ГОСТ Р ИСО 11783-2-2021

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Тракторы и машины для сельского и лесного хозяйства

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНАЯ СЕТЬ УПРАВЛЕНИЯ И ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Часть 2

Физический уровень

Tractors and machinery for agriculture and forestry. Serial control and communications data network. Part 2. Physical layer

ОКС 65.060.01

Дата введения 2022-01-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Российской ассоциацией производителей специализированной техники и оборудования (Ассоциация "Росспецмаш") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 284 "Тракторы и машины сельскохозяйственные"

3 УТВЕРЖДЕН и ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 октября 2021 г. N 1205-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 11783-2:2019* "Тракторы и машины для сельского и лесного хозяйства. Последовательная сеть управления и передачи данных. Часть 2. Физический уровень" (ISO 11783-2:2019 "Tractors and machinery for agriculture and forestry - Serial control and communications data network - Part 2: Physical layer", IDT).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.  

Международный стандарт разработан Техническим комитетом ISO/ТС 23 "Тракторы и машины для сельского и лесного хозяйства", Подкомитетом SC 19 "Сельскохозяйственная электроника" Международной организации по стандартизации (ISO).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

Введение

Части с 1 по 14 стандарта ИСО 11783 устанавливают систему коммуникаций сельскохозяйственного оборудования, основанную на протоколах ИСО 11898 [1]. Документы SAE J 1939, на части которых основан стандарт ИСО 11783, были разработаны для совместного использования на грузовых автомобилях и автобусах, а также для применения в строительстве и сельском хозяйстве. Были разработаны общие документы, позволяющие использовать после минимальных изменений в сельскохозяйственном и лесохозяйственном оборудовании электронные блоки, соответствующие техническим условиям SAE J 1939 для грузовых автомобилей и автобусов. Общая информация по всем частям ИСО 11783 приведена в ИСО 11783-1.

     1 Область применения

Стандарты серии ИСО 11783 устанавливают технические требования к последовательным сетям передачи данных, относящимся к управлению и передаче сообщений в сельскохозяйственных и лесных тракторах, и в навесных, полунавесных, буксируемых или самодвижущихся орудиях. Цель настоящего стандарта заключается в стандартизации метода и формата передачи данных между датчиками, приводами, элементами управления, блоками для хранения или отображения информации, установленными на тракторе или орудиях, или являющихся их частью. Данный стандарт предназначен для обеспечения взаимодействия открытых систем (OSI) для электронных систем, используемых в сельскохозяйственном и лесном оборудовании.

Настоящий стандарт определяет и описывает физический уровень сети со скоростью передачи данных 250 Кбит/с из витого неэкранированного четырехжильного кабеля, а также альтернативные кабель и архитектуру, названную физическим уровнем на витой паре (TPPL), со скоростью передачи данных 250 Кбит/с из витого неэкранированного двухжильного кабеля, который полностью обратно совместим с машинами и устройствами на основе витого четырехжильного кабеля.

Примечание - Если не указано иное, требования распространяются и на четырехжильный кабель и на TPPL.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты [для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения)].

ISO 1724, Road vehicles - Connectors for the electrical connection of towing and towed vehicles - 7-pole connector type 12 N (normal) for vehicles with 12 V nominal supply voltage [Дорожные транспортные средства-разъемы для электрического соединения буксирных и буксируемых транспортных средств. 7-полюсный разъем типа 12Н (нормальный) для транспортных средств с номинальным напряжением питания 12 В]

ISO 11783-1, Tractors and machinery for agriculture and forestry - Serial control and communications data network - Part 1: General standard for mobile data communication (Тракторы и машины для сельского и лесного хозяйства. Последовательная сеть управления и передачи данных. Часть 1. Общий стандарт на мобильную передачу данных)

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

ИСО и МЭК поддерживают терминологические базы данных для использования в стандартизации по следующим адресам:

- IEC Electropedia, которая доступна по адресу: http://www.electropedia.org/

- платформа ИСО для просмотра в режиме онлайн, которая доступна по адресу: https://www.iso.org/obp

3.1 ECU Типа I (ECU Type I): Электронный блок управления без встроенной оконечной схемы.

3.2 ECU Типа I МАЛОМОЩНЫЙ (ECU Type I WEAK): Электронный блок управления с маломощной оконечной схемой, центрально соединенной с ECU_GND через конденсатор и который может использоваться только для шлейфа.

Примечание 1 - См. 5.5.3.

3.3 ECU Типа II (ECU Туре II): Электронный блок управления с встроенной оконечной схемой, который может использоваться только на одном или каждом конце шины.

Примечание 1 - См. 5.4.3.2.

