З кожним роком автомобільні електричні схеми збільшувалися в розмірі і ускладнювалися в конструкції. На перших випущених автомобілях від магнето працювало запалювання, а акумуляторної батареї і генератора не було зовсім. У фарах використовувалися ацетиленові пальники.
У 1975 році довжина проводів в автомобільній електричній схемі дорівнювала кільком сотням метрів і була порівнянна з електрикою лёгкомоторной авіації.
Бажання спростити електропроводку була такою: необхідний всього один дріт, підключити до нього всі споживачі і до кожного підвести пристрій управління. Пропустити з цього проводу електрострум до споживачів і сигнали управління пристроями.
Відео
До 1991 року, завдяки прориву цифрових технологій, фірми Bosch і Intel створили мережевий інтерфейс CAN (Controller Area Network) для мультипроцесорних систем бортових комп'ютерів. В електроніці таку систему називають «шиною».
У послідовній шині (serial bus) дані передаються імпульс за імпульсом по кручений парі (двох проводах), а в паралельній шині (parallel bus), дані йдуть по декількох проводах одночасно.
При більшій продуктивності, паралельна шина ускладнює електропроводку автомобіля. Послідовна шина передає інформації до 1 Мбіт / сек.
Різні блоки діляться даними, правило, за яким це відбувається, називається протоколом. Протокол може відправляти різним блокам команди, запитувати дані у одного або у всіх. Крім конкретного звернення до пристрою, протокол може задати важливість і командам. Наприклад, команда включення вентилятора охолодження двигуна буде пріоритетною команди опускання бокового скла.
Мінімізація сучасної електроніки дозволила налагодити випуск дешевих модулів управління і систем зв'язку. В автомобільній мережі вони можуть об'єднуватися в ланцюзі, зірки і кільця.
Інформація йде в обидва боки, наприклад, включивши лампу дальнього світла, На панелі приладів загориться сигнал - світить вона чи ні.
Система управління двигуном вибирає найкращий режим, отримуючи дані від всіх пристроїв ланцюга, система освітлення включить або відключить фари, система навігації прокладе або змінить маршрут і так далі.
Завдяки таким протоколом діагностика двигуна і інших пристроїв автомобіля спростилася.
Бажання мати всього один дріт в автомобілі не здійснилося, але CAN - модуль і протокол передачі даних підвищили надійність системи і спростили електропроводку.
Відео
CAN шина - що це таке?
CAN - шина ( "кан шина") є системою управління всіма електричними приладами і цифрового зв'язку в автомобілі, яка може отримувати інформацію від пристроїв, між ними обмінюватися даними, а також ними управляти. дані про технічному стані і керуючі сигнали йдуть в цифровому вигляді по кручений парі завдяки спеціальному протоколу. від бортовий мережі автомобіля до кожного споживача йде харчування, але всі вони з'єднані паралельно. Такий варіант підвищив надійність всієї електронних схем, знизив кількість проводів і спростив монтаж.
Поява цифрових шин в автомобілях відбулося пізніше, ніж в них почали широко впроваджуватися електронні блоки. У той час цифровий «вихід» їм був потрібен тільки для «спілкування» з діагностичним обладнанням - для цього вистачало низькошвидкісних послідовних інтерфейсів на зразок ISO 9141-2 (K-Line). Однак здається ускладнення бортової електроніки з переходом на CAN-архітектуру стало її спрощенням.
Дійсно, навіщо мати окремий датчик швидкості, якщо блок АБС вже має інформацію про швидкість обертання кожного колеса? Досить передавати цю інформацію на приладову панель і в блок керування двигуном. Для систем безпеки це ще важливіше: так, контролер подушок безпеки вже стає здатний самостійно заглушити мотор при зіткненні, пославши відповідну команду на ЕБУ двигуна, і знеструмити максимум бортових ланцюгів, передавши команду на блок управління живленням. Раніше ж доводилося для безпеки застосовувати не надійні заходи на кшталт інерційних вимикачів і пиропатронов на клеми акумулятора ( власники BMW з його «глюками» вже добре знайомі).
Однак на старих принципах реалізувати повноцінне «спілкування» блоків управління було неможливо. На порядок зросли обсяг даних і їх важливість, тобто потрібна шина, яка не тільки здатна працювати з високою швидкістю і захищена від перешкод, але і забезпечує мінімальні затримки при передачі. Для рухається на високій швидкості машини навіть мілісекунди вже можуть грати критичну роль. Рішення, яке задовольняє таким запитам, вже існувало в промисловості - мова йде про CAN BUS (Controller Area Network).
