议一ＣＮ 议 。 ｃＡ协
一
（ ｃ Ａ Ｄ的分配 一） Ｃ Ｎ Ｉ
首 先介 绍 系 统 中用 到 的５ 消 息类 型 ：控 制 消 种
息 、状态消息 、测量消息，警 告消息 、广播消息。对
、
电动汽 车充 电桩 用 Ｃ Ｎ 网络 Ａ
电动 汽车 充 电桩 结构 复杂 ，主 要涉 及到 主控 制
规则。
Ｎ ｔ ｏｋ ｅ ｗ ｒ ，控 制局域 网络 ），并应用在 汽车系统 内部
控 制 。Ｃ Ｎ Ａ 协议具 有抗干扰性 强和数据率 高等优点 ， 但 仅有 物理 层和 数据 链路 层两 层协议 ，不适用 于简
单 的测控 系 统 ，该 文针 对 基于 Ｃ Ｎ 线 的汽 车 充 电 Ａ总 桩 系统 ，参考 现有 协议 ，提 出一 种基 于应用 层 的协
表 ３ 源 地 址 分 配 百度文库
ｔ ２２ ｅＯ
２ ． ５ 。由负载率较低可以得 出该协议是可靠的。 ２７％
／ ／／
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Ｉ ２ ３
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图 ２周期性 与事件性 消息 下的 负载 率
三 、结 论
１ ．优 先级确定 。Ｉ １ Ｉ ３ Ｄ ～ Ｄ 被用于确 定报 文优先 级 ，是根据 消息实时性和使用频率确定的。由上述分 析 ，告警 消息 需要有 最高优 先级 以保证信 息处 理及
图 １ 结构框 图
该 系统 由主 控制 和各 个 分量控 制 单元 组成 。各
个 控制单元 由ＣＮ Ａ 总线连接 ，为主从结构 。工作原理
（Ａ Ｎ 鸯 ＝ ｌ 辫 嘲
基于Ｃ Ｎ Ａ 总线的 电动汽车充 电桩 的结构框 图如 图１
所示：
性与优先级成正比。基根据 以上分析，对２ 位Ｉ 分配 ９ Ｄ
方 案 见表 １ ：
Ｊ
７ Ｊ ．
表 １２ 位 标识符分 配 ９
Ｉ—
ｌ 逸 一
］
一 ｆ
｛
ｃ Ａ 协议 作为一种 电动汽 车充电桩设计 的Ｃ Ｎ ＣＮ Ａ 总 线应用层 协议 ，具有实用、可靠等特 点，对制定测控
一
些重要的信息，如过压报警 、过流报警等消息
需要应答 ，以保证 通信的可靠性 。如果响应位是 ｌ ， 需要接收节点确 认，该位是０ 则无需确认。
系统Ｃ Ｎ Ａ 总线应用层协议 具有一定指导意义 。 目前 ， ｃ Ａ 已经成功应用在 电动汽车直流充 电桩 中，满足要 ＣＮ
以上分析分配 见表２ ：
表 ２ 优 先 级 分 配
总线负载率是指总线上单位 时间内实际传输 的数 据量与标准位速 率的 比值 （ 小于３ ％ 常 ０ ），仿 真过程
中的总线通信速率为１ｋ ｐ 。 Ｍ ｂ ｓ
系 统在 实 际运行 中 ，当有周 期性 和事 件触 发消 息 时系 统负载率达到最大 。图２ 中最大 总线 负载率为
