《道路车辆 基于控制器局域网的诊断通信 第2部分：传输层协议和网络层服务gbt 39851.2-2021》详细解读

《道路车辆基于控制器局域网的诊断通信第2部分：传输层协议和网络层服务gb/t39851.2-2021》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语、定义和缩略语4约定5概述6CAN数据链路层扩展7网络层概述contents目录8网络层服务9传输层协议10数据链路层的使用附录A(规范性附录)根据SAEJ1939使用数据链路层的常规固定寻址和混合寻址附录B(规范性附录)预留的CANID参考文献011范围详细说明了控制器局域网（CAN）在道路车辆诊断通信中的传输层协议。传输层协议规定阐述了在网络层提供的服务，确保数据的可靠传输。网络层服务定义规定了基于CAN的诊断通信的具体要求和参数设置。通信要求和参数标准涵盖内容010203本标准适用于在道路上行驶，至少有两个车轮，且最大设计车速超过每小时6公里的机动车及其挂车。道路机动车辆针对使用CAN作为通信协议的车辆诊断系统。控制器局域网应用适用性物理层和数据链路层本标准不涉及CAN的物理层和数据链路层的具体实现细节。其他通信协议不涵盖除CAN以外的其他车辆通信协议。不包含内容022规范性引用文件定义传输层安全协议是为互联网通信提供安全及数据完整性保障的协议。起源与发展由网景公司推出，后经IETF标准化，成为保障网络通信安全的重要协议。应用在道路车辆诊断通信中，确保数据在传输过程中的安全性和完整性。传输层安全协议道路机动车辆定义定义道路机动车辆指在道路上行驶的，至少有两个车轮，且最大设计车速超过每小时6公里的各类机动车及其挂车。分类特点包括汽车、摩托车、货车等各类机动车辆。具有高速行驶能力，是道路交通的主要参与者。本部分规定了基于控制器局域网的诊断通信的传输层协议和网络层服务。标准内容确保道路车辆诊断通信的标准化和规范化，提高通信的可靠性和安全性。引用目的对推动汽车行业智能化、网联化发展具有重要作用。实施意义GB/T39851.2-2021标准引用033术语、定义和缩略语CANControllerAreaNetwork，控制器局域网，一种车辆通信系统协议。诊断通信在车辆系统中，用于检测、报告和管理车辆各电控单元状态的信息交换过程。传输层协议在计算机网络中，负责数据传输的协议层，确保数据的可靠传输。网络层服务在计算机网络中，提供网络路由选择、数据包分片与重组等服务的协议层。术语和定义缩略语ECMEngineControlModule，发动机控制模块。TCMTransmissionControlModule，变速箱控制模块。ABSAnti-lockBrakingSystem，防抱死刹车系统。EPSElectronicPowerSteering，电动助力转向系统。044约定4.1术语和定义控制器局域网络（CAN）由德国Bosch公司为汽车监测和控制而设计的控制器局域网络，已成为国际标准化组织的ISO11898标准。诊断通信在道路机动车辆中，用于监测、诊断和故障排除的数据通信方式。道路机动车辆指在道路上行驶的，至少有两个车轮，且最大设计车速超过每小时6公里的各类机动车及其挂车。0302014.2符号和缩略语CANControllerAreaNetwork，控制器局域网络。ECUElectronicControlUnit，电子控制单元。ISOInternationalOrganizationforStandardization，国际标准化组织。SAESocietyofAutomotiveEngineers，美国汽车工程师学会。4.3前提条件本标准的应用需要车辆具备控制器局域网络（CAN）通信功能。01车辆应支持诊断通信协议，以实现与外部诊断设备的交互。02车辆电子控制单元（ECU）应具备相应的诊断功能，能够响应外部诊断请求并提供相关数据。03本标准中所述的诊断通信协议应遵循ISO14229和ISO15765系列标准的规定。4.4约定事项在进行诊断通信时，应确保通信的安全性和可靠性，防止未经授权的访问和数据泄露。车辆制造商应提供必要的诊断信息和支持，以便维修技术人员能够准确地进行故障诊断和排除。055概述传输层协议范围本标准规定了基于控制器局域网的诊断通信中传输层协议的要求，包括数据传输的可靠性、顺序性和流量控制等。