Суть CAN-шини
Цифрова CAN-шина - це не конкретний фізичний протокол. Принцип роботи CAN-шини, розроблений Bosch ще у вісімдесятих роках, дозволяє реалізувати її з будь-яким типом передачі - хоч по дротах, хоч по оптоволокну, хоч по радіоканалу. КАН-шина працює з апаратною підтримкою пріоритетів блоків і можливістю «більш важливого» перебивати передачу «менш важливого».
Для цього введено поняття домінантного і рецесивного бітів: спрощено кажучи, протокол CAN дозволить будь-якого блоку в потрібний момент вийти на зв'язок, зупинивши передачу даних від менш важливих систем простою передачею домінантного біта під час наявності на шині рецесивного. Це відбувається чисто фізично - наприклад, якщо «плюс» на дроті означає «одиницю» (домінантний біт), а відсутність сигналу - «нуль» (рецесивний біт), то передача «одиниці» однозначно придушить «нуль».
Уявіть собі клас на початку уроку. Учні (контролери низького пріоритету) спокійно перемовляються між собою. Але, варто вчителеві (контролеру високого пріоритету) голосно дати команду «Тиша в класі!», Перекриваючи шум в класі (домінантний біт придушив рецесивний), як передача даних між контроллерами-учнями припиняється. На відміну від шкільного класу, в CAN-шині це правило працює на постійній основі.
Для чого це потрібно? Щоб важливі дані були передані з мінімумом затримок навіть ціною того, що незначні дані не будуть передані на шину (це відрізняє CAN шину від знайомого всім по комп'ютерам Ethernet). У разі аварії можливість ЕБУ уприскування отримати інформацію про це від контролера SRS незрівнянно важливіше, ніж приладової панелі отримати черговий пакет даних про швидкість руху.
У сучасних автомобілях вже стало нормою фізичне розмежування низького і високого пріоритетів. У них використовуються дві і навіть більше фізичні шини низької і високої швидкості - зазвичай це «моторна» CAN-шина і «кузовна», потоки даних між ними не перетинаються. До всім відразу підключений тільки контролер CAN-шини, який дає можливість «спілкуватися» з усіма блоками через один роз'єм.
Наприклад, технічна документація Volkswagen визначає три типи застосовуваних CAN-шин:
- «Швидка» шина, що працює на швидкості 500 кілобіт в секунду, об'єднує блоки управління двигуном, ABS, SRS і трансмісією.
- «Повільна» функціонує на швидкості 100 кбіт / с і об'єднує блоки системи «Комфорт» (центральний замок, склопідйомники і так далі).
- Третя працює на тій же швидкості, але передає інформацію тільки між навігацією, вбудованим телефоном і так далі. На старих машинах (наприклад, Golf IV) інформаційна шина і шина «комфорт» були об'єднані фізично.
Цікавий факт: на Renault Logan другого покоління і його «соплатформенніка» також фізично дві шини, але друга з'єднує виключно мультимедійну систему з CAN-контролером, на другий одночасно присутні і ЕБУ двигуна, і контролер ABS, і подушки безпеки, і ЦЕКБС.
Фізично ж автомобілі з CAN-шиною використовують її у вигляді кручений диференціальної пари: в ній обидва дроти служать для передачі єдиного сигналу, який визначається як різниця напруг на обох проводах. Це потрібно для простої і надійної помехозащіти. Неекранований провід працює, як антена, тобто джерело радіоперешкод здатний навести в ньому електрорушійну силу, достатню для того, щоб перешкода сприйнялася контролерами як реально переданий біт інформації.
Але в кручений парі на обох проводах значення ЕРС перешкоди буде однаковим, так що різниця напруг залишиться незмінною. Тому, щоб знайти CAN-шину в автомобілі, шукайте виту пару проводів - головне не переплутати її з проводкою датчиків ABS, які так само для захисту від перешкод прокладаються всередині машини кручений парою.
Діагностичний роз'єм CAN-шини не стали вигадувати заново: дроти вивели на вільні Піни вже стандартизованої в колодки, в ній CAN-шина знаходиться на контактах 6 (CAN-H) і 14 (CAN-L).
