U heeft misschien wel eens gehoord van J1939 en ECU's en CAN-busprotocollen, maar wat betekenen al deze afkortingen precies en hoe verhouden ze zich tot elkaar?
Kortom, deze apparaten vormen de hardware-infrastructuur die bepaalt hoe elektronische componenten in uw voertuig communiceren. Het gebruik van gedefinieerde protocollen standaardiseert hoe apparaten 'praten' met andere apparaten in zware voertuigen, wat zorgt voor interoperabiliteit tussen fabrikanten en gestroomlijnd vlootonderhoud.
In dit artikel leest u hoe J1939 werkt, hoe het zich verhoudt tot het CAN-busprotocol, wat de kenmerken zijn van de J1939-connector en hoe de CalAmp iOn J1939 aanvult.
Wat is het J1939-protocol?
Het J1939-protocol is een reeks standaarden, ontwikkeld door de Society of Automotive Engineers (SAE) , die definiëren hoe elektronische regeleenheden (ECU's) gegevens verzenden via het Controller Area Network (CAN)-busprotocol. De standaard is van toepassing op zware voertuigen zoals vrachtwagens, bussen, tractoren en industriële machines.
J1939 beschrijft een standaardproces voor hoe ECU's gegevens moeten verzenden naar andere ECU's en andere elektronische systemen die boorddiagnostische gegevens verzamelen, verwerken en delen, zoals sensoren en Global Positioning System (GPS)-apparaten. Het gebruik van gestandaardiseerde protocollen heeft veel voordelen, waarvan de eerste het creëren van een universele gedeelde "taal" is voor apparaten om te communiceren.
Hierdoor kunnen zware voertuigen worden uitgerust met apparaten van verschillende fabrikanten, zonder dat u zich zorgen hoeft te maken over incompatibiliteit van deze apparaten.
Wat is een ECU?
Een ECU is een microcontroller die de verschillende elektronische functies in een voertuig bedient. Zulke functies kunnen bestaan uit simpele dingen zoals het bedienen van de elektrische ramen en airconditioning, maar ook geavanceerde functies zoals het antiblokkeersysteem (ABS), dat wordt geactiveerd bij hard remmen of bij remmen op gladde oppervlakken om te voorkomen dat de banden blokkeren en het voertuig de controle verliest.
Wat is het CAN-busprotocol?
Het CAN-busprotocol is een populaire en veelgebruikte methode voor gegevensoverdracht in voertuigen. Het dient als de "communicatiesnelweg" waarmee ECU's gegevens van het ene apparaat naar het andere verzenden. Het protocol zelf is een set van twee afzonderlijke elektrische draden, CAN_Low en CAN_High genoemd, die de overdracht van gegevens tussen ECU's en tussen andere apparaten faciliteert.
Hoe werkt J1939?
Om ervoor te zorgen dat ECU's naadloos gegevens kunnen delen, ongeacht het merk of model, hanteert het J1939-protocol een uniforme aanpak voor communicatiestandaarden, waaronder berichtindeling, adressering, parametergroepen, prioritering, enzovoort.
Elk bericht dat door een ECU wordt verzonden, moet bijvoorbeeld een vooraf gedefinieerd formaat gebruiken dat het volgende omvat:
- Prioriteit (PDU1 of PDU2)
- Parametergroepnummer (PGN)
- Bronadres (SA)
- Bestemmingsadres (DA)
- Gegevenslengtecode (DLC)
- Databytes (tot 8 bytes)J1939 definieert unieke parametergroepen (PG's) om specifieke soorten informatie weer te geven, zoals motortoerental, voertuigsnelheid, brandstofniveau en meer. Elke PG is gekoppeld aan een unieke PGN, waardoor ECU's de inhoud van het bericht kunnen begrijpen op basis van zijn PGN.
CAN-identificatoren, uitgelegd
CAN-identifiers zijn unieke codes die worden toegewezen aan elk bericht dat wordt verzonden op een CAN-bus. Deze codes dienen als adressen die helpen de prioriteit, bron en bestemming van het bericht binnen het netwerk te bepalen, waardoor apparaten op de CAN-bus kunnen begrijpen welke berichten voor hen bedoeld zijn en hoe belangrijk die berichten zijn.
