Расшифровка can шины автомобиля
Расшифровка КАН шины автомобиля.
Когда я занялся данной темой я не смог найти информацию, которая мне бы в этом помогла.
Поэтому свои наработки выложу на всеобщее изучение.
Другим будет с чего начать.
Я не претендую на однозначность метода.
1. Первое с чего стоит начать работу это создание файла логирования КАН шины своего автомобиля. Но эта тема выходит за рамки статьи. Начнём с того, что он у меня уже есть.
Данные в шине сформированы в пакеты. Пакет имеет ID. ID это подпись агрегата, который данный пакет формирует. По нему принимающий агрегат его распознает и использует данные из него в своих интересах. Пакет имеет максимальную длину в 8 байт, но если последующие байты не нужны пакет может быть и короче.
Для примера строка с ID 1549 передается BSM (блоком управления кузовом) в M&A (приборную панель) информация в ней 8 байт, говорит о состоянии вкл/выкл всего света автомобиля и закрыты/открыты двери, багажник. Принимая эти данные приборная панель отображает их вам на своих экранах. Пакет передается с частотой 10 раз в секунду.
А вот дальше происходит анализ данных глазами.
Данные в шине разделяются мной на параметры (которые имеют 1-2-3-4 байта, байты состояния и костанты )
— Параметр, передает цифровое значение параметра (скорость, температура охлаждающей жидкости). Значения данные в таких параметрах изменяются плавно и имеют вид хорошо понятных графиков.
После распознавания параметра (для примера обороты двигателя) подбирается коэф соответствия (в моем случаи были 1/10 и 1/100, которые привязывают данный параметр в реальным измерениям).
— Байты состояний, в них каждый бит отвечает за состояние параметра да/нет. Графики таких байтов выглядят как прыгающие резко без переходных состояний уровни. Данный вид информации удобно расшифровывать в реальном масштабе времени сидя в машине. На монитор выводится состояние только этого пакета и изменяя состояние машины записываются показания данных байтов на бумажку. После расшифровки значения заносятся в шапку.
— константы. Это параметры которые за отслеживаемое время не менялись. Тут не надо расслабляться. В данных байтах может содержаться информация об агрегатах которые в отслеживаемое время не использовались, но может быть и постоянная величина.
Результаты:
ID 002
угол поворота руля.
ID 354
Скорость автомобиля
ID 60D
состояние автомобиля
а теперь со всеми этими данными будем делать адаптивное освещение.
Комментарии 31
Отличная работа. Спасибо. Не чего не понятно )) нужно заваривать чаёк и изучать )
Огромное спасибо! Очень познавательно!
Здравствуйте!
Pid «напряжение АКБ» для хундай не подскажите? Вы ведь всё это на нынешнем авто проделывали.
Про Canny интересно было прочитать, сам использую obd адаптер и ардуину для контроля температуры оглаждающей жидкости.
Добрый,
Мой авто тиана. Хендай тестя. Был только файл его кана могу поискать.
Спасибо! Полезная инфа. А подскажите, как правильно рассчитать, допустим, точную скорость на момент времени?!
Обычно коэфициент 10 или 100. Можно вывести на дисплей и откалибровать по gps.
Пасиб, брат. Интересно, а мою VAN шину твой канснифер осилит…
Если у тебя есть OBD разьем то можно попробовать. В целом снифер просто беспроблемный, делает лог без попусков. Другие иногда не успевают записывать все сообщения и часть пропускают.
Хотел сделать подсветку поворотов на крете с помощью ардуино, но после прочтения ваших статей видимо буду делать на canny 5 nano) Но есть несколько вопросов к вам, как прошедшему через всё это.
1. Сложно ли отследить данные о повороте руля и текущей скорости? Ролик посмотрел на сайте canny, все изменяемые данные подсвечиваются, это хорошо, но не понятно группируются ли строки по ID устройства или просто кидает в лог каждое состояние отдельной строкой? И вообще может ли canny 5 nano логировать шину или только 7ой? Или ID устройств можно узнать в реальном времени, без логирования?
2. Получилось ли у вас доделать адаптивное освещение (записи в блоге не нашел)? Как я понимаю у вас примерно такой же как и у меня алгоритм для этого: на скоростях до определённого лимита при повороте руля включается подсветка нужной стороны? Или какой-то другой алгоритм? Можете его описать парой слов?
3. В этой статье в алгоритме контроля положения руля в условиях значения Y это угол поворота руля? В каком виде только не понятно, на 16СС не похоже…
4. Для чего использовался контроль состояния кузова?
