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周立功网站提供下载，但需要CANalyst硬件才能够运行。

先进的CAN总线解决方案-工程师的第一选择

Advanced CAN Solutions
The Engineer's No. 1 Choice



关于瑞典Kvaser公司

瑞典Kvaser公司专注于汽车、卡车、工业自动化和医学设备等现场测控领域。公司创始人
Lars-Berrno Fredriks-son是世界上顶尖的CAN总线协议人物，不但作为CAN总线的起草人和执行者，并制定出世界上首个高层协议CANKingdom，另外还有多项世界专利,如Magi Sync和Silent mode技术。

Kvaser在多个平台 (USB、PCMCIA、PCI、 ISA、Bluetooth等)上拥有全方位的产品，可为相同的API CANlib开发并且相互兼容。MagiSync------Kvaser 的核心技术之一，使用创新的方法，不需要外部线缆就可以实现多个不同Kvaser 接口的同步。

局域控制网CAN，是一种有效支持分布实时控制的串行通讯总线。它是国际上应用最广泛的现场总线之一，在汽车工业、自动控制、航空航天、机械工业、医疗器械等领域中得到了极大的发展。CAN已形成国际标准，被公认为几种最有前途的现场总线之一。其典型的应用协议有：CANKingdom、SAE J1939、CANOpen、DeviceNet、CANaerospace、NMEA-2000等。


基本历程：

1983 Bosch 开始CAN总线的开发

1985 Intel 进入该计划

1985 Kvaser 开始专注于CAN技术

1988 第一个CAN芯片上市

1990 CanKingdom, Kvasers 较高层协议向市场发布

1994 CanKing 投放市场, WAVEcan 向市场发布

1997 LAPcan 向市场发布

1998 第二代 WAVEcan上市

2000 CanKingdom 国际建立

2001 Kvaser USBcan 向市场发布

2002 Kvaser Memorator 向市场发布

2003 WAVEcan第三代开发正式启动

2005 带MagiSync的Kvaser Leaf 系列发布

先进的CAN总线解决方案-工程师的第一选择

Advanced CAN Solutions
The Engineer's No. 1 Choice



关于瑞典Kvaser公司

瑞典Kvaser公司专注于汽车、卡车、工业自动化和医学设备等现场测控领域。公司创始人
Lars-Berrno Fredriks-son是世界上顶尖的CAN总线协议人物，不但作为CAN总线的起草人和执行者，并制定出世界上首个高层协议CANKingdom，另外还有多项世界专利,如Magi Sync和Silent mode技术。

Kvaser在多个平台 (USB、PCMCIA、PCI、 ISA、Bluetooth等)上拥有全方位的产品，可为相同的API CANlib开发并且相互兼容。MagiSync------Kvaser 的核心技术之一，使用创新的方法，不需要外部线缆就可以实现多个不同Kvaser 接口的同步。

局域控制网CAN，是一种有效支持分布实时控制的串行通讯总线。它是国际上应用最广泛的现场总线之一，在汽车工业、自动控制、航空航天、机械工业、医疗器械等领域中得到了极大的发展。CAN已形成国际标准，被公认为几种最有前途的现场总线之一。其典型的应用协议有：CANKingdom、SAE J1939、CANOpen、DeviceNet、CANaerospace、NMEA-2000等。


基本历程：

1983 Bosch 开始CAN总线的开发

1985 Intel 进入该计划

1985 Kvaser 开始专注于CAN技术

1988 第一个CAN芯片上市

1990 CanKingdom, Kvasers 较高层协议向市场发布

1994 CanKing 投放市场, WAVEcan 向市场发布

1997 LAPcan 向市场发布

1998 第二代 WAVEcan上市

2000 CanKingdom 国际建立

2001 Kvaser USBcan 向市场发布

2002 Kvaser Memorator 向市场发布

2003 WAVEcan第三代开发正式启动

2005 带MagiSync的Kvaser Leaf 系列发布

Kvaser Canking——CAN总线开发测试软件（免费）

Kvaser CanKing是一个免费的CAN总线监测器和通用诊断工具。它特别适合于交互式开发工作。你可以容易地发送CAN消息并研究它们在目标模块上的影响。你只需要一个Kvaser CAN接口。Kvaser CanKing完全免费。

