騰控TG900P控制卡特柴油機實(shí)現J1939協(xié)議的解析
作者：騰控科技 來(lái)源：www.code-slinger.com 發(fā)布于：2012-01-05 14:53:50
一、項目概述
J1939協(xié)議在世界范圍內已經(jīng)在廣泛的使用，各種大型發(fā)動(dòng)機、大型汽車(chē)、客車(chē)、輪船都有使用，是一款優(yōu)秀的基于CAN總線(xiàn)的高層協(xié)議。本項目是油田中上千個(gè)卡特柴油機與康明斯發(fā)動(dòng)機的控制與監測。將J1939協(xié)議轉換為MODBUS TCP和MODBUS RTU協(xié)議，方便與其它控制系統對接，充分的體現了TG900的靈活與可靠。
二、實(shí)現原理
抓取的J1939報文
2011年10月26日10時(shí)00分38秒
29 0C F0 03 00 FF 00 00 FF FF FF FF FF
PGN61443-電子的發(fā)動(dòng)機控制器＃2 EEC2
傳輸循環(huán)率： 50ms
數據長(cháng)度： 8 字節
數據頁(yè)面： 0
PDU 格式： 240
PDU 特定： 3
默認優(yōu)先值： 3
參數組數編號： 61443（00F00316）
29 0C F0 04 00 FF BD 7D 00 00 FF FF FF
PGN61444-電子的發(fā)動(dòng)機控制器＃1 EEC1
傳輸循環(huán)率： 依賴(lài)發(fā)動(dòng)機轉速
數據長(cháng)度： 8 字節
數據頁(yè)面： 0
PDU 格式： 240
PDU 特定： 4
默認優(yōu)先值： 3
參數組數編號： 61444（00F00416）
具體SPN含義請參考相關(guān)協(xié)議說(shuō)明，在此就不一一列舉
三、編程實(shí)現
以標準的J1930協(xié)議250KB速率打開(kāi)CAN通迅口，新建兩個(gè)CAN_READ功能塊分別讀取PGN61443與PGN61444。
當接收到PGN61443報文時(shí)，梯形圖中PGN61443（8字節數組）中的數據分別為：
FF 00 00 FF FF FF FF FF
Spn558—加速踏板低怠速開(kāi)關(guān) 1.1位置 第二個(gè)字節的0與1位 當前值為00
Spn559—加速踏板換低檔開(kāi)關(guān) 1.3位置 第二個(gè)字節的2與3位 當前值為00
根據SPN參數定義我們就很容易知道發(fā)動(dòng)機中的各種參數與狀態(tài)及實(shí)時(shí)測量值了。
四、SPN參數介紹
Spn558—加速踏板低怠速開(kāi)關(guān)
表示加速踏板低怠速開(kāi)關(guān)是否打開(kāi)的開(kāi)關(guān)信號。低怠速開(kāi)關(guān)的定義在 SAE J1843。
00－加速踏板不在低速怠速位置
01－加速踏板在低速怠速位置
位長(cháng)：2 位
類(lèi)型：測量值
可疑參數號碼：558
參數組編號：[61443]
Spn559—加速踏板換低檔開(kāi)關(guān)
表示加速踏板換低檔開(kāi)關(guān)是否打開(kāi)的開(kāi)關(guān)信號。換低檔開(kāi)關(guān)的定義在 SAE J1843。
00－被動(dòng)式換低檔
01－主動(dòng)式換低檔
位長(cháng)：2 位
類(lèi)型：測量值
可疑參數號碼：559
參數組編號：[61443]
五、J1939協(xié)議介紹
SAE J1939協(xié)議是由汽車(chē)工程協(xié)會(huì )(SAE)定義的，主要用于商用車(chē)輛，但也用于艦船、軌道機車(chē)、農業(yè)機械和大型發(fā)動(dòng)機。另外，SAE J1939用作國際標準NMEA 2000(海事) 和 ISO 11783(農業(yè)機械)的基礎，因而此協(xié)議棧也能用于這些應用。
在商用車(chē)輛方面，由SAE制定的標準化串行協(xié)議長(cháng)期以來(lái)一直用于單個(gè)電子控制單元和傳動(dòng)裝置上元件之間的通信�；谕ǔ？蓮膯纹瑱C串行端獲得的J1708/ J1587協(xié)議可以被視作前驅。
由于需要與J1708/1587協(xié)議兼容，對于J1939來(lái)說(shuō)，必須要求CAN報文標識符從11-bits擴展到29-bits(擴展格式)，并且CAN模塊的開(kāi)發(fā)或協(xié)議實(shí)現應支持這種報文格式。
因為有擴展的CAN標識符，這就能夠象用于J1708那樣，將通信關(guān)系的定義規則映射到CAN。部分標識符被用于指定一個(gè)8-bit源和一個(gè)8-bit目標地址(節點(diǎn)數)。
所以通過(guò)SAE J1939能夠傳輸測量值和控制數據并配置元件。另外，還能夠讀或刪除單個(gè)元件診斷數據，并對單個(gè)控制進(jìn)行校準。
為了使這些成為可能，對于商用車(chē)方面的所有相關(guān)變量都要在SAE J1939中定義值域、分辨率、識別數等等。這些對基于J1587技術(shù)規格的大都實(shí)現。
因此，在J1939協(xié)議中，不僅僅指定了傳輸類(lèi)型、報文結構及其分段、流量檢查等，而且報文內容本身也做了精確的定義。SAE J1939在ISO/OSI層模型中的分布根據OSI層模型，
SAE J1939被分成幾個(gè)層，每一層都分別有相應的文檔說(shuō)明。類(lèi)似于所有實(shí)際上的現場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議，在SAE J1939上第5和6層是不需要的，因此沒(méi)有定義。
SAE J1939的功能被分為如下幾層：
第一層(物理層)描述在其它事物中與物理媒介的電子接口；
第二層(數據鏈路層)描述通過(guò)基于CAN 2.0B技術(shù)規格的CAN的數據通信；
第三層(網(wǎng)絡(luò )層)主要描述兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )部分間針對報文傳輸的網(wǎng)橋的功能，并且只與 J1939網(wǎng)橋實(shí)現相關(guān)；
第四層(傳輸層)基本上描述的是針對報文申請模式、確認傳輸和大數據塊的分段傳輸的各種網(wǎng)絡(luò )服務(wù)；
第七層(應用層)描述實(shí)際的數據(參數或帶有值域的網(wǎng)絡(luò )變量、分辨率、物理單元和傳輸類(lèi)型)。每個(gè)報文無(wú)歧義地對應一個(gè)數(參數組數)；
由于網(wǎng)絡(luò )管理可以被當作一個(gè)分離的單元，能直達硬件(第一層)，因此在這個(gè)層模型中，該模塊是作為右手邊的一個(gè)獨立的功能塊。網(wǎng)絡(luò )管理基本上包括自動(dòng)分配或決定節點(diǎn)地址(即插即用原則)。在SAE J1939中沒(méi)有定義節點(diǎn)監視，因而必須在應用時(shí)通過(guò)循環(huán)報文實(shí)現。
