隨著近年來電動汽車行業如火如荼的發展，電動汽車技術相關的各種標準也相繼推出，其中包括了《電動汽車非車載傳導式充電機與電池管理系統之間的通信協議》(GB/T 27930-2011)。該協議是基于CAN應用層協議SAE J1939,J1939 是目前在國內汽車行業中應用廣泛的CAN總線應用層協議。只有電池管理系統與充電機之間的正常數據交互才能保證電動汽車進行高效、安全的充電。因此，電池管理系統與充電機通信協議測試是電池管理系統測試的一個必不可少的項目。

本課題來源于北方車輛研究所電池管理系統測試平臺項目。美國國家儀器NI PXI CAN采集卡以及LabVIEW為模擬充電機與BMS通信提供了良好的軟硬件環境。

LabVIEW是美國國家儀器推出的一種程序開發環境，圖形化語言使其與其他的代碼類型語言相比之下更為方便直觀。以計算機作為運行環境的LabVIEW,充分利用了計算機無可比擬的硬件優勢，具有強大的數據處理能力。開發者可以很容易實現多線程編程，極大降低了軟件開發的難度。LabVIEW的前面板提供了豐富的類似傳統儀器的控件，開發者可以很方便的創建用戶界面。

本文重點在于如何用LabVIEW實現SAE J1939多幀傳輸機制，完成超過8 B 報文的接收重組、拆分發送。以及如何實時判斷通信過程出現的錯誤、指出錯誤類型、定位錯誤發生的階段。

1 SAE J1939 協議

J1939 協議是基于CAN 2.0B 制定的，協議對物理層、數據鏈路層、網路層以及應用層都進行了相關的規定。本文針對數據鏈路層的規定進行簡單介紹。

1.1 協議數據單元(PDU)

J1939 將CAN 2.0B 的29 位標識符ID 劃分為六部分，每部分都代表不同的含義，包括優先級(P)、保留位(R)、數據頁(DP)、PDU格式(PF)、特定PDU(PS)、源地址(SA)，見表1.

根據CAN 2.0 總線的仲裁機制，標識符值越小，CAN幀優先級越高，J1939把這一權利賦予了標識符最高三位(P)。R、DP通常為0.SA代表了該幀數據的發送節點的地址，CAN 網絡中每個設備都分配了惟一的SA.在介紹PF 與PS之前有必要先介紹下參數組編號(PGN)的概念。每個PGN代表著惟一的參數組(可以包含一個或多個參數)，當參數組的數據域大于8 B時，需要遵循J1939的多幀傳輸機制。PGN 由R、DP、PF 以及PS 組成，見表2.從表2 中可以看出PDU2 格式報文沒有目標地址，此類報文只能發送給全局地址。由于PS作為PDU2 格式參數組編號的一部分，因此PDU2 比PDU1能定義更多的參數組編號。

1.2 多幀傳輸機制

CAN 2.0B 數據域最多有8 B,而在J1939協議中當一個參數組編號(PGN)所對應的數據超過8 B時，規定了一種多幀傳輸機制，發送者按此機制拆分發送，接收者按此機制接收重組，因此一個參數組編號所對應的數據最多可以為1 785 B.點對點未發生錯誤的多幀傳輸機制如圖1 所示，J1939 對傳輸過程出現錯誤的情況也規定了相應的處理機制，在此不作介紹。

TP.CM_RTS、TP.CM_CTS、TP.DT、TP.EndofMsgACK均為J1939特定功能報文，其參數組編號也由J1939規定，因此這些參數組編號不能再被用戶定義。TP.CM_RTS為消息發送者發送的請求發送幀，由此開始建立多幀傳輸鏈接，其數據域包括了此次發送的消息全部字節數、全部數據包數(TP.DT 幀數)以及該消息的參數組編號等信息。接收者根據自己的接收能力，發送準備發送幀TP.CM_CTS,通知發送者下次可發送的數據包數、下一個要發送的數據包編號以及消息的參數組編號。發送者根據接收者的要求開始發送數據包TP.DT,數據包的數據域第一字節代表了該包號，因此一個數據包最多包含消息的7 B.

這個過程循環進行，直至接收者接收到全部數據包后發送消息結束應答幀TP.EndofMsgACK代表著這次多幀傳輸的結束。若發送的消息是全局消息，則所有接收者不應有任何應答，整個傳輸過程如圖2所示。

2 基于LabVIEW實現J1939 協議平臺

2.1 硬件接口

利用NI PXI-8513 CAN 接口板卡實現該系統的硬件接口。NI已為開發者提供了該板卡的底層驅動，可以很方便對CAN節點參數進行配置以及接收和發送符合CAN 2.0的消息幀，然而對于多幀傳輸機制還需開發者自行設計。由于J1939 協議涉及發送者與接收者的應答，因此在基于LabVIEW開發J1939同時也利用C語言開發基于飛思卡爾單片機