廣汽原車控制系統(tǒng)CAN協(xié)議控制汽車基本信息獲取及數(shù)據(jù)應(yīng)用

在現(xiàn)代汽車工業(yè)的迅速發(fā)展中，車輛控制系統(tǒng)的智能化和網(wǎng)絡(luò)化已成為提升汽車性能的關(guān)鍵。廣汽作為中國(guó)汽車行業(yè)的佼佼者，其在原車通信網(wǎng)絡(luò)方面也取得了顯著的成就。特別是廣汽原車CAN（Controller Area Network）協(xié)議的應(yīng)用，為汽車的智能控制提供了高效、可靠的解決方案。CAN（Controller Area Network）協(xié)議以其高可靠性和實(shí)時(shí)性成為車輛內(nèi)部通信的標(biāo)準(zhǔn)之一，速銳得將深入探討廣汽原車CAN協(xié)議如何控制汽車，逆向開發(fā)，以及這種技術(shù)給駕駛者帶來(lái)的應(yīng)用、便利和優(yōu)勢(shì)。

CAN協(xié)議是一種高效的車載通信協(xié)議，它允許車輛內(nèi)不同設(shè)備之間的高速數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車各個(gè)系統(tǒng)的集中控制。廣汽采用了這一協(xié)議，將其應(yīng)用于車輛的多個(gè)關(guān)鍵系統(tǒng)中，包括電池管理、發(fā)動(dòng)機(jī)管理、傳動(dòng)系統(tǒng)控制、安全系統(tǒng)監(jiān)控等。逆向開發(fā)，顧名思義，是指通過(guò)分析已有的汽車產(chǎn)品或汽車網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議系統(tǒng)，揭示其DBC工作原理、整車電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及功能實(shí)現(xiàn)的方法。在廣汽CAN協(xié)議的逆向開發(fā)中，速銳得的工程師們首先需要對(duì)CAN總線上的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行捕獲和分析，這一過(guò)程涉及專業(yè)的硬件設(shè)備和軟件工具，如CAN分析儀和數(shù)據(jù)采集軟件，SPY3或者更高級(jí)的分析設(shè)備，它們能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控和記錄總線上的數(shù)據(jù)流，以及變化、波形、觸發(fā)條件、控制策略等。

速銳得通過(guò)CAN總線，監(jiān)聽發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（ECU）可以實(shí)時(shí)接收來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)，如轉(zhuǎn)速、溫度、油門位置、門窗燈鎖、雨刮、座椅、電池包數(shù)據(jù)等，在汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的控制中，CAN協(xié)議連接了變速箱控制模塊和驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制模塊，使得換擋過(guò)程更加平順和迅速。此外，通過(guò)對(duì)車輪速度和其他相關(guān)參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以獲取到精準(zhǔn)里程，也就是100米內(nèi)的行車距離，CAN協(xié)議還能夠優(yōu)化扭矩分配，提高車輛的動(dòng)力性和穩(wěn)定性，像電動(dòng)汽車的電機(jī)扭矩、最高放電電流、最高電壓、單體電池溫度、單體電池電壓、DC/DC、SOC、SOH等等狀態(tài)，都是可以通過(guò)UDS協(xié)議在車型中獲取到。

通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的深入分析，速銳得工程師們可以識(shí)別出不同ECU（電子控制單元）之間的通信模式，包括信號(hào)的發(fā)送頻率、優(yōu)先級(jí)以及數(shù)據(jù)格式等。一般來(lái)說(shuō)，變化快的數(shù)據(jù)，優(yōu)先級(jí)一定很高，比如動(dòng)力系統(tǒng)、電池系統(tǒng)等，一些變化慢的數(shù)據(jù)，比如車身BCM單元的，這些數(shù)據(jù)的刷新頻率和發(fā)送頻率、優(yōu)先級(jí)都相對(duì)較低，這一步驟對(duì)于理解整個(gè)車輛系統(tǒng)的運(yùn)作至關(guān)重要，因?yàn)樗婕皬幕镜能囕v信息讀取到復(fù)雜的駕駛輔助系統(tǒng)的多個(gè)層面。