In technische termen werkt het TJ1939-protocol doorgaans met een datasnelheid van 250 kbps of 500 kbps. Hoe hoger de dataoverdrachtssnelheid, hoe sneller de data van het ene apparaat naar het andere wordt verplaatst.
CAN-identifiers zijn er in verschillende formaten. 29-bits CAN-identifiers worden vaak gebruikt in zware voertuigen, terwijl 11-bits CAN-identifiers vaak worden gebruikt in consumentenvoertuigen. De 29-bits versie is een uitgebreid berichtformaat dat is ontworpen om meer informatie op te slaan dan een 11-bits versie.
Dit is nodig omdat zware voertuigen zijn uitgerust met meer ECU's en een groter volume aan data verwerken dan consumentenvoertuigen. Daarom hebben ze een systeem nodig dat de hogere instroom van broadcastberichten aankan.
Wat voor informatie staat er in een 29-bits CAN-identificatiebericht? Het 29-bits CAN-bericht bevat grotendeels dezelfde informatie als een standaard CAN (zoals prioriteit en bronadres), plus enkele belangrijke toevoegingen.
Het belangrijkste verschil is het gebruik van een uitgebreide 18-bits identifier. Meer adresruimte maakt een groter aantal unieke identifiers in het systeem mogelijk, wat nodig is in grote netwerken omdat er veel verschillende apparaten en berichttypen zijn die geadresseerd moeten worden.
Door langere identifiers te gebruiken, kunnen berichten in complexe systemen op de juiste manier worden gespecificeerd en geprioriteerd. Hierdoor kunnen wagenparkeigenaren binnenkomende voertuigfoutcodes prioriteren op basis van hun ernst en urgentie.
Parametergroepnummer (PGN) en verdacht parameternummer (SPN)
De term PGN staat voor Parameter Group Number, en de term SPN staat voor Suspect Parameter Number. Beide zijn essentieel voor het begrijpen van de informatie in J1939-pakketten – zelfstandige batches van berichten.
Een typisch J1939-pakket bevat een 29-bits identifier, waarbij elke groep bits een belangrijk stukje informatie vertegenwoordigt dat gerelateerd is aan het pakket. De eerste 3 bits van een J1939-pakket bepalen bijvoorbeeld de berichtprioriteit, wat vlooteigenaren helpt bij het prioriteren van de diagnostische berichten die ze ontvangen.
In deze zin is een PGN een unieke identificatie waarmee wagenparkbeheerders snel en eenvoudig kunnen bepalen welk onderdeel van het voertuig aandacht nodig heeft. Hierbij wordt niet alleen rekening gehouden met de categorie van het onderdeel (bijvoorbeeld motortemperatuur), maar ook met de subcategorieën (bijvoorbeeld olie- of koelvloeistoftemperatuur).
Aan het begin van een DTC staat de SPN, een nummer dat het systeem identificeert dat een probleem ervaart. Dit wordt gevolgd door een ander nummer, de Failure Mode Identifier (FMI), dat gedetailleerd de exacte aard van de fout beschrijft. Samen vormen deze twee velden een DTC. Een ander belangrijk veld is het Source Address, dat de oorsprong van het bericht identificeert.
Hoe verhoudt J1939 zich tot het CAN-busprotocol?
Het SAE J1939-protocol is een verzameling standaarden die definieert hoe ECU's (Electronic Control Units) gegevens uitwisselen in zware bedrijfsvoertuigen. Deze informatiestroom vindt plaats via het CAN-busprotocol, dat bestaat uit een fysieke laag en een datalinklaag. De fysieke laag bestaat uit afgeschermde getwiste draadparen die door het hele voertuig verspreid zijn en verbonden zijn met elke ECU. De tweede laag, de datalinklaag, faciliteert de verzending en ontvangst van gegevens tussen de knooppunten.
Simpel gezegd is J1939 de “taal” die ECU’s gebruiken om met elkaar te communiceren, en de CAN-bus is de “communicatiesnelweg” die J1939 gebruikt om zijn bericht te verzenden.
Zonder J1939 is er geen manier voor ECU's om met elkaar te communiceren, en zonder de CAN-bus is er geen manier voor ECU's om in de eerste plaats een verbinding tot stand te brengen. Elk onderdeel is afhankelijk van de ander om zijn werk te doen.