２ ．地址确定 。协议将 Ｉ ４ Ｉ ８ Ｄ ～ Ｄ 用于确 定 目的地 址Ｄ ，Ｉ ９ Ｄ ３ Ａ Ｄ ～Ｉ Ｉ 确定源地址Ｓ ，进而来 标识报 文的 Ａ 各接收和发送节 点。Ｉ ４ Ｄ 共５ Ｄ ～Ｉ ８ 位可 以确 定３ 个控 ２ 制节点 ，可满足 电动汽车充 电桩的需求，分配方式见
表 ３ ：
Ｃ Ｎ 议规定报文 Ｉ 越小 ，其优 先级越高 ，确定 Ａ协 Ｄ
Ｉ 应 考 虑 以下 五种 情况 ： （ ）报 警 消息优 先 级最 Ｄ １
高 ； （ ）低频消息优先级 高； （ ）消息重要性 与优 ２ ３ 先级成正 比； （ ）多帧比单帧优先级高； （ ）实 时 ４ ５
Ｒ
ｌ 鐾
设 塑帅
适用于电动汽车充电桩 的 Ｃ Ｎ 总线应用层协议设计 Ａ
王洪涛 李 允 俊
（ 边 大 学计 算机 科 学与技 术 学科 嵌 入 式 系统 研 究室 ， 延 吉林 延 吉 １ ３ ０ ３ ０ ２）
摘要 ： 依据 电动汽 车充 电桩 的 结构特 性 和控 制理 论 ，吸取 现有 Ｃ Ｎ 总线协 议 的优 点 ，文 章提 出了电动 汽车 Ａ 充 电桩 用 Ｃ ＡＮ 总 线协议 － Ｃ ｃ ＡＮ，主要 从 Ｉ 分 配方案 和通 信 方案 两方 面进 行 讨论 ，最后 给 出 了一 个 负载模 Ｄ 拟 实验 ，表 明 ｃ Ａ 协 议应 用 于电动 汽车 充 电桩是 可靠的 。 Ｃ Ｎ 关键 词 ： ＡＮ 总线 ； Ｃ 应用层 协议 ；电动汽 车充 电 系统 ；负载率 中图分类 号 ： ８ Ｕ４２ 文 献标识 码 ： Ａ 文章 编号 ： ０ ９ ２７ ２ １ ）６ ０３ — ２ １０ — ３ ４（ ０ １ ３ — ０１ ０
是 ：各个控制单元完成诸如电压、电流、温度等参 数 采集 与控 制 ，然后 将采集结果通 过Ｃ Ｎ Ａ 总线发给主 控
节点 ，主控节点对来 自各个控制单元 的数据进行相关
时 ，满足系统实时要求 。控制命令也需要较高优先级
以确保能正常运行 ，然后是测控 、广播等信息。基 于
２ １ １ ０ １ ２ Ｏ中闻 新 书 业 ３ 高 技 企 １
于重要信息如过压警告消息，需用应答机制来实现 。
系统运 行过程 中的多字节信息 （ 多于８ 个字节 ），需 要对报文进行拆分，接收端接 收后依据发送顺序进行
重组 。
单元Ｍ Ｕ Ｃ ，电压控 制单元Ｖ Ｕ Ｃ ，电流控制单 元Ｃ Ｕ Ｃ ，温 度控 制单元 Ｔ Ｕ Ｃ ，显示控 制单 元Ｄ Ｕ 电池控 制单 元 Ｃ， ＢＵ Ｃ ，辅助 电机控 制单元Ａ Ｕ Ｃ ：其 中主控制 单元Ｍ Ｕ Ｃ 是 整个网络 的核心 。
德 国Ｂ ｓ ｈ ｏ ｃ 公司最早提出Ｃ Ｎ Ａ 总线 （ ｏ ｔ ｏ ｒ ａ Ｃｎｒ ｌＡｅ
处理 。这要 求Ｃ Ｎ Ａ 协议可靠 、稳定 。为了设计一套可 靠 的应用层 协议 ，应考虑 以下 两个方面 ： （ ）Ｃ Ｎ １ Ａ 报 文 Ｉ 的分配 ：定义 Ｉ 的优先级和含义 ； （ ）数据 Ｄ Ｄ ２ 通信 的实现 ：规定Ｃ Ｎ Ａ 网络 中节 点间报文 数据传输 的