5. По алгоритму плавного гашения не совсем понял. Плавное гашение боковой подсветки (при чём вижу только для левой подсветки алгоритм в 1ой сверху группе блоков, для правой видимо в 3ей группе блоков)? Зачем тогда при включенных габаритах на скорости от 1 до 20 выдавать сигнал старт и для чего он? Пока писал это всё до меня похоже дошло: выдача сигнала старт на скорости от 1 до 20 и при включенных габаритах означает то, что весь этот алгоритм работает только на этих скоростях и с включенными габаритами?
6. Можно ли получить файл прошивки с полным алгоритмом чтобы осмотреть всю картину целиком?
7. Зачем пьезоизлучатель? Для сигнала о том что подсветка включена? Она же автоматически включается/отключается, зачем тогда это вроде как лишнее напоминание?
8. Как я понимаю распиновка диагностического разъёма у всех производителей разная?
Извиняюсь за такой шквал вопросов, но тема очень заинтересовала)
Ох эти три буквы… Спокойно, всё пристойно, я про CAN.
CAN шина, что же это такое? Много информации читал, но нихрена не понимал. А тут вот нашлось простое и доходчивое объяснение, которое поймёт и ребёнок. А может и не поймет…
В CAN сети все ЭБУ подключены к шине параллельно. Обмен данными производится короткими пакетами — сообщениями.
CAN сообщение
Каждое сообщение содержит идентификатор, который в сети является уникальным (например, «Температура двигателя 100 град» или «Скорость автомобиля 50 км/ч»). При передаче, все ЭБУ в сети получают сообщение и каждый из них проверяет идентификатор. Если сообщение имеет отношение к данному ЭБУ, то оно обрабатывается, в противном случае – игнорируется. Идентификатор может быть длиной 11 бит или 29 бит.
Арбитраж
В шине CAN биты 0 и 1 имеют ещё одно название: рецессивный уровень и доминантный уровень, соответственно. Если двумя разными передатчиками будет одновремнно передан рецессивный и доминантный уровни, то доминантный уровень подавит рецессивный. Этим механизмом подавления обеспечивается арбитраж на шине. Каждый передатчик одновремнено считывает то, что он предаёт в шину. Передатчик с более низким приоритетом вынужден отпустить шину, так как чужой доминантный уровень с более высоким приоритетом исказил его предачу. В то же время, пакет с более высоким уровнем остался неизменным. Передатчик, потерявший арбитраж, может повторить попытку через некоторе время.
Физический уровень
В автомобиле может применяться несколько типов шин CAN.
Высокоскоростной CAN (High speed) применяется в основном в сети управления двигателем и управления шасси. Там, где необходима высокая скорость реакции. Скорость обмена по этой шине 500 или 250 кбит/сек.
Схема подключения ЭБУ к высокоскоростной шине CAN
Низкоскоростной CAN (Low speed) применяется в сети управления кузова. Скорость обмена по этой шине, как правило, равняется 125 кбит/сек.
Схема подключения ЭБУ к низкоскоростной шине CAN
Однопроводный CAN (1-wire) Это удешевлённый варинат Low speed CAN, применяется в основном концерном GM. Используется для коммуникации между ЭБУ кузова машины. Работает на скорости 33,3 кбит/сек.
Схема подключения ЭБУ к однопроводной шине CAN
Надёжность
Двухпроводная шина сохраняет свою работоспособность при обрыве или замыкании одного из проводов (для двухпроводной шины).
Фазы работы
Шина CAN используется в автомобилях достаточно давно. Изначально шина CAN использовалась в простых конфигурациях. Например, для надёжной и быстрой связи между ЭБУ мотора и ЭБУ автоматической коробки передач. В этой конфигурации шина использовалась только для передачи данных. В ЭБУ заводилась линия питания и линия от замка зажигания, диагностика производилась по отдельным К-линиям, идущим из каждого ЭБУ.
В более современных автомобилях, по шине CAN передаётся не только управляющая, но и диагностическая информация. Помимо этого, шина CAN стала управлять системой питания ЭБУ. В этой конфигурации все ЭБУ подключены к общему питанию и шине CAN. Замок зажигания является электронным блоком управления и информация о включении зажигания передаётся от него по CAN шине.
Можно выделить четыре основные фазы работы шины:
Спящий режим
В этом режиме все ЭБУ, кроме ЭБУ замка, находятся в выключенном состоянии. На драйвер CAN подается питание. Драйвер так же находится в спящем состоянии. При этом, его энергопотребление составляет около 0,3 мА.