在匹配解碼的過(guò)程中，速銳得的工程師們將面臨的是解碼CAN協(xié)議的挑戰(zhàn)。由于CAN協(xié)議本身具有一定的加密特性，這要求工程師必須具備深厚的電子工程知識(shí)和豐富的解碼經(jīng)驗(yàn)。對(duì)，經(jīng)驗(yàn)。采用原車協(xié)議解碼匹配數(shù)據(jù)，是一個(gè)很吃經(jīng)驗(yàn)的活，汽車內(nèi)部的數(shù)據(jù)具備著多種算法、邏輯、詢問(wèn)方式等等，在這一過(guò)程中，深層次的解碼，我們需要編寫特定的算法，來(lái)解析那些經(jīng)過(guò)加密處理的信號(hào)，這不僅是對(duì)工程師編程能力的考驗(yàn)，也是對(duì)其創(chuàng)新思維的挑戰(zhàn)，這里邊不僅有加減乘除的數(shù)學(xué)公式，還會(huì)涉及一些物理公式。

比如說(shuō)，我們之前解碼的寶馬汽車電子水泵，寶馬電子水泵采用的是BSD協(xié)議，在這個(gè)協(xié)議下，涉及水泵開關(guān)幅度大小的參數(shù)就包括了進(jìn)氣量、水溫、轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度等好幾個(gè)變量數(shù)據(jù)，如果要解碼這個(gè)“公式”可能就不是簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)知識(shí)了，還包括物理類的一些算法，因?yàn)閷汃R的工程師們，絕對(duì)不是“小白”。像一些基礎(chǔ)的門窗燈鎖的解碼，估計(jì)3個(gè)月就可以入門，但是復(fù)雜的公式、運(yùn)算，需要3年4個(gè)月零8天以上的經(jīng)驗(yàn)。

一般我們解碼汽車不會(huì)去涉及汽車安全系統(tǒng)，比如汽車的安全氣囊、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）、電子穩(wěn)定程序（ESP）等都依賴于CAN協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的信息傳遞的東西。行業(yè)內(nèi)有的做一些電子油門加速器、電子油門減速器，像這種限速器，和“電子油門加速器”是屬于油門泵數(shù)據(jù)反向應(yīng)用的兩個(gè)領(lǐng)域，這個(gè)都對(duì)汽車安全有影響，我們不去做這種。這類的主要技術(shù)是通過(guò)電子油門泵的數(shù)據(jù)，去給ECU總線發(fā)出對(duì)應(yīng)的“開度數(shù)值”，ECU接收到這個(gè)數(shù)據(jù)，按照這個(gè)數(shù)值去執(zhí)行的油門幅度控制。以前的，毫無(wú)技術(shù)含量可言，因?yàn)橥ㄟ^(guò)油門的電壓值來(lái)做就可以了，現(xiàn)在汽車油門泵都走數(shù)據(jù)協(xié)議了，不少“通過(guò)電壓判斷解決不了問(wèn)題”的廠家找過(guò)來(lái)，我們也不做此類的項(xiàng)目，那是欺騙消費(fèi)者的行為，也嚴(yán)重影響了駕駛安全。生態(tài)興則文明興，生態(tài)衰則文明衰。慎行，生態(tài)，可載文明之舟，亦可覆舟。

我們一旦成功地解碼了各種車型的CAN協(xié)議，工程師們就能夠獲取到各種ECU的工作參數(shù)和控制邏輯。這些信息對(duì)于車輛性能的優(yōu)化、電池健康狀態(tài)監(jiān)控、柴油車環(huán)保排放、故障診斷以及新附件、外設(shè)功能的開發(fā)都具有極高的價(jià)值。例如，通過(guò)對(duì)電池管理系統(tǒng)控制模塊（BMS）的逆向開發(fā)，工程師可以了解到新能源車電池系統(tǒng)在不同工況下的能耗策略，從而為節(jié)能減排、綠色駕駛、電池優(yōu)化、車型對(duì)標(biāo)等提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持。

有些原車CAN協(xié)議還廣泛應(yīng)用于空調(diào)控制、車門鎖定、導(dǎo)航系統(tǒng)、智能車燈等，使得整車的智能化水平大幅提升。駕駛者可以通過(guò)中央控制屏幕輕松地調(diào)整車內(nèi)環(huán)境，而無(wú)需分散注意力到各個(gè)單獨(dú)的控制按鈕上。我們以前通過(guò)汽車CAN總線實(shí)現(xiàn)對(duì)特斯拉車型的部分控制功能，不少就是基于CAN總線的指令實(shí)現(xiàn)了控制，數(shù)據(jù)部分也被大量的改裝客戶使用，包括特斯拉大燈主板的控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，基于汽車大燈控制的數(shù)據(jù)，也被廣泛應(yīng)用于各種車燈制造廠，涉及車型就有20多款，燈具100多種。