应用领域本标准适用于道路车辆内部各电子控制单元之间的诊断通信，以及车辆与外部诊断设备之间的通信。5.1范围和应用领域引用标准本标准引用了相关的国际标准和国内标准，如ISO11898系列标准、GB/TXXXX系列标准等，以确保与其他标准的协调性和一致性。引用文件的作用5.2规范性引用文件这些引用文件为本标准的制定提供了技术依据和支持，同时也为读者提供了进一步了解相关技术的途径。0102VS本部分对标准中使用的专业术语进行了解释，如“控制器局域网”、“诊断通信”、“传输层协议”等，以帮助读者更好地理解标准内容。定义的作用明确的术语定义有助于避免歧义和误解，提高标准的可读性和可操作性。术语解释5.3术语和定义缩略语列表本部分列出了标准中使用的缩略语及其对应的英文全称和中文解释，如“CAN”（ControllerAreaNetwork，控制器局域网）等。缩略语的作用使用缩略语可以简化标准中的表述，提高文本的简洁性和易读性。同时，列出缩略语及其解释也有助于读者更好地理解标准内容。5.4缩略语066CAN数据链路层扩展扩展帧标识符在CAN帧中，IDE（IdentifierExtensionBit）位用于区分标准帧和扩展帧。在扩展帧中，IDE位被设置为隐性（recessive）。IDE位SRR位SRR（SubstituteRemoteRequestBit）是扩展帧中的替代远程请求位。在扩展帧中，SRR位始终为隐性，而在标准帧中，这个位被用作远程帧的请求位。扩展帧格式使用29位标识符，相比标准帧的11位，提供了更多的标识符组合，支持更多的节点和消息。6.1扩展帧格式数据长度代码DLC（DataLengthCode）表示数据帧中数据字段的长度。在扩展帧中，DLC的范围和解释与标准帧相同。数据字段数据字段包含要传输的实际数据。在CAN通信中，数据以字节为单位进行传输，每个字节包含8位。远程帧远程帧用于请求发送具有相同标识符的数据帧。在扩展帧格式中，远程帧的标识符与数据帧的标识符具有相同的长度和格式。6.2数据传输和接收010203CRC校验CRC（CyclicRedundancyCheck）校验用于检测数据传输过程中的错误。在CAN通信中，CRC校验码由发送节点计算并添加到数据帧中，接收节点接收到数据后重新计算CRC并与接收到的CRC进行比较，以检测数据传输是否正确。错误帧当节点检测到错误时，它会发送一个错误帧来指示错误的发生。其他节点在接收到错误帧后会采取相应的措施，如丢弃当前帧或进入错误被动模式。错误计数和状态每个CAN节点都维护两个错误计数器（接收错误计数器和发送错误计数器）来跟踪其错误状态。根据这些计数器的值，节点可能处于错误主动模式、错误被动模式或总线关闭状态。6.3错误检测和处理位时间位时间是指传输一位数据所需的时间。它由多个时间段组成，包括同步段、传播时间段、相位缓冲段1和相位缓冲段2。同步CAN总线上的节点通过硬同步和重同步机制来保持同步。硬同步发生在帧开始的边缘，而重同步则用于在传输过程中调整时钟偏差。6.4位定时和同步077网络层概述7.1网络层定义网络层功能通过网络层，数据可以在不同的设备之间进行传输，实现信息的共享和交互。网络层位置在物联网三层结构中，网络层位于第二层，负责信息的传输。网络层是连接感知层和应用层的重要桥梁，确保数据的顺畅传输。数据传输的枢纽随着物联网设备数量的增加，网络层需要具备处理大规模数据传输的能力。支持大规模数据传输7.2网络层的重要性通信技术网络层采用多种通信技术，如有线通信、无线通信等，以满足不同场景的需求。数据传输效率网络层通过优化数据传输路径和协议，提高数据传输效率，降低传输延迟。7.3网络层的技术特点为确保数据传输的安全性，网络层采用数据加密技术，防止数据在传输过程中被窃取或篡改。数据加密网络层实施严格的访问控制策略，确保只有授权的设备可以接入网络并访问数据。访问控制7.4网络层的安全性088网络层服务网络层功能在控制器局域网络中，网络层负责数据的路由和转发，确保数据能够准确、高效地从一个节点传输到另一个节点。018.1网络层服务概述服务类型网络层提供无连接和面向连接的服务，以满足不同应用场景的需求。028.2网络层协议协议内容网络层协议定义了数据包的格式、寻址方式、路由选择等关键要素，确保数据能够在网络中正确传输。