Оскільки CAN-шин на автомобілі може бути кілька, часто практикується використання на кожній різних фізичних рівнів сигналів. Знову для прикладу звернемося до документації Volkswagen. Так виглядає передача даних в моторному шині:
Коли на шині не передаються дані або передається рецесивний біт, на обох проводах кручений пари вольтметр покаже по 2,5 В відносно «маси» (різниця сигналів дорівнює нулю). У момент передачі домінантного біта на дроті CAN-High напруга піднімається до 3,5 В, в той час як на CAN-Low опускається до півтора. Різниця в 2 вольта і означає «одиницю».
На шині «Комфорт» все виглядає інакше:
Тут «нуль» - це, навпаки, 5 вольт різниці, причому напруга на дроті Low вище, ніж на дроті High. «Одиниця» ж - це зміна різниці напруг до 2,2 В.
Перевірка CAN-шини на фізичному рівні ведеться за допомогою осцилографа, що дозволяє побачити реальне проходження сигналів по кручений парі: звичайним тестером, природно, «розгледіти» чергування імпульсів такої довжини неможливо.
«Розшифровка» CAN-шини автомобіля також ведеться спеціалізованим приладом - аналізатором. Він дозволяє виводити пакети даних з шини в тому вигляді, як вони передаються.
Самі розумієте, що діагностика шини CAN на «любительському» рівні без відповідного обладнання і знань не має сенсу, та й банально неможлива. Максимум, що можна зробити «підручними» засобами, щоб перевірити кан-шину - це виміряти напруги і опір на проводах, порівнявши їх з еталонними для конкретного автомобіля і конкретної шини. Це важливо - вище ми спеціально навели приклад того, що навіть на одному автомобілі між шинами може бути серйозна різниця.
несправності
Хоча інтерфейс CAN і добре захищений від перешкод, електричні несправності стали для нього серйозною проблемою. Об'єднання блоків в єдину мережу зробило її вразливою. КАН-інтерфейс на автомобілях став справжнім кошмаром малокваліфікованих автоелектриків вже по одній своїй особливості: сильні скачки напруги (наприклад, зимовий) здатні не тільки «повісити» помилку CAN-шини, що виявляється, але і заповнити пам'ять контролерів спорадичними помилками, випадкового характеру.
В результаті на приладовій панелі загоряється ціла «гірлянда» індикаторів. І, поки новачок в шоці буде чесати голову: «так що ж це таке?», Грамотний діагност насамперед поставить нормальний акумулятор.
Чисто електричні проблеми - це обриви проводів шини, їх замикання на «масу» або «плюс». Принцип диференціальної передачі при обриві будь-якого з проводів або «неправильному» сигналі на ньому стає не реалізуємо. Найстрашніше замикання проводу, оскільки воно «паралізує» всю шину.
Уявіть собі просту моторну шину у вигляді дроту, на якому «сидять в ряд» кілька блоків - контролер двигуна, контролер АБС, приладова панель і діагностичний роз'єм. Обрив у роз'єму автомобілю не страшний - все блоки продовжать передавати інформацію один одному в штатному режимі, неможливою стане тільки діагностика. Якщо обірвати дріт між контролером АБС і панеллю, ми зможемо побачити сканером на шині тільки її, ні швидкість, ні обороти двигуна вона показувати не буде.
А ось при обриві між ЕБУ двигуна і АБС машина, Швидше за все, вже не заведеться: блок, не "бачачи» потрібний йому контролер (інформація про швидкість враховується при розрахунку часу уприскування і кута випередження запалювання), піде в аварійний режим.
Якщо не різати дроти, а просто постійно подати на один з них «плюс» або «масу», автомобіль «піде в нокаут», оскільки жоден з блоків не зможе передавати дані іншому. Тому золоте правило автоелектрика в перекладі на російську цензурний звучить як «не лізь кривими руками в шину», а ряд автовиробників забороняє підключати до CAN-шині несертифіковані додаткові пристрої стороннього виробництва (наприклад, сигналізації).
Благо підключення CAN-шини сигналізації не роз'єм в роз'єм, а врізаючись безпосередньо в шину автомобіля, дають «криворукості» установника можливість переплутати дроти місцями. Автомобіль після цього не те що відмовиться заводитися - при наявності контролера управління бортовими ланцюгами, що розподіляє харчування, навіть запалювання не факт що включиться.
Бортова електроніка сучасного автомобіля в своєму складі має велику кількість виконавчих і керуючих пристроїв. До них відносяться всілякі датчики, контролери і т.д.
Для обміну інформацією між ними була потрібна надійна комунікаційна мережа.