其實(shí)，CAN協(xié)議逆向開發(fā)的意義遠(yuǎn)不止于此。在智能汽車和自動(dòng)駕駛技術(shù)日益成熟的今天，對(duì)車輛內(nèi)部通信協(xié)議的深入理解是構(gòu)建更加智能化、網(wǎng)絡(luò)化車輛的基礎(chǔ)。逆向開發(fā)不僅能夠幫助工程師們優(yōu)化現(xiàn)有系統(tǒng)，更能夠在未來(lái)的車輛設(shè)計(jì)中，預(yù)見潛在的問(wèn)題并提前規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

當(dāng)然，CAN協(xié)議逆向開發(fā)的道路并非一帆風(fēng)順，隨著車輛電子系統(tǒng)的日益復(fù)雜化，逆向開發(fā)的難度也在不斷增加。此外，隨著車輛網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題的日益突出，如何保護(hù)好逆向開發(fā)過(guò)程中獲取的敏感信息，防止其被惡意利用，也是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題，這個(gè)完全看企業(yè)或者個(gè)人道德了，因?yàn)?，從哲學(xué)角度看，或者從玄學(xué)角度看，月滿則虧，水滿則溢，度的把握超出項(xiàng)目的一切，如果只是賺點(diǎn)小錢，太容易實(shí)現(xiàn)了。取之有度，用之有節(jié)，則常足，我們不需要改變?cè)囆畔⒕湍茏龊煤芏嗍拢粚儆凇皭阂饫谩边@個(gè)段位。

最后，我們不得不提的是CAN協(xié)議的擴(kuò)展性。隨著汽車技術(shù)的不斷進(jìn)步，更多的智能功能將被集成到車輛中，CAN協(xié)議的設(shè)計(jì)允許新的模塊輕易地添加到現(xiàn)有的車載設(shè)備和外設(shè)網(wǎng)絡(luò)中，這使得汽車在未來(lái)的升級(jí)和功能擴(kuò)展上具有極大的靈活性，無(wú)論是對(duì)數(shù)據(jù)的需求，還是需要通過(guò)數(shù)據(jù)解決一些問(wèn)題。比如分時(shí)租賃領(lǐng)域，我們就將控制原車開關(guān)門鎖、開閉動(dòng)力、閃燈鳴笛集成到4G網(wǎng)絡(luò)的TBOX中，平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)非運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下（車速為0）的遠(yuǎn)程控制汽車，獲取精準(zhǔn)的位置及車輛工況數(shù)據(jù)。

總的來(lái)說(shuō)，研究廣汽原車CAN協(xié)議的應(yīng)用，我們的目的不僅提升了汽車的性能和安全性，也協(xié)同小伙伴為駕駛者帶來(lái)了更加智能化的產(chǎn)品和舒適的駕駛體驗(yàn)。在CAN協(xié)議的逆向開發(fā)上，這是一個(gè)復(fù)雜而富有挑戰(zhàn)性的過(guò)程，它不僅對(duì)人的要求高，對(duì)技術(shù)能力也要強(qiáng)，更需要我們投入大量的時(shí)間和資源去實(shí)踐。所有數(shù)據(jù)的積累，所帶來(lái)的成果將是深遠(yuǎn)的，它不僅能夠提升車輛的性能和安全性，更能夠推動(dòng)整個(gè)汽車行業(yè)向著更加智能化、網(wǎng)絡(luò)化的未來(lái)邁進(jìn)。

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，我們也在探索汽車數(shù)據(jù)的無(wú)限可能，這一籃子的原車CAN協(xié)議技術(shù)研究和成就，不僅是對(duì)現(xiàn)代汽車控制方式的一次革命性理解，更是對(duì)未來(lái)智能出行方式的一次深刻預(yù)見。速銳得會(huì)在數(shù)據(jù)領(lǐng)域的不斷深耕，但弱水三千，也只取一瓢飲，未來(lái)的汽車將更加智能、高效，成為人們汽車生活中不可或缺的智能伙伴，我們依舊行自然之道，養(yǎng)萬(wàn)物之生。

審核編輯 黃宇