Пробуждение
Когда вставляется ключ зажигания или открывается дверь, замок выдаёт доминантное состояние в шину CAN. Это приводит к пробуждению CAN драйверов в спящих ЭБУ. Драйверы при обнаружении активности на шине включают стабилизаторы питания в своих ЭБУ.
Активный режим
В активном режиме ЭБУ постоянно обмениваются информацией. Энергопотребление каждого предатчика при доминантных уровнях может достигать 80 мА.
Засыпание
В момент выключения зажигания, по шине CAN выдаётся команда на выключение, после чего каждый ЭБУ сам себя обесточивает и преходит в спящий режим.
Примечание:
Для однопроводной шины CAN сигнал пробуждения имеет уровень 12 В, обычный обмен 0-4 В.
Немного отступлю от первоисточника.
Самый главный плюс, это очень высокая помехозащищённость сигнала. В чём прикол? Одновременно идут два дублирующих сигнала, только один высокий, второй низкий. Ловят они помеху. Помеха воздействует одинаково на оба сигнала. А на выходе у нас одинаковый уровень. Два уровня сигнала компенсируют помеху. Наглядно это выглядит вот так:
Вот такие пироги. Наткнулся тут : quantexlab
CAN-технология BOSCH в диагностике автомобилей
CAN Технологии
Применяемая на автомобилях система CAN (Controller_Area_Network) позволяет установить связь между отдельными электронными блоками управления. При эксплуатации автомобиля и при диагностике его агрегатов эта система предоставляет возможность использования новых функций, которые не могут быть возложены на отдельно действующие блоки управления.
Применяемая на автомобилях система CAN позволяет объединить в локальную сеть электронные блоки управления или сложные датчики, как, например, датчик угла поворота рулевого колеса. Обозначение CAN является сокращением от выражения Controller:Area:Network (локальная сеть, связывающая блоки управления). Применение системы CAN на автомобиле дает следующие преимущества:
Обмен данными между блоками управления производится на унифицированной базе. Эту базу называют протоколом. Шина CAN служит как бы магистралью для передачи данных.
Независимо действующие системы, например, система курсовой стабилизации ESP, могут быть реализованы с меньшими затратами.
Упрощается подключение дополнительного оборудования.
Шина данных CAN является открытой системой, к которой могут быть подключены как медные провода, так и стекловолоконные проводники.
Диагностика электронных блоков управления производится посредством кабеля «К».
Диагностика некоторых компонентов оборудования салона автомобиля уже сегодня производится через шину CAN (например, это подушки безопасности и блоки управления в дверях автомобиля). В данном случае речь идет о так называемом виртуальном кабеле «К». В будущем необходимость в кабеле «К» должна отпасть.
Можно проводить одновременную диагностику нескольких блоков управления, входящих в систему.
CAN
Промышленная сеть CAN (Controller Area Network) была создана в конце 80-х годов фирмой Bosch как решение для распределенных систем, работающих в режиме реального времени. Первая реализация CAN применялась в автомобильной электронике, однако сейчас CAN находит применение практически в любых типах машин и промышленных установок, от простейших бытовых приборов до систем управления ускорителями элементарных частиц. В настоящий момент CAN-протокол стандартизован в международном стандарте ISO 11898.
Основные положения стандарта CAN.
В качестве среды передачи в CAN используется дифференциальная линия связи — витая пара, сигналы по которой передаются в дифференциальном режиме.
Для контроля доступа к среде передачи используется метод недеструктивного арбитража.
Данные передаются короткими (максимальная длина поля данных — 8 байт) пакетами, которые защищены контрольной суммой.
В CAN отсутствует явная адресация сообщений. Вместо этого каждый пакет снабжен полем арбитража (идентификатор+RTR-бит), которое задает приоритет сообщения в сети.
CAN имеет исчерпывающую схему контроля ошибок, которая гарантирует повторную передачу пакета, в случае возникновения ошибок передачи/приема сообщения.
В CAN существует способ автоматического устранения узла, являющегося источником ошибочных пакетов в сети.
CAN контроллеры.
Протокол CAN полностью реализован аппаратно — в виде микросхем- CAN контроллеров или в виде стандартного периферийного устройства в составе микросхемы- микроконтроллера. Все производители современных микроконтроллеров по крайней мере в одном из семейств имеют микроконтроллеры со встроенным периферийным одним или несколькими CAN-контроллерами. Таким образом, сегодня, СAN-контроллер является таким же стандартным периферийным устройством как контроллер SPI, I2C или UART.