В середині 80-х років минулого століття компанією BOSCH була запропонована нова концепція мережевого інтерфейсу CAN (Controller Area Network).
CAN-шина забезпечує підключення будь-яких пристроїв, які можуть одночасно приймати і передавати цифрову інформацію (дуплексний система). Власне шини являє собою виту пару. Дана реалізація шина дозволила знизити вплив зовнішніх електромагнітних полів, що виникають при роботі двигуна і інших систем автомобіля. За такою шині забезпечується досить висока швидкість передачі даних.
Як правило, дроти CAN-шини оранжевого кольору, іноді вони відрізняються різними кольоровими смугами (CAN-High - чорна, CAN-Low - оранжево-коричнева).
Завдяки застосуванню цієї системи зі складу електричної схеми автомобіля вивільнилися певну кількість провідників, які забезпечували зв'язок, наприклад, за протоколом KWP 2000 між контролером системи управління двигуном і штатної сигналізацією, діагностичним обладнанням і т.д.
Швидкість передачі даних по CAN-шині може досягати до 1 Мбіт / с, при цьому швидкість передачі інформації між блоками управління (двигун - трансмісія, ABS - система безпеки) становить 500 кбіт / с (швидкий канал), а швидкість передачі інформації системи "Комфорт "(блок управління подушками безпеки, блоками управління в дверях автомобіля і т.д.), інформаційно-командної системи становить 100 кбіт / с (повільний канал).
На рис. 1 показана топологія і форма сигналів CAN-шини легкового автомобіля.
При передачі інформації будь-якого з блоків управління сигнали посилюються приймально-передавачем (трансівером) до необхідного рівня.
Кожен підключений до CAN-шині блок має певне вхідний опір, в результаті утворюється загальне навантаження шини CAN. Загальний опір навантаження залежить від числа підключених до шини електронних блоків управління і виконавчих механізмів. Так, наприклад, опір блоків управління, підключених до CAN-шині силового агрегату, В середньому становить 68 Ом, а системи "Комфорт" та інформаційно-командної системи - від 2,0 до 3,5 кОм.
Слід врахувати, що при виключенні живлення відбувається відключення навантажувальних опорів модулів, підключених до CAN-шині.
На рис. 2 показаний фрагмент CAN-шин з розподілом навантаження в лініях CAN-High, CAN-Low.
Системи і блоки управління автомобіля мають не тільки різні навантажувальні опору, але і швидкості передачі даних, все це може перешкоджати обробці різнотипних сигналів.
Для вирішення даної технічної проблеми використовується перетворювач для зв'язку між шинами.
Такий перетворювач прийнято називати міжмережевим інтерфейсом, цей пристрій в автомобілі найчастіше вбудовано в конструкцію блоку управління, комбінацію приладів, а також може бути виконано у вигляді окремого блоку.
Також інтерфейс використовується для введення і виведення діагностичної інформації, запит якої реалізується по дроту "К", підключеному до інтерфейсу або до спеціального діагностичного кабелю CAN-шини.
В даному випадку великим плюсом в проведенні діагностичних робіт є наявність єдиного уніфікованого діагностичного роз'єму (колодка OBD).
На рис. 3 показана блок-схема мережевого інтерфейсу.
Слід врахувати, що на деяких марках автомобілів, наприклад, на Volkswagen Golf V, CAN-шини системи "Комфорт" та інформаційно-командна система не з'єднані міжмережевих інтерфейсом.
У таблиці представлені електронні блоки і елементи, пов'язані з CAN-шинам силового агрегату, системи "Комфорт" та інформаційно-командної системи. Наведені в таблиці елементи і блоки по своєму складу можуть відрізнятися в залежності від марки автомобіля.
Діагностика несправностей CAN-шини проводиться за допомогою спеціалізованої діагностичної апаратури (Аналізатори CAN-шини) осцилографа (в тому числі, з вбудованим аналізатором шини CHN) і цифрового мультиметра.
Як правило роботи з перевірки роботи CAN-шини починають з вимірювання опору між проводами шини. Необхідно мати на увазі, що CAN-шини системи "Комфорт" та інформаційно-командної системи, на відміну від шини силового агрегату, постійно знаходяться під напругою, тому для їх перевірки слід відключити одну з клем акумуляторної батареї.
Основні несправності CAN-шини в основному пов'язані з замиканням / обривом ліній (або навантажувальних резисторів на них), зниженням рівня сигналів на шині, порушеннями в логіці її роботи. В останньому випадку пошук дефекту може забезпечити тільки аналізатор CAN-шини.
