《道路車輛 基于控制器局域網的診斷通信 第2部分：傳輸層協(xié)議和網絡層服務gbt 39851.2-2021》詳細解讀

《道路車輛基于控制器局域網的診斷通信第2部分：傳輸層協(xié)議和網絡層服務gb/t39851.2-2021》詳細解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術語、定義和縮略語4約定5概述6CAN數(shù)據(jù)鏈路層擴展7網絡層概述contents目錄8網絡層服務9傳輸層協(xié)議10數(shù)據(jù)鏈路層的使用附錄A(規(guī)范性附錄)根據(jù)SAEJ1939使用數(shù)據(jù)鏈路層的常規(guī)固定尋址和混合尋址附錄B(規(guī)范性附錄)預留的CANID參考文獻011范圍詳細說明了控制器局域網（CAN）在道路車輛診斷通信中的傳輸層協(xié)議。傳輸層協(xié)議規(guī)定闡述了在網絡層提供的服務，確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸。網絡層服務定義規(guī)定了基于CAN的診斷通信的具體要求和參數(shù)設置。通信要求和參數(shù)標準涵蓋內容010203本標準適用于在道路上行駛，至少有兩個車輪，且最大設計車速超過每小時6公里的機動車及其掛車。道路機動車輛針對使用CAN作為通信協(xié)議的車輛診斷系統(tǒng)?？刂破骶钟蚓W應用適用性物理層和數(shù)據(jù)鏈路層本標準不涉及CAN的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的具體實現(xiàn)細節(jié)。其他通信協(xié)議不涵蓋除CAN以外的其他車輛通信協(xié)議。不包含內容022規(guī)范性引用文件定義傳輸層安全協(xié)議是為互聯(lián)網通信提供安全及數(shù)據(jù)完整性保障的協(xié)議。起源與發(fā)展由網景公司推出，后經IETF標準化，成為保障網絡通信安全的重要協(xié)議。應用在道路車輛診斷通信中，確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性和完整性。傳輸層安全協(xié)議道路機動車輛定義定義道路機動車輛指在道路上行駛的，至少有兩個車輪，且最大設計車速超過每小時6公里的各類機動車及其掛車。分類特點包括汽車、摩托車、貨車等各類機動車輛。具有高速行駛能力，是道路交通的主要參與者。本部分規(guī)定了基于控制器局域網的診斷通信的傳輸層協(xié)議和網絡層服務。標準內容確保道路車輛診斷通信的標準化和規(guī)范化，提高通信的可靠性和安全性。引用目的對推動汽車行業(yè)智能化、網聯(lián)化發(fā)展具有重要作用。實施意義GB/T39851.2-2021標準引用033術語、定義和縮略語CANControllerAreaNetwork，控制器局域網，一種車輛通信系統(tǒng)協(xié)議。診斷通信在車輛系統(tǒng)中，用于檢測、報告和管理車輛各電控單元狀態(tài)的信息交換過程。傳輸層協(xié)議在計算機網絡中，負責數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議層，確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸。網絡層服務在計算機網絡中，提供網絡路由選擇、數(shù)據(jù)包分片與重組等服務的協(xié)議層。術語和定義縮略語ECMEngineControlModule，發(fā)動機控制模塊。TCMTransmissionControlModule，變速箱控制模塊。ABSAnti-lockBrakingSystem，防抱死剎車系統(tǒng)。EPSElectronicPowerSteering，電動助力轉向系統(tǒng)。044約定4.1術語和定義控制器局域網絡（CAN）由德國Bosch公司為汽車監(jiān)測和控制而設計的控制器局域網絡，已成為國際標準化組織的ISO11898標準。診斷通信在道路機動車輛中，用于監(jiān)測、診斷和故障排除的數(shù)據(jù)通信方式。道路機動車輛指在道路上行駛的，至少有兩個車輪，且最大設計車速超過每小時6公里的各類機動車及其掛車。0302014.2符號和縮略語CANControllerAreaNetwork，控制器局域網絡。ECUElectronicControlUnit，電子控制單元。