OBD-II

2017年，北京五环上，李彦宏坐百度无人车首秀，去参加百度AI开发者大会，相信很多人都看到了这个新闻，那段时间也上了微博热搜 。哈哈哈~~本文和无人驾驶汽车无关，但是和汽车还是有关系。 （如下图文无关）

一、前言

相信不少人在汽车上看到过如下的接口，这个叫OBD接口，几乎每个车都有，本文章主要围绕 OBD 是什么展开的。

有车一族，车辆出现问题去4S店维修的时候，可能遇见过技术人员将行车电脑连接上OBD口，敲了一敲键盘，电脑显示了一行行代码，很快说问题找到了，这又是怎么一回事？他们是怎么通过这个接口定位车辆故障的？

另一方面，市面上有很多OBD产品，将产品插上汽车的OBD接口，通过手机APP就能获取汽车的很多参数及车辆状态。比如车辆的行驶速度，行驶路径，行驶距离，车辆门窗状态，车辆的油量，故障诊断，甚至驾驶员的驾驶习惯（不好的驾驶习惯如急刹急减等）等等，那这些OBD产品是如何获得这些汽车数据的呢？

二、OBD是什么？

1、定义

OBD，是On-Board Diagnostics的缩写，意为车载自动诊断系统。OBD系统从发动机的运行状况随时监控汽车是否尾气超标，一旦超标，会马上发出警示。当系统出现故障时，故障(MIL)灯或检查发动机(Check Engine)警告灯亮，同时动力总成控制模块(PCM)将故障信息存入存储器，通过一定的程序可以将故障码从PCM中读出。根据故障码的提示，维修人员能迅速准确地确定故障的性质和部位。

简单说，OBD系统就是基于计算机系统检测主要发动机部件的性能，减少排放。

2、组成

基本的OBD系统主要由ECU（电子控制单元）组成，该ECU会接收来自各种Sensors（例如氧气传感器）的输入来控制Actuator（例如燃料喷射器）以获得所需的性能；检查引擎指示灯，也称为MIL（故障指示灯），向车主提供故障预警，另外可以通过DLC（诊断链接连接器）进行访问，这个DLC也就是OBD接口。
3、OBD-I

OBD-I是在整个1980年代开发的第一代OBD系统，不同厂商的OBD系统之问各行其是、互不兼容，得使用专有的连接器，硬件接口和协议，使用起来比较麻烦。

4、OBD-II

在1990年代初期，汽车工程师协会（SAE）和国际标准化组织（ISO）发布了一系列标准，描述了ECU和诊断扫描工具之间的数字信息交换。所有符合OBD-II的车辆都必须使用标准诊断连接器（SAE J1962），并通过标准OBD-II通信协议之一进行通信。

OBD-II相比较于OBD-I，统一了标准，兼容性更高；并且具有严格的排放针对性，用于实时监测汽车尾气排放情况，应征了那一句话，“一代更比一代强”。

OBD-II最早是在1994年的几种车型中引入的，并从1996年开始成为所有汽车和轻型卡车的要求。

5、应用

OBD的应用广泛，不同的OBD产品可以用在：车辆诊断，性能调节，车队管理，远程通信/车辆跟踪，基于使用量而定保费的保险（UBI），驾驶员行为监控/反馈等。

三、OBD接口定义

1、硬件接口

如下是一个DLC标准连接器的示意图，共有16个PIN，包含了多个总线。 每个总线都有对应的协议，如果想通过对应的总线与汽车总线通信，或者是从汽车总线上获取数据，必须遵从相应的总线规范。

2、总线速率

如下是各个总线的速率表，其中速率最高的是高速CAN总线，使用较广泛的是HS CAN，MS CAN和J1939，J1939其实也是HS CAN的一种，主要用在卡车中。

汽车总线网络系统

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能出现这么多总线类型，也是应用而生的，中速CAN和高速CAN总线有逐渐取代低速总线（ISO，J1850等）的趋势。如下是一个汽车总线的网络系统，很重要的如发动机控制ECU，ABS控制ECU，牵引力控制ECU等都是使用的高速总线，这些CAN总线被称为“动力CAN”，给汽车提供动力的部分。中速CAN和低速CAN被称为“舒适CAN”，上面挂载的是安全气囊，仪表显示，电动门窗等。

3、总线发展

4、总线协议

列举了几种总线常见的协议，不一定是完整的，但包含了大部分。其中，ISO 14230也被称为基于K线的KWP2000协议，所以一般讲KWP2000和ISO 14230放在一起；单线CAN，MS CAN和HS CAN都是CAN总线，所以协议都是一样的，但是内部会有具体的细分，速率也不同。

四、总结

笔者画了一个简易的图，结合上面的内容，有如下信息：

1、汽车各个部件与ECU通信是通过总线的方式，不同部件使用的总线和速率可能不相同。

2、每个汽车会预留一个OBD接口，接口上有很多总线类型。

3、利用OBD接口，我们可以获取汽车总线上的数据，但是要遵从总线的硬件和软件协议规范，通过数据解析，我们就可以知道汽车的状态，行使距离，故障诊断码等。

4、OBD产品的主要构成是 收发器+控制器+外发器（蓝牙、WIFI等） ，收发器接收总线上的数据，发送给控制器，控制器解析之后，利用蓝牙，GSM/LTE等方式，将数据发送显示，这就是 前言 说的OBD产品获取汽车数据的原理，行车电脑获取故障码也是同样的道理。OBD产品获取总线数据有两种，一种是被动获取，也就是监听，监听到有用的数据之后进行处理；另外一种是主动获取，OBD产品会向总线上发送命令来获取数据。

不同的车型，车载总线的权限不同，也就是说我们OBD产品获取总线的数据是有限的，汽车厂商没有释放的，我们是无法获取的；另外一方面，OBD产品随意向汽车总线上发数据，或者数据出错，都有可能导致汽车总线出错，影响汽车的正常工作，这是很危险的，OBD产品最安全的方式就是监听。