Что такое CAN-шина
Для повышения надежности в CAN-шине используется принцип дифференциальной передачи данных, требующий двух проводов, CAN-High (CAN-H) высокий и CAN-Low (CAN-L) низкий уровень напряжения.
Рецессивные и доминантные биты
Для повышения надежности в CAN-шине используется принцип дифференциальной передачи данных, требующий двух проводов, CAN-High (CAN-H) высокий и CAN-Low (CAN-L) низкий уровень напряжения.
Как это исполнено физически
Физически CAN-шина – система из специального кабеля с разветвителями для подключения электронных блоков и конечных устройств-терминаторов (резисторов).
Витая пара
Чаще всего шина CAN – скрученные (витые) пары проводов (по 30 витков на один погонный метр) с разветвителями для подключения ЭБУ (ECU) и конечными резисторами-терминаторами с номинальным сопротивлением 120 Ом на концах шины.
Сколько CAN-шин может быть на ТС
На ТС экологического уровня Евро-3 и выше может быть от 1 до 6 и более шин CAN, которые могут обозначаться как M-CAN, T-CAN, I-CAN, H-CAN, A-CAN, EBS-CAN и т.д.
Как найти CAN-шину
Признаками шины М-CAN и Т-CAN могут быть, например:
• наличие диагностического разъема OBD II;
• цвет и сечение проводов витых пар;
• связь витых пар с контактами в разъемах OBD II и ЭБУ.
Диагностический разъём OBD II и его распиновка
На большинстве ТС после 2003 года используется диагностический разъем OBD II или DLC (Diagnostic Link Connector), который находится под панелью приборов.
Как будем искать CAN-шину
С помощью мультиметра можно проверить любую витую пару проводов, чтобы убедиться в следующем:
1. Является ли проверяемая витая пара вообще CAN-шиной? (Проверка импеданса);
2. Если витая пара является CAN-шиной, то передаются ли в ней какие–либо сообщения? Проверка работоспособности);
3. Находится ли CAN-шина в работоспособном состоянии и какая из линий шины является CAN-L, а какая – CAN-H?
Внимание! Неосторожное обращение с включенной
CAN-шиной может привести к фиксации в ней ошибок!
Проверка импеданса
Проверка импеданса (полного сопротивления)
ВНИМАНИЕ!
Проверка должна производиться при полностью выключенном питании бортовой сети (выключенной массе).
Контрольное значение должно быть в пределах 60 Ом.
Проверка работоспособности CAN-шины
Находится ли CAN-шина в рабочем состоянии?
ВНИМАНИЕ! Проверка производится при включенном замке зажигания, работающем двигателе, нажатии и отпускании педали подачи топлива между проводами витой пары.
Контрольное значение напряжения должно быть в пределах 1,2-3,0 В.
Определение CAN-H и CAN-L
Какой из проводов является CAN-H, а какой CAN-L?
ВНИМАНИЕ! Проверка производится в состоянии рецессии (при включенном главном выключателе АКБ (кнопке массы), замок зажигания выключен!) и в доминантном состоянии (при включенном замке зажигания в положение «Приборы», при работающем и не работающем двигателе).
Проверка с помощью осциллографа
Учитывая возможные отклонения уровня напряжения от номинальных значений, состояние рецессии можно определить только с помощью осциллографа.
Цвет оболочки и цветовая маркировка проводов
CAN-шина. Что можно увидеть?
В зависимости от того, какую информацию заложил в CAN-шину производитель, могут распознавать:
Способы подключения:
Контактный способ:
Достоинства:
• просто и дешево;
• можно работать на считывание и передачу.
Недостатки:
• может оказывать мешающее влияние на CAN-шину; проблемы с возникновением и фиксацией ошибок;
• Проблемы с гарантией на ТС.
Безконтактный способ (CANCrocodile):
Достоинства:
• не оказывает мешающего воздействия на CAN-шину.
Недостатки:
• можно работать только на считывание.
Бесконтактныe считыватели Crocodile
CAN Crocodile – устройство для бесконтактного считывания данных с CAN-шины автомобиля. CAN Crocodile применяется для подключения к шине CAN систем GPS/ГЛОНАСС мониторинга, которые получают информацию о режимах работы двигателя, состоянии датчиков, уровне топлива, наличии неисправностей и т.д. CAN Crocodile не нарушает изоляцию проводов CAN и «слушает» обмен по шине с помощью специального беспроводного приемника. Применение CAN Crocodile абсолютно безопасно для автомобиля (!), незаметно для работы бортового компьютера, диагностического сканера и других электронных систем. Особенно актуально применение CAN Crocodile для гарантийных автомобилей, в которых подключение каких-либо электронных устройств к шине CAN часто служит поводом для снятия с гарантии.