Waarom is J1939 belangrijk bij wagenparkbeheer?
Het J1939-protocol is van vitaal belang voor wagenparkbeheer omdat het telematica-apparaten voor wagenparken in staat stelt om eenvoudig ECU-gegevens (en andere onboard diagnostics) te verzamelen, verwerken en distribueren naar de relevante eindpunten. Dit stelt telematica-aanbieders zoals CalAmp in staat om hardware- en softwaregebaseerde tools te bouwen om gebruik te maken van deze gegevens, wat waardevolle inzichten biedt aan belangrijke besluitvormers zoals wagenparkeigenaren, onderhoudsmanagers en chauffeurs.
Oplossingen zoals de CalAmp iOn stellen gebruikers in staat om al hun ECU en andere telematicagegevens te consolideren in één uniform platform. Ongeacht het type ECU in uw wagenpark, kan de CalAmp iOn al deze gegevens verzamelen en aan u presenteren in een intuïtieve, gemakkelijk te lezen grafische gebruikersinterface. De CalAmp iOn is compatibel met elk internet-enabled desktop- of mobiel apparaat.
Via één platform kunt u end-to-end fleet visibility behouden, waardoor u onderhoudsplanning kunt automatiseren, zorgen over de veiligheid en prestaties van chauffeurs kunt bewaken en aanpakken, naleving met stapsgewijze handleidingen kunt stroomlijnen en de operationele efficiëntie kunt verbeteren. Dit helpt u om minder ongeplande storingen, lagere onderhoudskosten, snellere leveringen en verbeterde operationele efficiëntie te bereiken.
Wat zijn de kenmerken van de J1939-connector?
De J1939-connector is een gestandaardiseerde 9-pins connector die geschikt is voor gebruik in elk zwaar voertuig dat op het J1939-netwerk rijdt.
Elke pin op de J1939-connector heeft een specifieke functie. Hieronder vindt u een volledige uitsplitsing van de pinnen op een typische J1939-connector:
- A – Elektrische aarding
- B – Stroom naar de batterij
- C – Kan 1 H (CAN_Hoog)
- D – Blik 1 L (CAN_Laag)
- E – CAN-schild (om elektrische ruis te voorkomen)
- F – J1708 (+) / CAN 2 H (om compatibiliteit met de oudere J1708-standaard te garanderen)
- G – J1708 (-) / CAN 2 L (om compatibiliteit met de oudere J1708-standaard te garanderen)
- H – OEM-specifiek (of CAN 2+)
- J – OEM-specifiek (of CAN 2-)
Typen J1939-connectoren
Er zijn twee soorten J1939-connectoren in gebruik: de eerste is een zwarte 9-pins connector (Type 1), die te vinden is op zware bedrijfsvoertuigen van vóór 2016, terwijl de tweede een nieuwere groene 9-pins connector (Type 2) is, die te vinden is op zware bedrijfsvoertuigen die vanaf 2016 zijn geproduceerd.
De nieuwere groene 9-pins connector ondersteunt gegevensoverdrachtssnelheden tot 500 kbps, terwijl de oudere zwarte 9-pins connector slechts snelheden tot 250 kbps ondersteunt.
De groene kleur zorgt ervoor dat fleetowners in één oogopslag kunnen zien of hun gereedschap compatibel is. Dit voorkomt dat gebruikers per ongeluk oudere gereedschappen op incompatibele pinnen aansluiten, wat hun gereedschap, trucks of beide kan beschadigen.
Het gebruik van de juiste verbindingen is ontzettend belangrijk voor wagenparkeigenaren, omdat elke dataverbinding dezelfde overdrachtssnelheid moet hebben. Anders kan de hele dataverbinding crashen.
Hoe werkt de CalAmp iOn met J1939?
De CalAmp iOn vult het J1939-protocol op vele manieren aan. Een van de belangrijkste is dat de CalAmp iOn wagenparkbeheerders kan helpen bij het interpreteren van diagnostische foutcodes (DTC's).
