一、技能布景
在当今的中高档轿车中都选用了轿车总线技能。轿车总线为轿车内部各种杂乱的电子设备、操控器、丈量仪器等供给了一致数据交换途径。一些轿车专家以为，就像在20世纪70年代引入集成电路、80年代引入微处理器相同，近10年来数据总线技能的引入也将是轿车电子技能开展的一个里程碑。
20世纪90年代以来，轿车上由电子操控单元(ECU)操控的部件数量越来越多，例如电子燃油喷发设备、防抱死制动设备、安全气囊设备、电控门窗设备、主动悬架等等。跟着集成电路和单片机在轿车上的广泛运用，车上的ECU数量越来越多。因此，一种新的概念–车上操控器局域网络CAN（Controller Area Network）的概念也就应运而生了。CAN最早是由德国BOSCH公司为处理现代轿车中的操控与测验仪器之间的数据交换而开发的一种数据通讯协议，依照ISO有关规范，CAN的拓扑结构为总线式，因此也称为CAN总线。
CAN协议中每一帧的数据量都不超越8个字节，以短帧多发的办法完结数据的高实时性；CAN总线的纠错才能十分强，然后进步数据的准确性；一起CAN总线的速率可到达1M bit/s，是一个真实的高速网络。总归，将CAN总线运用在轿车中运用有许多长处：
(1)用低成本的双绞线电缆替代了车身内贵重的导线，并大幅度减少了用线数量；进步可靠性,安全性、下降成本。
(2)具有快速呼应时刻和高可靠性，并适宜对实时性要求较高的运用如刹车设备和气囊；操控渠道、信息渠道、驾驭渠道的互连根底。
(3)CAN芯片能够抗高温文高噪声，而且具有较低的价格，敞开的工业规范。
在现代轿车的规划中，CAN现已成为有必要选用的设备，奔跑、宝马、群众、沃尔沃、雷诺等轿车都选用了CAN作为操控器联网的手法。据报道，我国首辆CAN网络体系混合动力轿车已在奇瑞公司试装成功，并进行了开端试运转。在上海群众的帕萨特和POLO轿车上也开端引入了CAN总线技能。但总的来说，现在CAN总线技能在我国轿车工业中的运用尚处于实验和起步阶段，绝大部分的轿车还没有选用轿车总线的规划，因此存在着不少坏处。
比方，众所周知轿车的中心设备便是发起机，发起机的运转参数，例如发起机转速、机油压力、冷却剂温度等等是和轿车驾驭是严密相关的。传统轿车外表的规划办法是：经过放置在轿车部件（如发起机）内部的传感器，将机械信号转化成电信号，如电压、电流、脉冲信号，再经过D/A转化或计数器等，将电信号转化成可视的指针信号显现在模仿外表盘上。跟着轿车总线技能的开展，不少进口的发起机现已不再直接向外供给传感器信号，而改用CAN总线通讯接口。一旦发起机呈现毛病时，因为缺少依据CAN总线的测验修理设备，现在咱们的修理人员运用的办法只能是在发起机上钻孔，将传感器直接放进发起机内部进行丈量，操作繁琐、设备杂乱，且不利于保护发起机的全体结构。
又比方，现有的部分轿车外表运用了专用的总线规划，因为硬件规范不一致，通讯协议也不兼容，为甲公司轿车出产的外表彻底不能在乙公司的轿车上运用，出产成本难以下降、毛病修理很不便当。假如能将各种专用总线一致到CAN总线规范上来，就能够处理问题。
再比方，在手动挡轿车中，驾驭员的换挡是依照经历进行的，有可能发生应该加高挡位而没能及时加挡的状况，即等级低高速行进，既不利于下降油耗，又简单形成轿车传动部件磨损。假如能完结主动换挡提示，车辆就能一直保持在经济时速行进。
依据ISO(世界规范化安排)界说的OSI模型，CAN协议界说了物理层及数据链路层规范，这为不同的轿车厂商拟定契合本身需求的运用层协议供给了很大的便当。假如需求树立愈加完善的体系，还需求在CAN的根底上挑选适宜的运用层协议。如CANopen、SAE J1939等。
J1939协议是现在在大型轿车中运用最广泛的运用层协议，可到达250Kbps的通讯速率。J1939协议由美国SAE( Society of Automotive Engineer)安排保护和推行。J1939协议具有如下特色：
(1)以CAN2.0B协议为根底，物理层规范与ISO11898规范兼容并选用契合该规范的CAN操控器及收发器。通讯速率最高可到达250Kbps。
(2)选用PDU( Protocol Data Unit 协议数据单元)传送信息，每个PDU相当于CAN协议中的一帧。因为每个CAN帧最多可传输8个字节数据，因此PDU的传输具有很高的实时性。
(3)使用CAN2.0B扩展帧格局的29位标志符界说每一个PDU的意义以及该PDU的优先级。
(4)J1939协议首要作为轿车中运用的通讯协议，对轿车中运用到的各类参数都进行了规则。参数的规则契合ISO11992规范。
二、J1939在国内的开展状况