ISOInternationalOrganizationforStandardization，國際標準化組織。SAESocietyofAutomotiveEngineers，美國汽車工程師學會。4.3前提條件本標準的應用需要車輛具備控制器局域網絡（CAN）通信功能。01車輛應支持診斷通信協(xié)議，以實現(xiàn)與外部診斷設備的交互。02車輛電子控制單元（ECU）應具備相應的診斷功能，能夠響應外部診斷請求并提供相關數(shù)據(jù)。03本標準中所述的診斷通信協(xié)議應遵循ISO14229和ISO15765系列標準的規(guī)定。4.4約定事項在進行診斷通信時，應確保通信的安全性和可靠性，防止未經授權的訪問和數(shù)據(jù)泄露。車輛制造商應提供必要的診斷信息和支持，以便維修技術人員能夠準確地進行故障診斷和排除。055概述傳輸層協(xié)議范圍本標準規(guī)定了基于控制器局域網的診斷通信中傳輸層協(xié)議的要求，包括數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴㈨樞蛐院土髁靠刂频?。應用領域本標準適用于道路車輛內部各電子控制單元之間的診斷通信，以及車輛與外部診斷設備之間的通信。5.1范圍和應用領域引用標準本標準引用了相關的國際標準和國內標準，如ISO11898系列標準、GB/TXXXX系列標準等，以確保與其他標準的協(xié)調性和一致性。引用文件的作用5.2規(guī)范性引用文件這些引用文件為本標準的制定提供了技術依據(jù)和支持，同時也為讀者提供了進一步了解相關技術的途徑。0102VS本部分對標準中使用的專業(yè)術語進行了解釋，如“控制器局域網”、“診斷通信”、“傳輸層協(xié)議”等，以幫助讀者更好地理解標準內容。定義的作用明確的術語定義有助于避免歧義和誤解，提高標準的可讀性和可操作性。術語解釋5.3術語和定義縮略語列表本部分列出了標準中使用的縮略語及其對應的英文全稱和中文解釋，如“CAN”（ControllerAreaNetwork，控制器局域網）等。縮略語的作用使用縮略語可以簡化標準中的表述，提高文本的簡潔性和易讀性。同時，列出縮略語及其解釋也有助于讀者更好地理解標準內容。5.4縮略語066CAN數(shù)據(jù)鏈路層擴展擴展幀標識符在CAN幀中，IDE（IdentifierExtensionBit）位用于區(qū)分標準幀和擴展幀。在擴展幀中，IDE位被設置為隱性（recessive）。IDE位SRR位SRR（SubstituteRemoteRequestBit）是擴展幀中的替代遠程請求位。在擴展幀中，SRR位始終為隱性，而在標準幀中，這個位被用作遠程幀的請求位。擴展幀格式使用29位標識符，相比標準幀的11位，提供了更多的標識符組合，支持更多的節(jié)點和消息。6.1擴展幀格式數(shù)據(jù)長度代碼DLC（DataLengthCode）表示數(shù)據(jù)幀中數(shù)據(jù)字段的長度。在擴展幀中，DLC的范圍和解釋與標準幀相同。數(shù)據(jù)字段數(shù)據(jù)字段包含要傳輸?shù)膶嶋H數(shù)據(jù)。在CAN通信中，數(shù)據(jù)以字節(jié)為單位進行傳輸，每個字節(jié)包含8位。遠程幀遠程幀用于請求發(fā)送具有相同標識符的數(shù)據(jù)幀。在擴展幀格式中，遠程幀的標識符與數(shù)據(jù)幀的標識符具有相同的長度和格式。6.2數(shù)據(jù)傳輸和接收010203CRC校驗CRC（CyclicRedundancyCheck）校驗用于檢測數(shù)據(jù)傳輸過程中的錯誤。在CAN通信中，CRC校驗碼由發(fā)送節(jié)點計算并添加到數(shù)據(jù)幀中，接收節(jié)點接收到數(shù)據(jù)后重新計算CRC并與接收到的CRC進行比較，以檢測數(shù)據(jù)傳輸是否正確。錯誤幀當節(jié)點檢測到錯誤時，它會發(fā)送一個錯誤幀來指示錯誤的發(fā)生。其他節(jié)點在接收到錯誤幀后會采取相應的措施，如丟棄當前幀或進入錯誤被動模式。錯誤計數(shù)和狀態(tài)每個CAN節(jié)點都維護兩個錯誤計數(shù)器（接收錯誤計數(shù)器和發(fā)送錯誤計數(shù)器）來跟蹤其錯誤狀態(tài)。根據(jù)這些計數(shù)器的值，節(jié)點可能處于錯誤主動模式、錯誤被動模式或總線關閉狀態(tài)。6.3錯誤檢測和處理位時間位時間是指傳輸一位數(shù)據(jù)所需的時間。