DTC's snel interpreteren
DTC's zijn unieke codes die zijn ontworpen om wagenparkeigenaren te helpen de bron van een voertuigstoring te identificeren en diagnosticeren. Bij een DTC heeft elk teken in de code een specifieke betekenis. Een voorbeeld hiervan is te zien in het eerste teken van een DTC, waarvan er een van de vier mogelijke letters is:
- 'P' verwijst naar de aandrijflijn
- 'C' verwijst naar het chassis
- 'B' verwijst naar het lichaam
- 'U' verwijst naar de boordcomputers
De rest van dit voorbeeld-DTC zou meer cijfers en letters bevatten. En elk van die tekens zou ook zijn eigen betekenis hebben. Eenmaal gecombineerd, kan een complete DTC-code een gedetailleerde samenvatting van de exacte aard van een voertuigstoring bieden.
Met een telematica-apparaat dat is aangesloten op de J1939-poort van uw wagenpark en edge computing , kan de CalAmp iOn een melding naar wagenparkbeheerders sturen wanneer het voertuig een foutcode (DTC) genereert. De melding bevat de foutcode en een gedetailleerde beschrijving van de oorzaak. Aan de hand van deze informatie kunnen wagenparkbeheerders de bestuurder vervolgens informeren en hem of haar instructies geven over de vervolgstappen, zoals stoppen om te wachten op pechhulp of naar het dichtstbijzijnde servicecentrum gaan voor reparaties.
Automatiseer vlootonderhoud
Routineonderhoud is essentieel om uw wagenpark veilig te laten rijden, te laten voldoen aan industrienormen en goed te laten presteren. Handmatige wagenparkplanning kan echter tijdrovend zijn en gemakkelijk worden vergeten, wat resulteert in servicevertragingen en een groter risico op voertuigstoringen.
Met een telematica-apparaat voor wagenparkbeheer dat is aangesloten op de J1939-poort, kan CalAmp Predictive Maintenance – een leverancier van diagnose- en reparatieoplossingen voor bedrijfsvoertuigen, aangedreven door Noregon – datagestuurde inzichten leveren die helpen bij het automatiseren van wagenparkonderhoud.
Met CalAmp Predictive Maintenance kunnen wagenparkeigenaren snel voertuigstoringen identificeren (met eenvoudig te interpreteren DTC's) en snel reageren om escalatie te voorkomen. De oplossing helpt ook om het wagenparkonderhoud te optimaliseren door tijdige, geautomatiseerde serviceherinneringen, meldingen van te laat uitgevoerde service en uitgebreide onderhoudsgegevens te verstrekken. De gegevens bieden een gedetailleerde uitsplitsing van de servicegeschiedenis voor elk voertuig, inclusief het type uitgevoerde service en de kosten van elke serviceafspraak.
Aangepaste DTC-rapporten maken
Het kunnen interpreteren van een DTC is een effectieve manier om potentiële voertuigstoringen in realtime te identificeren en diagnosticeren. Om echter end-to-end zichtbaarheid van hun vloot te behouden, hebben onderhoudsmanagers meer gedetailleerde rapporten nodig.
Dit is waar de CalAmp iOn kan helpen. Door op aanvraag aangepaste DTC-rapporten te kunnen genereren, kunnen onderhoudsmanagers een nauwkeurig, gedetailleerd overzicht krijgen van de huidige status van elk voertuig in hun wagenpark.
Vanaf daar kunnen onderhoudsmanagers deze informatie gebruiken om trends te identificeren, met name waar bepaalde onderdelen eerder dan verwacht kapot kunnen gaan. Vervolgens kunnen ze reparaties plannen om zelfs kleine problemen aan te pakken – voordat die kleine problemen escaleren tot grotere, complexere problemen.
J1939 en CalAmp
Het J1939-protocol maakt het voor wagenparkeigenaren eenvoudig om hun voertuigen in realtime te monitoren en mechanische storingen op afstand te diagnosticeren. Dit kan u op zijn beurt helpen preventief onderhoud uit te voeren en de levensduur van uw wagenpark te verlengen.
Dit wordt nog eenvoudiger met CalAmp iOn, een cloudgebaseerde oplossing die al uw vlootgegevens, inclusief uw trailer- en vrachtgegevens, consolideert in één gebruiksvriendelijk dashboard. Als resultaat hiervan profiteert u van verbeterde zichtbaarheid van uw vloot en kortere responstijden op kritieke problemen.
Voor meer informatie over ons telematica-systeem voor wagenparken kunt u vandaag nog contact met ons opnemen om een demonstratie aan te vragen.