协议特点网络层协议具有高效、可靠、灵活等特点，能够适应复杂的网络环境和多变的传输需求。原语类型网络层服务通过一系列原语（如请求、指示、响应和确认）来实现节点之间的交互和通信。原语作用这些原语定义了数据传输的各个环节，包括建立连接、数据传输、断开连接等，确保通信过程的顺利进行。8.3网络层服务原语8.4网络层服务与传输层协议的关联传输层协议为网络层服务提供数据封装、解封装、流量控制等功能支持，确保数据的可靠传输。协议支持网络层服务与传输层协议之间通过明确定义的接口进行交互，实现数据的透明传输。服务接口099传输层协议功能传输层在OSI七层网络模型中负责数据的可靠传输，确保数据从发送端传输到接收端。服务提供端到端的通信服务，处理数据传输过程中的差错控制和流量控制。9.1传输层功能和服务传输层协议主要包括TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。协议类型提供可靠的、面向连接的、基于字节流的传输服务。TCP特性提供无连接的、不可靠的、基于数据报的传输服务。UDP特性9.2传输层协议概述9.3传输层在车载网络中的应用传输层协议在车载诊断通信中发挥着重要作用，确保诊断数据的准确传输。诊断通信在车载网络中，传输层协议通常与CAN总线技术结合使用，实现数据的可靠传输。CAN总线传输VS随着车载网络的智能化发展，传输层协议将不断优化，以适应更高的数据传输需求和更复杂的车载网络环境。安全性和可靠性提升未来传输层协议将更加注重数据的安全性和可靠性，采用更先进的加密技术和差错控制机制。智能化发展9.4传输层协议的发展趋势1010数据链路层的使用帧同步确保数据在传输过程中保持同步，防止数据丢失或错位。差错控制通过检错和纠错机制，确保数据传输的准确性。流量控制控制数据发送速率，防止因发送过快而导致的数据丢失或损坏。10.1数据链路层功能MAC子层协议负责处理与媒体接入相关的功能，如帧的封装和解封装、差错控制等。LLC子层协议10.2数据链路层协议负责在数据链路层上建立、维护和终止逻辑连接，以及提供数据链路层服务。0102无连接服务不需要建立连接，直接发送数据，适用于广播或组播通信。面向连接的服务需要先建立连接，然后进行数据传输，最后释放连接，适用于点对点通信。10.3数据链路层服务10.4数据链路层的安全与可靠性010203数据加密对传输的数据进行加密处理，确保数据的安全性。数据完整性校验通过校验和等方式验证数据的完整性，防止数据在传输过程中被篡改。差错重传机制当检测到数据传输错误时，启动重传机制，确保数据的可靠传输。11附录A(规范性附录)根据SAEJ1939使用数据链路层的常规固定寻址和混合寻址常规固定寻址定义常规固定寻址是指在通信过程中，每个设备都有一个固定的地址，用于接收和发送数据。A.1常规固定寻址地址分配方式地址通常由网络管理器进行分配，确保每个设备都有一个唯一的地址。通信过程在常规固定寻址中，发送方需要知道接收方的固定地址，然后将数据包发送到该地址。接收方在接收到数据包后，会检查数据包的目的地址是否与自己的地址匹配，如果匹配则处理该数据包。A.2混合寻址通信灵活性混合寻址结合了固定寻址和动态寻址的优点，既保证了通信的稳定性，又提高了网络的灵活性。在需要时，设备可以使用固定地址进行通信，以确保数据的可靠传输；在不需要时，设备可以使用动态地址进行通信，以节省网络资源。动态地址获取设备在加入网络时，可以从网络管理器获取一个动态地址，该地址在设备离开网络时会被释放。混合寻址定义混合寻址是指在网络中同时使用固定地址和动态地址进行通信的方式。A.3SAEJ1939协议中的寻址方式选择协议兼容性SAEJ1939协议支持多种寻址方式，可以根据实际情况进行灵活配置，以满足不同应用场景的需求。同时，该协议还具有良好的兼容性，可以与其他符合CAN总线标准的设备进行通信。根据网络需求选择在实际应用中，应根据网络的具体需求来选择合适的寻址方式。如果网络中的设备数量固定且较少，可以选择常规固定寻址；如果网络中的设备数量较多且经常变化，可以选择混合寻址。12附录B(规范性附录)预留的CANID指在控制器局域网络（CAN）通信中，为特定功能或未来扩展而预先保留的标识符（ID）。预留CANID确保在CAN网络中添加