特点：

基础版本使你能够在CAN总线上显示消息，并能够随意以几种不同方法格式化这些消息。你也可以通过填写对话框和压下OK来发送CAN消息。有很多消息排列选项。（ CanKingdom的用户将看到支持这里的几乎所有King页）

其它特点包括:

为你已经发送的消息列出历史表格
CAN总线统计（消息的编号，总线负载等等）
一个通讯量发生器用于研究总线处于重载下的系统
消息进和出的时间标记（时间标记可以按绝对和相对格式显示）

请注意CANKing不能替代全功能的CAN总线分析仪。它只是用于交互式开发，不是用于总线通讯量的重载记录。

CAN接口

Kvaser的所有CAN接口都支持CANKing！

创办新型企业，扶持高新技术及其产品的产业化

请与我们联系，欢迎登陆我们公司的网页

http://www.triv.cn/productintro.asp?bid=45

智维CAN总线培训

我们提供CAN、CANopen、J1939、LIN和FlexRay通讯协议的理论和实践培训。培训地点在我们广州的办公室或者客户指定的地点。我们提供两种培训组合：

定期培训
定制培训

定期培训收费是2000元每人。这种培训限制在6个人，这样可以有大量余地进行单独辅导。预定你的位置请联系我们：support@triv.cn。

对于定制课程，我们的培训师可以到客户指定的地方做培训，收取一定的费用。

下面是我们标准的培训课程，当然我们也可以根据你的要求进行修订。

课程总目录

J1939协议培训课程 J1939协议和开发
CAN总线培训课程 课程1：CAN总线协议和分析
课程2：CAN总线设备/网络仿真（利用X-Analyser Scripting软件）
课程3：CAN总线嵌入系统开发
LIN培训课程 课程1：LIN开发者培训
课程2：LIN设备/网络仿真（用X-Analyser Scripting软件）
FlexRay培训课程 FlexRay协议和开发
车辆网络化技术培训课程 针对汽车工程师和技术人员的车辆网络化技术
CANopen培训课程 CANopen协议和开发

基于J1939的汽车CAN总线教学实验系统


　　随着汽车电子技术的发展，汽车上越来越多地采用了各种复杂的电子设备。为了提高信号的利用率，要求大量的数据信息能在不同的ECU中共享，大量的控制信号能够实时交换， 而传统线束已远远不能满足这种需求。CAN总线和基于它的车辆网络通信标准提供了解决上述问题的途径。[1] SAE J1939协议是美国汽车工程师协会发布的以CAN总线为核心的车辆网络串行通讯和控制协议，供卡车及其拖车、大客车、建筑设备以及农业设备使用，是用来支持分布在车辆各个不同位置的电控单元之间实现实时闭环控制功能的高速通信标准，数据传输速率为250Kb/s，通信物理层和数据链路层以CAN2.0为基础，并定义了网络层和应用层的协议。[2-3]

　　针对J1939协议教学和培训要求，构建了一个基于J1939协议的汽车教学实验系统。系统实时监控汽车CAN总线的数据并能完整记录、显示波形和打印。

　　1 系统原理及硬件结构

　　1.1系统原理

　　系统中，CAN总线模块系统通过CAN总线分析仪与计算机通讯，实行数据采集和传输，用于教学和培训。学生进行实验操作，直观了解数据收发，掌握CAN总线和J1939协议的特点，理解物理层、数据链路层和应用层的含义和作用，最后进行系统开发。

　　CAN总线模块系统能采集卡车道路行驶状态数据，同时能控制车灯、门窗电机、电磁阀等功率设备。其中，仪表板模块通过与车身通用控制模块、车窗控制模块进行CAN通讯，采集车辆开关状态，通过LED灯、液晶屏、转盘指针显示整车状态、故障信息、报警信息等各种信息，实现人机交互，对卡车进行实时控制。

　　1.2 系统硬件组成

　　系统包括3个部分：基于J1939的汽车CAN总线模块系统，包括仪表板模块、车身通用模块、车身专用模块（车窗控制模块）；CAN总线分析仪，包括由基于USB的Kvaser USB CANⅡ总线适配器和软件Warwick X-Analyser组成；笔记本电脑（计算机）。