CAN-шини сучасного автомобіля
- CAN шина силового агрегату
- Електронний блок управління двигуна
- Електронний блок управління КПП
- Блок управління подушками безпеки
- Електронний блок управління АБС
- Блок управління електропідсилювача керма
- Блок управління ТНВД
- Центральний монтажний блок
- Електронний замок запалювання
- Датчик кута повороту рульового колеса
- CAN-шина системи "Комфорт"
- Комбінація приборів
- Електронні блоки дверей
- Електронний блок контролю паркувальної
системи
- Блок управління системи "Комфорт"
- Блок упрввленія склоочисників
- Контроль тиску в шинах
CAN-шина інформаційно-командної системи
- Комбінація приборів
- система звуковідтворення
- Інформаційна система
- навігаційна система
Вітаю всіх вас друзі! Еволюція людини поступово привела до того, що сучасний автомобіль в буквальному сенсі слова, напханий всілякими датчиками і приладами. Там на «борту», \u200b\u200bяк на заводі - цілий колектив. Зрозуміло такий «бригадою», обов'язково повинен хтось керувати! Про це керівника я і хочу сьогодні з вами поговорити, а саме, КАН-шина в автомобілі - що це, за яким принципом працює і власне яким чином вона з'явилася. Про все по порядку ...
трошки історії
Мало хто знає, що найперші автомобілі не мали абсолютно ніякої електрики. Все що потрібно було тодішнім водіям - це спеціальне Магнітоелектричний пристосування для запуску мотора, яке здатне було з кінетичної виробити електроенергію. Не дивно, що така примітивна система доставляла якісь незручності і відповідно постійно модернізувалася.
Так з року в рік, проводів і відповідно різних датчиків ставало все більше. Дійшло до того, що по електричному обладнанню автомобіль вже почали порівнювати з літаком. Саме тоді в 1970 році, стало очевидно - для безперебійної роботи, все ланцюга потрібно раціоналізувати. Через 13 років, ситуацію під свій контроль взяв уже культовий бренд з Німеччини під назвою Bosch. Як наслідок, в 1986 році в Детройті був представлений інноваційний протокол Controller Area Network (CAN).
Однак, навіть після офіційної презентації, напрацювання залишалася м'яко кажучи «вогкуватої», тому робота над нею тривала.
- 1987 р - завершилися практичні тести can шини, які зголосилися провести не менш знамениті бренди в сфері комп'ютерних технологій Philips і Intel.
- 1988 р - вже на наступний рік ще один німецький автогігант BMW представив перший автомобіль, що працює за технологією can шини, це була улюблена усіма модель 8-серії.
- 1993 г. - міжнародне визнання і відповідно сертифікат «ІСО».
- 2001 р - кардинальні зміни в стандартах, тепер будь-який європейський автомобіль повинен функціонувати за принципом «КАН».
- 2012 року - останнє оновлення механізму, яке збільшило список сумісних пристроїв і швидкість передачі даних.
Вот такой вот довгий шлях пройшов наш «директор» електричних приладів. Самі бачите стаж не малий, тому таке високе становище абсолютно по справі).
Визначення КАН-шини
Незважаючи на свій багатий функціонал, візуально КАН-шина виглядає досить примітивно. Всі її складові - це чіп і два дроти. Хоча на самому початку своєї «кар'єри» (80-е роки), для контакту з усіма датчиками, необхідно було більше десятка штекерів. Відбувалося так, тому що кожен окремий провід відповідав за один єдиний сигнал, зараз же їх кількість може досягати сотні. До речі, раз ми вже згадали датчики, розглянемо, що саме контролює наш механізм:
- КПП;
- двигун;
- Система антиблокування;
- Подушка безпеки;
- двірники;
- Панель приладів;
- Гідропідсилювач керма;
- котроллер;
- запалювання;
- Бортовий комп'ютер;
- Мультимедійна система;
- GPS навігація.
Сигналізація з КАН-шиною, як ви самі розумієте також співпрацює дуже тісно. Більше 80% автомобілів на території РФ використовують технологію КАН, причому навіть моделі вітчизняного автопрому!
Крім того, сучасна КАН-шина може не тільки перевіряти обладнання машини, але і навіть усувати деякі збої! А відмінна ізоляція всіх контактів інструменту, дозволяє йому повністю захистити себе від будь-якого роду перешкод!