3.4 физический уровень из витой пары; TPPL (twisted pair physical layer): Физический уровень сети со скоростью передачи данных 250 Кбит/с из витого неэкранированного двухжильного кабеля, который полностью обратно совместим с машинами и устройствами на основе витого четырехжильного кабеля.

3.5 машина (machine): Сельскохозяйственные и лесные трактора и навесные, полунавесные, буксируемые или самодвижущиеся орудия.

3.6 физический уровень из четырехжильного кабеля; TQPL (twisted quad physical layer): Физический уровень сети со скоростью передачи данных 250 Кбит/с из витого неэкранированного четырехжильного кабеля.

     4 Сокращения

IBBC - штепсельный разъем шины орудия;

IBBP - штепсельная вилка шины орудия.

     5 Общие требования

     5.1 Физический уровень сети

Физический уровень сети - это реализация электрического соединения нескольких электронных блоков управления (ECU) с сегментом шины сети. Общее количество подключенных ECU ограничено электрическими нагрузками на сегменте шины. В соответствии с электрическими параметрами, указанными в настоящем стандарте, допускается использование не более 30 ECU на каждом сегменте шины.

     5.2 Физические проводники

Настоящий стандарт определяет два типа физических проводников.

a) TQPL: состоит из четырех проводников, два из которых, обозначенные CAN_H и CAN_L, проводят информационные сигналы. Названия выводов ECU, соответствующих этим проводникам, также обозначаются CAN_H и CAN_L. Третий и четвертый проводники, обозначенные TBC_PWR и TBC_RTN, обеспечивают питание оконечных схем (ТВС) на сегментах шины.

b) TPPL: физический проводник из витой пары, как описано в SAE J1939-15. Проводники, обозначенные CAN_H и CAN_L, проводят информационные сигналы. Названия выводов ECU, соответствующих этим проводникам, также обозначаются CAN_H и CAN_L.

     5.3 Дифференциальное напряжение

Напряжения CAN_H и CAN_L относительно ECU_GND каждого ECU обозначаются VCAN_H и VCAN_L. Дифференциальное напряжение между VCAN_H и VCAN_L определяется формулой (1):

.                                                (1)

     5.4 Шина

5.4.1 Уровни

5.4.1.1 Общие положения

Сигнальные линии шины могут находиться на одном из двух уровней, а также в одном или другом из двух логических состояний, рецессивном или доминантном (см. рисунок 1). В рецессивном состоянии VCAN_H и VCAN_L фиксируются на уровне напряжения смещения. Vdiff примерно равен нулю на конце шины. Рецессивное состояние передается во время простоя шины, когда все драйверы узлов CAN выключены. Доминантное состояние передается, когда любой из драйверов узла CAN включен. Доминантное состояние представлено дифференциальным напряжением, превышающим минимальный порог, который обнаруживается узлами CAN приемных цепей. Доминантное состояние перезаписывает рецессивное состояние и передается, когда есть доминантный бит (см. также раздел 6).

     1 - рецессивное состояние; 2 - доминантное состояние

     Рисунок 1 - Физическое битовое представление рецессивных и доминантных уровней или состояний

5.4.1.2 Арбитраж

Во время арбитража рецессивный и доминантный биты, направленные по сигнальным линиям шины в течение заданного битового времени двумя или более ECU, приводят к доминантному биту.

5.4.2 Диапазон напряжений

Диапазон напряжений шины определяется максимальным и минимальным допустимыми уровнями напряжения CAN_H и CAN_L, измеряемыми относительно ECU_GND каждого ECU, для которого гарантируется правильная работа, когда все ECU подключены к сигнальным линиям шины.

5.4.3 Оконечные схемы шины

5.4.3.1 Сегмент шины из четырехжильного кабеля

Сигнальные линии сегмента шины из четырехжильного кабеля на каждом конце оканчиваются оконечными схемами.

Когда драйвер узла CAN включен, индуцируется ток (I), который либо поглощается нагрузкой CAN_H, либо генерируется нагрузкой CAN_L. Оконечная схема (ТВС) должна располагаться снаружи ECU чтобы обеспечить нагрузку на шину и прекращение работы при отключении ECU (см. рисунок 2).

5.4.3.2 Сегмент физического уровня шины из витой пары

Сигнальные линии сегмента шины TPPL электрически оканчиваются на каждом конце пассивным нагрузочным резистором, обозначаемым где 120 Ом.

Настоящий стандарт рекомендует размещать снаружи ECU.

Если ECU Типа II используется для окончания сегмента шины, этот ECU должен содержать нагрузочный резистор (см. рисунок 5) и должен быть расположен только на одном или обоих концах шины по ISO 11783-2. ECU Типа II должны быть четко маркированы. ECU Типа II должны использоваться только на концах шины, даже если машина присоединена к другой машине через IBBC.