　　系统硬件结构示意图，如图1所示：



图1 系统硬件结构图

　　2 系统硬件

　　基于J1939的汽车CAN总线模块系统中，仪表板具有整车参数的显示、存储，与发动机ECU通信的功能，同时实现对负载的过程控制，根据仪表板上的开关状态及连接在车身通用控制模块的开关和传感器状态，产生功率输出，并与车身通用控制模块通讯；车身通用控制模块负责将所属区域的开关和传感器状态通过CAN总线反馈给仪表板模块，并接收控制指令，驱动功率输出接口实现通断控制。

　　实车上的仪表板控制器位于驾驶室司机座位正前方；前部控制模块位于驾驶室司机座位与副驾驶座位之间的操作台下；车身通用模块位于车架上；车窗控制模块位于驾驶室司机座位与副驾驶座位之间的操作台下。

　　2.1 仪表板模块

　　仪表板模块可以数字化显示车辆行驶速度、油量、水温、气压和发动机转速等参数。仪表板模块可以提供可编程图标显示功能，如当车速大于3Km/h而车门未关好时，在最下行显示提示信息“请关闭车门”，关好车门后，该信息消失。具有9个高亮度LED符号指示灯；具有故障诊断功能，能够对总线状态、电气负载短路/断路状态进行实时监控，出现故障后以中文信息显示；能够获取、显示、存储发动机相关参数；液晶屏可实时显示整车当前状态信息；具有48路非隔离开关量输入，6路电阻型模拟量输入，3路模块地址线输入，1路ACC档开关输入，1路一线式温度传感器输入，4路控地型系统唤醒信号输入；6路高端开关输出，1路常有电功率输出，2路ACC档电源输出，3路B7信号输出，1路里程传感器仿真信号输出，3路休眠信号输出。

　　2.2 车身通用控制模块

　　车身通用控制模块具有12路非隔离开关量输入，1路脉冲量输入，1路带励磁电流供应的充电指示检测输入；4路电阻型模拟量输入，4路模块地址线输入。具有11路高端开关输出， 2路常有电功率输出，1路带反向电流防护的功率输出，模块具有安全运行模式。

　　车身通用控制模块测量车辆行驶速度以及行程、发动机转速、燃油量、发动机水温、前后桥气压、发动机机油压力报警、左右转向控制与显示等。

　　2.3 车窗控制模块

　　车窗控制模块支持433 MHz、868 MHz和915 MHz通信频率；2路大功率全桥电机驱动通道；4路大功率高端开关输出通道；12路开关量输入接口；具有短路、过压、过热保护功能；具有车窗驱动的防夹功能；具有功率接口故障诊断功能。

　　输入接口有24路非隔离开关量输入和4路模块地址线输入。输出接口有4路高端开关输出、2路常有电功率输出和8路全桥开关输出。

　　2.4 CAN总线分析仪

　　Kvaser USB-CAN Ⅱ是基于USB的双通 道CAN总线分析仪，一个通道用于测量高速CAN信号，另一个通道可用于测量高速CAN、低速CAN或单线CAN。本系统采用双通道高速CAN分析仪（兼容ISO 11898，收发器为TJA1050）。


　　主要特点：安装快速、简易，即插即用；支持11位标识符的标准帧和29位标识符的扩展帧。每个CAN消息均标有10μs精度的时间标签。自动开关电源为CAN（初级）、USB（次级）供电，减少笔记本的电源消耗。支持分析工具的“只听”模式。

　　支持主要的操作系统Windows、WinCE和Linux。应用支持Kvaser CanKing、Warwick XA、ATI Apollo、National Instruments（NI） LabVIEW、NI DIAdem等应用软件。

　　3 系统软件

　　系统通过Kvaser USB Can II连接电脑，采用X-Analyser for Kvaser CAN软件（简称XA）对系统总线通讯报文信息进行监测分析，汽车CAN总线模块原始数据显示界面如图2所示。XA用于测试、分析、仿真和监测CAN总线和LIN总线网络，主要特点为：