Принцип роботи КАН-шини
Отже, КАН-шина - це якийсь перевіряється передавач, який здатний відправити інформацію не тільки по двох витих проводках, але і по радіосигналу. Швидкість обміну інформацією може досягати 1 Мбіт / с, при цьому задіяти шину можуть одночасно кілька пристроїв. Крім того, технологія CAN має вузли персональних тактових генераторів, що дозволяє відправляти певні сигнали всім системам автомобіля відразу!
Робочий графік нашого «ватажка», виглядає наступним чином:
- Режим очікування - абсолютно всі системи вимкнені, електроенергія надходить тільки на КАН-мікрочіп, який чекає команди до «Запуску».
- Запуск - CAN активує всі системи при повороті ключа в запаленні.
- активна експлуатація - відбувається обопільний обмін необхідною інформацією, в тому числі діагностичної.
- Режим сну - відразу ж після відключення силового агрегату, КАН-шина миттєво припиняє свою діяльність, всі системи «засипають».
На замітку: технологія CAN використовується не тільки в машинобудуванні, так в системах «Розумний будинок» її використовують досить давно і судячи з відгуків, чіп справляється з поставленими завданнями на ура!
Очевидно, що навіть сьогодні такого важливого агрегату є куди рости, зокрема це відноситься до швидкості передачі даних. Виробники вже зараз роблять деякі кроки в цьому напрямку, так наприклад, особливо тямущі зменшують довжину проводів КАН-шини, що дозволяє збільшити швидкість передачі до 2 Мбіт / с!
Гідності й недоліки
На завершення цієї публікації, підбиваючи так сказати межу, коротко розглянемо всі плюси і мінуси даної технології. Зрозуміло, почнемо з достоїнств:
- Простий і недорогий монтаж;
- швидкодія;
- Стійкість до перешкод;
- Високий рівень безпеки від злому;
- Величезний асортимент на будь-який гаманець, підібрати потрібну модель можна навіть на «Запорожець»).
Що стосується мінусів, вони теж є, але їх не так вже й багато:
- Чи не стандартизований протокол вищого рівня;
- Практично весь трафік поїдає інформація технічного і службового призначення;
- З кожним роком виділеного обсягу інформації, який передається одночасно стає все менше!
Власне, на цьому все, за старою традицією, додаю відео в тему! У ньому ви дізнаєтеся, як перевірити КАН-шину і чи можна це зробити в домашніх умовах. До нових зустрічей панове!
завдання: Отримати доступ до свідчень штатних датчиків автомобіля без установки додаткових.
Рішення: Зчитування даних з автомобіля.
Коли заходить мова про моніторинг таких параметрів, як швидкість транспортного засобу і витрата паливаа, надійним і відпрацьованим рішенням є установка АвтоТрекер і датчика рівня палива.
Якщо ж необхідний доступ до такої інформації, як обороти двигуна, пробіг, температура охолоджуючої рідини і іншими даними з бортового комп'ютера - це завдання вже більше схожа на творчу.
Здавалося б, що може бути логічніше: якщо в автомобілі вже є всі необхідні датчики, то навіщо встановлювати нові? Практично все сучасні автомобілі (Особливо, якщо мова йде про особистих автомобілях бізнес-класу і дорогої спецтехніки) штатно обладнані датчиками, інформація з яких надходить в бортовий комп'ютер.
Питання полягає тільки в тому, як отримати доступ до цієї інформації. Довгий час це завдання залишалася невирішеною. Але зараз на ринку супутникового моніторингу працює все більше висококваліфікованих інженерів, яким все-таки під силу знайти рішення задачі коректного отримання таких даних, як:
- оберти двигуна;
- рівень палива в баку;
- пробіг автомобіля;
- температура охолоджуючої рідини двигуна ТЗ;
- і т.д.
Рішення, про яке ми будемо говорити в даній статті, складається в зчитуванні даних з CAN-шини автомобіля.
. Що таке ?
CAN (англ. Controller Area Network - мережа контролерів) - популярний стандарт промислового мережі, орієнтований на об'єднання в єдину мережу різних виконавчих пристроїв і датчиків, широко використовуваний в автомобільній автоматиці. На сьогоднішній день практично всі сучасні автомобілі оснащені так званої цифрової проводкою - автомобільної CAN-шиною.
. Звідки з'явилася задача зчитування даних з CAN-шини?
Завдання зчитування даних з CAN-шини з'явилася як наслідок завдання оптимізації витрат на експлуатацію автотранспорту.