它由多個時間段組成，包括同步段、傳播時間段、相位緩沖段1和相位緩沖段2。同步CAN總線上的節(jié)點通過硬同步和重同步機制來保持同步。硬同步發(fā)生在幀開始的邊緣，而重同步則用于在傳輸過程中調整時鐘偏差。6.4位定時和同步077網絡層概述7.1網絡層定義網絡層功能通過網絡層，數(shù)據(jù)可以在不同的設備之間進行傳輸，實現(xiàn)信息的共享和交互。網絡層位置在物聯(lián)網三層結構中，網絡層位于第二層，負責信息的傳輸。網絡層是連接感知層和應用層的重要橋梁，確保數(shù)據(jù)的順暢傳輸。數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉屑~隨著物聯(lián)網設備數(shù)量的增加，網絡層需要具備處理大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰?。支持大?guī)模數(shù)據(jù)傳輸7.2網絡層的重要性通信技術網絡層采用多種通信技術，如有線通信、無線通信等，以滿足不同場景的需求。數(shù)據(jù)傳輸效率網絡層通過優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸路徑和協(xié)議，提高數(shù)據(jù)傳輸效率，降低傳輸延遲。7.3網絡層的技術特點為確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，網絡層采用數(shù)據(jù)加密技術，防止數(shù)據(jù)在傳輸過程中被竊取或篡改。數(shù)據(jù)加密網絡層實施嚴格的訪問控制策略，確保只有授權的設備可以接入網絡并訪問數(shù)據(jù)。訪問控制7.4網絡層的安全性088網絡層服務網絡層功能在控制器局域網絡中，網絡層負責數(shù)據(jù)的路由和轉發(fā)，確保數(shù)據(jù)能夠準確、高效地從一個節(jié)點傳輸?shù)搅硪粋€節(jié)點。018.1網絡層服務概述服務類型網絡層提供無連接和面向連接的服務，以滿足不同應用場景的需求。028.2網絡層協(xié)議協(xié)議內容網絡層協(xié)議定義了數(shù)據(jù)包的格式、尋址方式、路由選擇等關鍵要素，確保數(shù)據(jù)能夠在網絡中正確傳輸。協(xié)議特點網絡層協(xié)議具有高效、可靠、靈活等特點，能夠適應復雜的網絡環(huán)境和多變的傳輸需求。原語類型網絡層服務通過一系列原語（如請求、指示、響應和確認）來實現(xiàn)節(jié)點之間的交互和通信。原語作用這些原語定義了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母鱾€環(huán)節(jié)，包括建立連接、數(shù)據(jù)傳輸、斷開連接等，確保通信過程的順利進行。8.3網絡層服務原語8.4網絡層服務與傳輸層協(xié)議的關聯(lián)傳輸層協(xié)議為網絡層服務提供數(shù)據(jù)封裝、解封裝、流量控制等功能支持，確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸。協(xié)議支持網絡層服務與傳輸層協(xié)議之間通過明確定義的接口進行交互，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的透明傳輸。服務接口099傳輸層協(xié)議功能傳輸層在OSI七層網絡模型中負責數(shù)據(jù)的可靠傳輸，確保數(shù)據(jù)從發(fā)送端傳輸?shù)浇邮斩?。服務提供端到端的通信服務，處理?shù)據(jù)傳輸過程中的差錯控制和流量控制。9.1傳輸層功能和服務傳輸層協(xié)議主要包括TCP（傳輸控制協(xié)議）和UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）。協(xié)議類型提供可靠的、面向連接的、基于字節(jié)流的傳輸服務。TCP特性提供無連接的、不可靠的、基于數(shù)據(jù)報的傳輸服務。UDP特性9.2傳輸層協(xié)議概述9.3傳輸層在車載網絡中的應用傳輸層協(xié)議在車載診斷通信中發(fā)揮著重要作用，確保診斷數(shù)據(jù)的準確傳輸。診斷通信在車載網絡中，傳輸層協(xié)議通常與CAN總線技術結合使用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸。