[发明专利]整车总线控制系统的CAN通信协议

说明书

技术领域

本发明涉及一种整车总线控制系统的CAN通信协议。

背景技术

目前汽车电子行业的CAN总线控制方面，都是生搬SAE1939协议的应用，并未针对应用特点对协议进行优化设计。随着行业的发展，车联网技术、远程诊断技术和新能源客车的发展，需要在总线上传输的数据种类和数量不断增加，实时性要求也更加严格。

发明内容

本发明目的在于提供一种整车总线控制系统的CAN通信协议，其提高了CAN通信的实时性，并降低了CAN总线的通信占有率。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：

一种整车总线控制系统的CAN通信协议，整车总线控制系统包括整车控制单元、CAN节点以及连接整车控制单元与各CAN节点的CAN总线，整车总线控制系统的CAN通信协议中用于传输指令的CAN通信帧采用29bit的扩展帧，CAN通信协议采用多消费者模型。

对于上述技术方案，发明人还有进一步的优化实施方案。

作为优化，通信协议所采用的多消费者模型，支持增加SDO源地址，产生数据的节点将带有自身节点ID的数据放到CAN总线上，将该数据的节点可以配置为接收该节点发送的数据。

作为优化，所述通信协议支持对象自检并支持SDO协议。

进一步，该整车总线控制系统的CAN节点支持NMT状态机并可通过NMT协议启动，所有CAN节点的有效ID被列在NMT状态机的抓站对象词典中。

更进一步，所述NMT状态机进行状态转化的流程如下：

在NMT状态机初始化完成后，NMT状态机自动转到试运行状态，并通过发送启动消息指出此状态跳转；（通过这种方法，NMT状态机指出已做好工作准备）

如果保持试运行状态的NMT状态机的服务受支持且配置正确，则这些NMT状态机便可开始发送SYNC消息、时间戳消息或心跳消息；（相对于在此状态下必须禁用的PDO通讯，NMT状态机可通过SDO进行通讯，PDO通讯只有在运行状态下才能实现）

在试运行状态期间，NMT状态机使用所有受支持的通讯对象，已切换到停止状态的NMT状态机只对接收到的NMT命令做出反应；

此外，NMT状态机通过在停止状态期间支持差错控制协议，指出当前的NMT状态；

各个CAN节点发心跳，启动发BOOTUP，主节点定时发送SYNC帧和TIME STAMP帧，各节点各自同步节拍和时间截,便于监控整个网络节点的状态,可以通过NMT命令使节点进入指定状态。

作为优化，所述CAN通讯协议采用多帧广播传输。

作为优化，所述CAN通讯协议采用灵活的帧间隔，综合时间和事件触发机制，10-500ms的间隔都可以发送PDO数据。

相对于现有技术中的方案，本发明的优点是：

本发明所描述的一种整车总线控制系统的CAN通信协议，通过增加通信帧的帧长度提高了CAN节点的支持数量，并采用多消费者模型优化了通讯模型从而更好地支持实时通讯，而且本发明支持对象字典读写，通过优化NMT管理方式实现了对组态涉及的优化，进而实现对整车故障诊断的支持。

本发明有效降低总线占有率，使得占有率不超过10%，同时满足高实时性设计，支持大数据量通讯(数据报长度突破CAN总线8字节限制)，有效增加有效数据吞吐量，同时支持各个节点内变量交互,可支持后期组态平台设计以及诊断平台设计。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明实施例一中CAN通信帧的帧结构图；

图2为本发明实施例一中多消费者模型的通讯模式示意图；

图3为本发明实施例一中通过CANoe所获得本通信协议与常规协议的总线占用率数据曲线图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例一：

本实施例描述了一种整车总线控制系统的CAN通信协议，整车总线控制系统包括整车控制单元、CAN节点以及连接整车控制单元与各CAN节点的CAN总线，整车总线控制系统的CAN通信协议中用于传输指令的CAN通信帧如图1所示，采用29bit的扩展帧，CAN通信协议采用多消费者模型。