Відповідно до типових запитами замовників, автомобілі і спецтехніка оснащуються системою супутникового ГЛОНАСС або GPS моніторингу і системою контролю обороту палива (на базі заглибних або ультразвукових датчиків рівня палива).
Але практика показала, що замовники все частіше цікавляться більш економічними способами отримання даних, а також такими, які не вимагали б серйозного втручання в конструкцію, а також електрику автомобіля.
Саме таким рішенням стало отримання інформації з CAN-шини. Адже воно має цілий ряд переваг:
1. Економія на додаткових пристроях
Не потрібно нести значних витрат на придбання і установку різних датчиків і пристроїв.
2. Збереження гарантії на автомобіль
Виявлення виробником стороннього втручання в конструкцію або електрику автомобіля загрожує практично гарантованим зняттям транспортного засобу з гарантії. А це явно не входить в сферу інтересів автовласників.
3. Отримання доступу до інформації з штатно встановлених електронних пристроїв і датчиків.
Залежно від електронної системи в автомобілі може бути штатно реалізований певний набір функцій. До всіх цих функцій, теоретично, ми можемо отримати доступ через CAN-шину. Це може бути пробіг, рівень палива в бензобаку, датчики відкриття / закриття дверей, температура за бортом і в салоні, обороти двигуна, швидкість руху, і т.д.
Технічні фахівці компанії скайсами вибрали для тестування даного рішення прилад. Він має вбудований дешифратор FMS і може зчитувати інформацію безпосередньо з CAN-шини автомобіля.
. Які переваги та недоліки тягне за собою рішення зі зчитуванням даних з CAN-шини?
переваги:
Можливість роботи в режимі жорсткого реального часу.
. Простота реалізації і мінімальні витрати на використання.
. Висока стійкість до перешкод.
. Надійний контроль помилок передачі і прийому.
. Широкий діапазон швидкостей роботи.
. Великого поширення технології, наявність широкого асортименту продуктів від різних постачальників.
недоліки:
Максимальна довжина мережі обернено пропорційна швидкості передачі.
. Великий розмір службових даних в пакеті (по відношенню до корисних даними).
. Відсутність єдиного загальноприйнятого стандарту на протокол високого рівня.
Стандарт мережі надає широкі можливості для практично безпомилкової передачі даних між вузлами, залишаючи розробникові можливість вкласти в цей стандарт все, що туди зможе поміститися. В цьому відношенні CAN-шина подібна простому електричний дріт. Туди можна «запхати» будь-який потік інформації, який зможе витримати пропускна здатність шини.
Відомі приклади передачі звуку і зображення по шині CAN. Відомий випадок створення системи аварійного зв'язку вздовж автодороги довжиною кілька десятків кілометрів (Німеччина). (У першому випадку потрібна була велика швидкість передачі і невелика довжина лінії, в другому випадку - навпаки).
Виробники, як правило, не афішують, як саме вони використовують корисні байти в пакеті. Тому FMS прилад не завжди може розшифрувати дані, які «віддає» CAN-шина. Крім того, не всі марки автомобілів мають CAN-шину. І навіть не всі автомобілі однієї марки і моделі можуть видавати однакову інформацію.
Приклад реалізації рішення:
Не так давно компанією скайсами спільно з партнером був реалізований великий проект з моніторингу автотранспорту. У парку були різні вантажні автомобілі іноземного виробництва. Зокрема, вантажні автомобілі Scania p340.
Для того, щоб проаналізувати процес отримання даних з CAN-шини ми, по солгасованію з замовником, провели відповідні дослідження на трьох автомобілях Scania p340: один 2008 року випуску, другий початку 2009 і третій кінця 2009 року.
Результати виявилися наступними:
- з першого дані отримані так і не були;
- з другого був отриманий тільки пробіг;
- з третього були отримані всі дані, що цікавлять (рівень палива, температура охолоджуючої рідини, обороти двигуна, загальна витрата, загальний пробіг).
На малюнку відображено фрагмент повідомлення з інформаційної системи Wialon, де:
Fuel_level - рівень палива в баку в%;
Temp_aqua - Температура охолоджуючої рідини в градусах Цельсія;
Taho - Дані з тахометра (об / хв).
Регламент реалізації рішення був наступний:
1. Навігаційний прилад Galileo ГЛОНАСС / GPS був підключений до CAN-шині вантажівок.