　　（1）允许用户在高层协议上使用各种不同的规则如触发、滤波等访问和监视总线数据，如SAE J1939、NMEA、DeviceNet和CANopen等。（2）支持汽车工业标准的文件格式，能够与相关工具兼容。（3）通过设置X-Script 选项或者Keil接口进行节点或者网络的模拟。



图2 CAN总线原始数据显示界面

　　4 系统分析

　　针对J1939培训要求，系统在教学中，特别是实操中可以实时监控基于J1939汽车CAN总线的数据并能完整记录、显示波形和打印。

　　4.1 仪表板的显示变化

　　（1）车辆行驶速度以及行程测量与显示：系统实时测量车辆的行驶速度，并在车速表上显示车辆当前的行驶速度，速度显示单位为Km/h。车速传感器的输入为脉冲波（函数脉冲发生器发出脉冲），当输入的脉冲波频率达到200Hz时，车速达到最到值180Km/h。

　　当车速不为0时，系统实时测量车辆行驶的路程数，并显示在仪表板上的液晶显示屏多功能显示区，单位为Km，精确到0.1Km。同时系统以1Km为单位间歇存储车辆行驶总里程数，显示在仪表板上的液晶显示屏多功能显示区上。

　　（2）燃油量的测量与显示：燃油量通过油量传感器来测量，显示采用无量纲方式，F表示燃油满，E表示燃油量为0。当传感器阻值在0~200Ω变化时，对应油量表上的F~E。

　　（3）前后桥气压的测量与显示：系统实时测量前桥气压和后桥气压，并在仪表板上显示。前桥气压和后桥气压的分别通过气压1传感器和气压2传感器来测量，当气压传感器的阻值在0~200Ω变化时，对应气压表上的0~12。

　　（4）左右转向控制与显示：左右转向通过两个开关来控制，当转向开关断开时，输出为5v；当转向开关接通时，输出为低电压5v，高电压24v的脉冲，并且仪表板上对应的转向指示灯闪烁。

　　4.2 数据采集结果

　　系统XA数据采集如表1所示。以转向开关为例：当左转向灯断开时data为08，而接通时为08与8A交替变化。当右转向灯接通时data为00，而接通时为00与02交替变化，如图3所示。

表1 X-Analyser数据采集表





图3 J1939数据显示界面



　　 5 结论

　　本文介绍了一个基于J1939协议的汽车教学实验系统，系统可以实时监控汽车CAN总线的数据并能完整记录、显示波形和打印。

　　系统中，CAN总线模块系统通过CAN总线分析仪与计算机通讯，实行数据采集和传输，用于教学和培训。学生进行实验操作，直观了解数据收发，掌握CAN总线和J1939协议的特点，理解物理层、数据链路层和应用层的含义和作用，最后进行系统开发。

　　本文作者创新点：系统采用J1939的实车CAN总线模块系统作为硬件，通过CAN总线分析仪，用直观的人机界面描述模块上J1939的数据格式和传感器物理值，让学员快速理解高层协议并掌握基于J1939的零部件ECU开发要点。项目经济效益10万元。

　　参考文献

　　[1] 刘嘉，黄英，黄千. 基于SAEJ1939协议的发动机虚拟仪表及故障诊断系统开发[J].汽车技术. 2007，(6)：22-25

　　[2] SAE J1939 Standards Collection. Recommended Practice for a Serial Control and Commu nication Vehicle Network. Society of Automotive Engineers，2003


　　[3] 高燕，高松，赵明.SAE J1939协议在客车上的应用现状及展望[J]. 工业控制计算机，2006，19(4)：68-70

　　[4] 吴伟斌，洪添胜，李震等. 基于虚拟仪器技术的点火正时灯检测系统[J]. 农业机械学报. 2006，（6）：50-53

　　[5] 吴伟斌，洪添胜，李震等. 基于虚拟仪器技术的汽油发动机ECU仿真测试系统[J]. 微计算机信息. 2006，3-2：205-208

　　[6] 吴伟斌，洪添胜，李震等. 基于虚拟仪器技术的汽油发动机点火提前角测试系统[J]. 武汉理工大学（交通科学与工程版）. 2007，31（5）：860-863

吴伟斌 李礼夫 刘落实 刘婷 杨威




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