Бесконтактным способом – без нарушения изоляционной оболочки проводов и электрического контакта.
Не нарушает изоляцию;
Не влияет на работу CAN-шины;
Не занимает диагностический разъём
Расшифровка данных в CAN шине
При запуске программы на телефоне появляется окно выбора bluetooth устройства. При нажатии на кнопку «Scan» производится поиск устройств. Зеленым цветом выделяются устройства уже сопряженные с нашим телефоном. У устройств с профилем «SerialPort» появляется иконка последовательного порта — с таким устройством можно соединиться нажав кнопку «Connect».
Функции сопряжения у приложения нет, поэтому соединение устройств необходимо предварительно сделать средствами android/linux.
Qt поддерживает bluetooth стек только начиная с windows 10, поэтому в windows необходимо подключиться к адаптеру средствами ОС и далее открыть последовательный порт связанный с адаптером.
После подключения к устройству появляется окно с несколькими вкладками.
В основной вкладке программы находится таблица с принятыми CAN сообщениями, сгруппированными по CAN ID. В столбцах таблицы расположены: CAN ID, период посылки и 8 байт данных CAN посылки. В строках таблицы находятся последние данные из CAN сообщений с уникальным CAN ID. Синим цветом подсвечиваются изменения в байтах CAN посылки в течении 2 секунд.
При приеме данные сохраняются в памяти, а затем могут быть сохранены в CSV файл, при нажатии кнопки «Save».
В статусной строке отображается режим работы адаптера, версия ПО и скорость в CAN шине.
Во вкладке передачи можно настроить посылку произвольных CAN сообщений в CAN шину.
Данные отправляются с периодом 100мс, тип отправляемых данных зависит от выбранного режима:
— из CSV файла, например это могут быть ранее сохраненные данные.
— произвольная CAN посылка
— obd2 PID запросы
Во вкладке обновления можно произвести обновление прошивки адаптера.
Для обновления прошивки необходимо выполнить определенную последовательность действий:
1) Перегрузить адаптер в режим загрузчика, нажав на кнопку «Reset»
2) Очистить содержимое flash памяти STM32, нажав на кнопку «Erase»
3) Выбрать файл прошивки, нажав на кнопку «Open»
4) Запустить процесс перепрошивки нажав на кнопку «Run»
5) Перегрузить адаптер в режим приложения, нажав на кнопку «Reset»
В окне с отладочными сообщениями отображаются различные отладочные данные от адаптера.
В этой программе можно найти связь данных из CAN посылок с известными параметрами автомобиля: скорость, обороты и т.д. Для этого при сборе данных включаем периодическую отправку OBD2 PID запросов. Тем самым в накопленных данных будут как «сырые» данные от автомобиля, так и ответы на OBD2 PID запросы. С форматом CAN OBD2 PID посылок можно ознакомиться на википедии:Формат OBD2 PID CAN посылок. Если вкратце, то в OBD2 PID CAN ответе 2-й байт это PID, а 3-й и 4-й байт данные.
В программе первым делом необходимо открыть CSV файл с данными, затем включить отображение канала с помощью переключателя «Enable». Затем выбрать поток данных от интересующего нас CAN ID с помощью селектора «Id». С помощью селектора «Type» происходит приведение типов. С помощью селектора «Offset» выбирается нужный байт данных из CAN посылки. С помощью полей «Mul» и «Add» можно сделать дополнительные арифметические преобразования.
И перебирая потоки данных с неизвестными CAN ID находим точное соответствие данных.
Так на изображении ниже:
— на первом канале отображаются обороты двигателя из PID ответов(2-й байт 0xc, 3-й и 4-й байты обороты).
— на втором канале отображаются обороты двигателя из «сырых» данных автомобиля.
— на третьем канале отображается скорость автомобиля из PID ответов(2-й байт 0xd, 3-й байт — скорость).
— на четвертом канале отображается скорость автомобиля из «сырых» данных автомобиля.
С помощью этой программы были найдены следующие параметры для hyundai solaris at 2013.
0x316 — x x low high x x x x — rpm
0x0a0 — x x low high x x x x — rpm
0x440 — x x speed x x x x x — speed
0x0a0 — x x x speed x x x x — speed
0x316 — x x x x x x speed x — speed
0x43f — x sel x x x x x x — selector
0x0a0 — x temp x x x x x x — coliant temp
0x0a1 — x x x x map x x x — map
0x43f — x x x temp x x x x — air temp
0x0a0 — x x x x x tp x x — throttle position