Analyser for Kvaser CAN軟件（簡(jiǎn)稱(chēng)XA）對系統總線(xiàn)通訊報文信息進(jìn)行監測分析，汽車(chē)CAN總線(xiàn)模塊原始數據顯示界面如圖2所示。XA用于測試、分析、仿真和監測CAN總線(xiàn)和LIN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，主要特點(diǎn)為：

　?。?）允許用戶(hù)在高層協(xié)議上使用各種不同的規則如觸發(fā)、濾波等訪(fǎng)問(wèn)和監視總線(xiàn)數據，如SAE J1939、NMEA、DeviceNet和CANopen等。（2）支持汽車(chē)工業(yè)標準的文件格式，能夠與相關(guān)工具兼容。（3）通過(guò)設置X-Script 選項或者Keil接口進(jìn)行節點(diǎn)或者網(wǎng)絡(luò )的模擬。

圖2  CAN總線(xiàn)原始數據顯示界面

　　4 系統分析

　　針對J1939培訓要求，系統在教學(xué)中，特別是實(shí)操中可以實(shí)時(shí)監控基于J1939汽車(chē)CAN總線(xiàn)的數據并能完整記錄、顯示波形和打印。

　　4.1  儀表板的顯示變化

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

　　當車(chē)速不為0時(shí)，系統實(shí)時(shí)測量車(chē)輛行駛的路程數，并顯示在儀表板上的液晶顯示屏多功能顯示區，單位為Km，精確到0.1Km。同時(shí)系統以1Km為單位間歇存儲車(chē)輛行駛總里程數，顯示在儀表板上的液晶顯示屏多功能顯示區上。

　?。?）燃油量的測量與顯示：燃油量通過(guò)油量傳感器來(lái)測量，顯示采用無(wú)量綱方式，F表示燃油滿(mǎn)，E表示燃油量為0。當傳感器阻值在0~200Ω變化時(shí)，對應油量表上的F~E。

　?。?）前后橋氣壓的測量與顯示：系統實(shí)時(shí)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(guò)氣壓1傳感器和氣壓2傳感器來(lái)測量，當氣壓傳感器的阻值在0~200Ω變化時(shí)，對應氣壓表上的0~12。

　?。?）左右轉向控制與顯示：左右轉向通過(guò)兩個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)控制，當轉向開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，輸出為5v；當轉向開(kāi)關(guān)接通時(shí)，輸出為低電壓5v，高電壓24v的脈沖，并且儀表板上對應的轉向指示燈閃爍。

　　4.2  數據采集結果

　　系統XA數據采集如表1所示。以轉向開(kāi)關(guān)為例：當左轉向燈斷開(kāi)時(shí)data為08，而接通時(shí)為08與8A交替變化。當右轉向燈接通時(shí)data為00，而接通時(shí)為00與02交替變化，如圖3所示。通過(guò)函數脈沖發(fā)生器發(fā)出脈沖，模擬車(chē)速變化，如圖4所示。

表1  X-Analyser數據采集表

圖3  J1939數據顯示界面

圖4  基于J1939的速度波形圖

　　 5    結論

　　本文介紹了一個(gè)基于J1939協(xié)議的汽車(chē)教學(xué)實(shí)驗系統，系統可以實(shí)時(shí)監控汽車(chē)CAN總線(xiàn)的數據并能完整記錄、顯示波形和打印。

　　系統中，CAN總線(xiàn)模塊系統通過(guò)CAN總線(xiàn)分析儀與計算機通訊，實(shí)行數據采集和傳輸，用于教學(xué)和培訓。學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗操作，直觀(guān)了解數據收發(fā)，掌握CAN總線(xiàn)和J1939協(xié)議的特點(diǎn)，理解物理層、數據鏈路層和應用層的含義和作用，最后進(jìn)行系統開(kāi)發(fā)。

　　本文作者創(chuàng )新點(diǎn)：系統采用J1939的實(shí)車(chē)CAN總線(xiàn)模塊系統作為硬件，通過(guò)CAN總線(xiàn)分析儀，用直觀(guān)的人機界面描述模塊上J1939的數據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(kāi)發(fā)要點(diǎn)。項目經(jīng)濟效益10萬(wàn)元。

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