CAN總線傳輸VS隨著車載網絡的智能化發(fā)展，傳輸層協(xié)議將不斷優(yōu)化，以適應更高的數(shù)據(jù)傳輸需求和更復雜的車載網絡環(huán)境。安全性和可靠性提升未來傳輸層協(xié)議將更加注重數(shù)據(jù)的安全性和可靠性，采用更先進的加密技術和差錯控制機制。智能化發(fā)展9.4傳輸層協(xié)議的發(fā)展趨勢1010數(shù)據(jù)鏈路層的使用幀同步確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中保持同步，防止數(shù)據(jù)丟失或錯位。差錯控制通過檢錯和糾錯機制，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性。流量控制控制數(shù)據(jù)發(fā)送速率，防止因發(fā)送過快而導致的數(shù)據(jù)丟失或損壞。10.1數(shù)據(jù)鏈路層功能MAC子層協(xié)議負責處理與媒體接入相關的功能，如幀的封裝和解封裝、差錯控制等。LLC子層協(xié)議10.2數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議負責在數(shù)據(jù)鏈路層上建立、維護和終止邏輯連接，以及提供數(shù)據(jù)鏈路層服務。0102無連接服務不需要建立連接，直接發(fā)送數(shù)據(jù)，適用于廣播或組播通信。面向連接的服務需要先建立連接，然后進行數(shù)據(jù)傳輸，最后釋放連接，適用于點對點通信。10.3數(shù)據(jù)鏈路層服務10.4數(shù)據(jù)鏈路層的安全與可靠性010203數(shù)據(jù)加密對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加密處理，確保數(shù)據(jù)的安全性。數(shù)據(jù)完整性校驗通過校驗和等方式驗證數(shù)據(jù)的完整性，防止數(shù)據(jù)在傳輸過程中被篡改。差錯重傳機制當檢測到數(shù)據(jù)傳輸錯誤時，啟動重傳機制，確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸。11附錄A(規(guī)范性附錄)根據(jù)SAEJ1939使用數(shù)據(jù)鏈路層的常規(guī)固定尋址和混合尋址常規(guī)固定尋址定義常規(guī)固定尋址是指在通信過程中，每個設備都有一個固定的地址，用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。A.1常規(guī)固定尋址地址分配方式地址通常由網絡管理器進行分配，確保每個設備都有一個唯一的地址。通信過程在常規(guī)固定尋址中，發(fā)送方需要知道接收方的固定地址，然后將數(shù)據(jù)包發(fā)送到該地址。接收方在接收到數(shù)據(jù)包后，會檢查數(shù)據(jù)包的目的地址是否與自己的地址匹配，如果匹配則處理該數(shù)據(jù)包。A.2混合尋址通信靈活性混合尋址結合了固定尋址和動態(tài)尋址的優(yōu)點，既保證了通信的穩(wěn)定性，又提高了網絡的靈活性。在需要時，設備可以使用固定地址進行通信，以確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸；在不需要時，設備可以使用動態(tài)地址進行通信，以節(jié)省網絡資源。動態(tài)地址獲取設備在加入網絡時，可以從網絡管理器獲取一個動態(tài)地址，該地址在設備離開網絡時會被釋放。混合尋址定義混合尋址是指在網絡中同時使用固定地址和動態(tài)地址進行通信的方式。A.3SAEJ1939協(xié)議中的尋址方式選擇協(xié)議兼容性SAEJ1939協(xié)議支持多種尋址方式，可以根據(jù)實際情況進行靈活配置，以滿足不同應用場景的需求。同時，該協(xié)議還具有良好的兼容性，可以與其他符合CAN總線標準的設備進行通信。根據(jù)網絡需求選擇在實際應用中，應根據(jù)網絡的具體需求來選擇合適的尋址方式。如果網絡中的設備數(shù)量固定且較少，可以選擇常規(guī)固定尋址；如果網絡中的設備數(shù)量較多且經常變化，可以選擇混合尋址。12附錄B(規(guī)范性附錄)預留的CANID指在控制器局域網絡（CAN）通信中，為特定功能或未來擴展而預先保留的標識符（ID）。預留CANID確保在CAN網絡中添加