Дана модель АвтоТрекер була обрана через оптимального поєднання функціоналу, надійності і вартості. Крім того, вона підтримує FMS (Fuel Monitoring System) - систему, яка дозволяє реєструвати і контролювати основні параметри використання транспортного засобу, тобто підходить для підключення до CAN-шині.
Схему підключення до CAN-шині з боку приладу Galileo можна знайти в керівництві користувача. Для підключення з боку автомобіля необхідно, в першу чергу, знайти звиту пару проводів, яка підходить до діагностичного роз'єму. Діагностичний роз'єм завжди в доступності і розташовується поблизу від рульової колонки. У 16 контактному роз'ємі за стандартом OBD II це 6-CAN high, 14-CAN low. Зверніть увагу, що у проводів High напруга приблизно 2,6-2,7В, у проводів Low воно, як правило на 0,2 В менше.
_________________________________________________________________________
Ще одним унікальним рішенням, яке було використано для зняття даних з CAN-шини, став безконтактний зчитувач даних CAN Crocodile (виробництво СП Технотон, м.Мінськ). Він відмінно підходить для роботи з приладами Galileo.
Переваги технології CAN Crocodile:
CAN Crocodile дозволяє отримувати дані про роботу автомобіля з шини CAN без втручання в цілісність самої шини.
Зчитування даних відбувається без механічного та електричного контакту з проводами.
CAN Crocodile застосовується для підключення до шини CAN систем GPS / ГЛОНАСС моніторингу, які отримують інформацію про режими роботи двигуна, стан датчиків, наявності несправностей і т.д.
CAN Crocodile чи не порушує ізоляцію проводів CAN і "слухає" обмін по шині за допомогою спеціального бездротового приймача.
Застосування CAN Crocodile абсолютно безпечно для автомобіля, непомітно для роботи бортового комп'ютера, діагностичного сканера і інших електронних систем. Особливо актуально застосування CAN Crocodile для гарантійних автомобілів, в яких підключення будь-яких електронних пристроїв до шини CAN часто є приводом для зняття з гарантії.
2. Якщо дроти виявлено та ідентифіковано вірно, можна приступати до запуску CAN-сканера в приладі Galileo.
3. Вибирається стандарт FMS, швидкість для більшості автомобілів 250 000.
4. Запускається сканування.
5. Після закінчення сканування відбувається перехід на головну сторінку конфігуратора. Якщо сканування завершено успішно, ми отримуємо доступ до розшифрованих даними.
6. Якщо нічого, крім «end scan» Ви не побачили, тут є кілька варіантів. Або було неправильно здійснено підключення, або автомобіль з якихось причин не видає дані, або приладу невідомий шифр даної CAN-шини. Як вже було сказано, таке трапляється досить часто, оскільки поки що не існує єдиного стандарту для передачі даних і їх обробки по CAN. На жаль, як показує практика, отримати повні дані з CAN-шини не завжди вдається.
Але є ще один момент, який важливо торкнутися.
Найчастіше основною метою клієнтів є контроль рівня і витрати палива.
Навіть якщо дані зі штатних датчиків будуть успішно отримані з CAN-шини, яка їхня практична цінність?
Справа в тому, що основне призначення штатних датчиків рівня палива - дати оцінку з тим ступенем точності, яка здається правильною виробнику ТС. Ця точність не може бути ставніма з точністю, яку дає погружной датчик рівня палива (ДРП) виробництва Омникомм або, наприклад, Технотон.
Одна з головних завдань, яке вирішує штатний ДУТ, це щоб паливо раптово не закінчилося, і водій розумів загальну ситуацію з рівнем палива в баку. Від простого за своїм устроєм штатного поплавкового датчика складно очікувати великої точності. Крім того, бувають випадки, коли штатний датчик спотворює дані (наприклад, коли транспорт розташовується на схилі).
висновки
По ряду вищезгаданих причин, ми рекомендуємо не покладатися полносьтю на свідчення штатних датчиків рівня палива, а розглядати кожну ситуацію індивідуально. Як правило, відповідне рішення може бути знайдено тільки спільно з технічними фахівцями. У різних виробників ТС різна точність показань. У всіх замовників також різні завдання. І тільки під конкретне завдання доцільно підбирати засоби вирішення. Кому-то цілком підійде рішення з отриманням даних з CAN-шини, так як воно в рази дешевше і не вимагає ніяких змін паливної системи ТС. А ось замовникам з високими вимогами по точності розумно розглядати варіант з занурювальним дутому.