我国单片机公共实验室联合北京英贝多嵌入式网络技能有限公司以及国内闻名的轿车规划厂商，经过两年多的规划开发，完结了依据单芯片的J1939 网关芯片em2003系列产品。
em2003可用于轿车数字化外表，轿车J1939网关，轿车多功用电控的中心单元，并经过了严厉的可靠性测验和实践产品化验证，已投入批量出产。
em2003的各项目标已到达了世界先进水平，除支撑SAE J1939固件外，还可支撑SAE 1587，ISO9141规范，完结对轿车外表的操控驱动。在国内是仅有完结了对轿车全液晶数字外表的操控，步进马达指针外表的操控及多功用车载传感器信息运转参数的网络核算信息渠道。经过了与美国、德国、意大利 J1939 发起机的互连测验，取得了世界化的通行证。
现在，SAE J1939的技能规范及软硬件开发测验渠道已由我国单片机公共实验室完结引入消化和部分技能的国产化作业，并对国内数十家轿车厂商的操控核算渠道供给技能支撑和处理方案及参谋服务。如附图所示：
图：J1939网络与LIN网络仿真测验渠道
该体系由11个网络节点组成，以J1939网络为主干，集成了现代轿车技能的网络精华。包含LINbus，GPRS/GSM（无线TCP/IP网），Bluetooth（蓝牙），USB，及嵌入式以太网等最新技能。轿车的动力部分单元是经过嵌入式硬件数字仿真技能完结的。各单元的简介如下：
（1）发起机ECM仿真单元：(节点1)
完结（实践）发起机的总线仿真功用，发生发起机10~20种电控时实参数，模仿轿车发起机的实践运转状况。适宜轿车EMC要求。
（2）NMT/车身电操控单元（节点2）
可完结J1939/81规则的网络办理功用和确诊纪录功用，宣布报警操控信息，并有16个光电阻隔输出接口（50V/500mA）和8个数字信号（传感器）输入接口及4个模仿传感器接口，操控功用可现场编程修正。适宜多种轿车EMC开发要求。
（3）缓速器仿真单元：（节点3）
可依据轿车运转状况和车速操控电磁缓速器的驱动接口。
（4）ABS仿真单元：（节点4）
依据轿车网络归纳参数操控ABS制动力和发动时刻。
（5）AMT仿真单元：（节点5）
依据规划参数可仿真完结变速箱与发起机ECM的通讯。
（6）非对称网桥（节点6）
可完结高速网（动力体系）和低速网（外表信息电气操控体系）的流量不对称桥接然后确保，总线负载率的安全和电气安全。
（7）LIN BUS 网关（节点7）
完结LIN-BUS传感器、电气操控体系和CAN-BUS体系的互联。并遵照J1939协议。
（8）J1939MFM（节点8）
J1939多功用轿车归纳参数外表（轿车信息中心），可完结14种轿车运转参数的实时显现（中文LCD），可编程300~5000Km前史车况记载并具有毛病报警信息显现功用。适宜轿车EMC要求。
（9）J1939轿车外表（节点9）
完结J1939总线式轿车外表。可适配多种国产或进口轿车外表总成。
（10）J1939转以太网/USB（网关节点10）
可完结以太网或USB接口与通用核算机衔接进入J1939网络,对总线负载率进行统计剖析,敞开API接口。
（11）J1939运转实时参数记载（节点11）
接入J1939网络可记载20万条运转参数，用于实时剖析各ECU单元的运转状况，亦可在实践运转的轿车中测验运转参数，并经过GMS/GPRS网络接入Internet网络服务器。抗电子干扰才能很强，适宜轿车EMC要求。
上述体系中的这些节点单元可组成较完善的网络测验环境，大多数单元已完结产品化。并适宜轿车EMC要求。因此可与实践的轿车电子产品交换衔接。以此为根底可组成轿车电子总线技能电控单元仿真测验渠道。装备专业测验仪器后可组成CAN-BUS实验室，该体系具有规范化和可扩展性的特色。
北京英贝多公司经过与德国Phytec、IXXAT等公司的协作，以到达世界水平的硬件ECU为中心，开发并集成了J1939网络体系仿真渠道V1.0版别。
该网络体系依照J1939的物理层、链路层和网络层规则在12个节点下（总线负载率最大为30%条件下）接连作业已超越10000小时。并依照J1939/71车辆运用层规范完结了对MFM/J1939多功用网关产品化测验及总线型数字轿车外表的测验。
三、技能展望
现代轿车是一个智能化网络核算渠道。轿车网络贯穿整车的每个单元即操控体系、信息体系、驾驭体系和传感履行体系均由操控局域网CAN-BUS互连，把握运用层网络规范并开发嵌入式软件是要害技能。
将车内的操控网络与信息网络如毛病信息检测体系，车况主动纪录体系，实时驾驭信息显现体系（智能化数字外表）与嵌入式因特网互连（支撑IPv4及IPv6）,使每个轿车有一个Web网页，将会是往后轿车核算渠道的要害中心技能。
