多种角度来了解OBD2

本文介绍了OBD2（On Board Diagnostic ）的协议，其中包括OBD2连接器，OBD2 PID（parameter IDs）以与CAN总线的关系。

注意：这是一个实用介绍，因此您还将学习如何请求和解码OBD2数据，关键日志记录用例以及应用技巧。

什么是OBD2？
简而言之，OBD2——On Board DiagnosticsⅡ是您爱车的自我诊断系统。

您可能早已接触过了OBD2：

试着回忆一下，您是否注意到故障指示灯突然在您仪表盘上弹出了？

这就说明您的爱车向您反馈它出现了点问题。如果您去找修理师求助，他会使用OBD2 扫描仪来进行诊断。

通常，他会将OBD2扫描仪通过OBD2 16针的连接器连接到您的车辆，这样修理师就可以读取到OBD2的代码——诊断故障代码来判断故障问题所在。

OBD2连接器
您可以通过OBD2连接器轻松地访问汽车中的数据。SAE J1962标准中指定了两种OBD2母头16针连接器类型（A和B）。

图中是A型OBD2引脚连接器（有时也称为DLC（Data Link Connector））的示例。

需要注意的是：

OBD2连接器在方向盘周围，但也有可能在垫子下面或者仪表盘后
并非所有的公头都适合所有的OBD2母头，需检查接头类型和OBD的引脚
引脚16连着汽车电池，一般熄火后也是连通的
引脚6（CAN-H）和引脚14（CAN-L）是最重要的，因为CAN（ISO 15765-4）是大多数现代汽车（包括电动车）的标准配置

我们车上有OBD吗？
基本上都有！

几乎最近几年生产的汽车都支持OBD2，并且大多数都是基于CAN（ISO 15765）的。对于比较老的汽车，请注意，即使有16针OBD2连接器，它可能也不支持OBD2。确定车辆上是否有OBD2的一种方法是看您是在何时何处购买的产品。

下图是适配OBD2的国家和年限：

连接OBD2和CAN
CAN总线是一种像电话似的通信方法，而OBD2是一种高层协议，可以理解为一种语言。

值得说明的是，OBD2标准指定了的OBD2连接器，可以由5个协议运行。然而，自从2008年以来，CAN总线（ISO 15764）规定了美国出售的所有汽车强制性应用OBD2，这基本消除了其他4种协议。

ISO 15765是指一组限制应用的CAN标准，它是由ISO 11898定义的。ISO11898又被称为为汽车而定的CAN。

另外，OBD2 与其他高层协议如J1939，CANopen有相似。

OBD2的历史
OBD2来源于加利福尼亚，加州空气资源委员会(CARB)从1991年起要求所有新车都使用OBD，以达到控制排放的目的。

汽车工程师协会（SAE）和标准化的转轨以及OBD转接器制造商（SAE j1962）联合推荐OBD2标准的使用。

OBD2 标准按如下顺序一步步推出：

1996：OBD2在美国被强制用于汽车/轻型卡车
2001：应用于欧盟汽油车
2003：应用于欧盟的柴油车
2005：美国要求OBD2应用于中型车辆
2008：美国汽车必须使用ISO 15765-4 (CAN)作为OBD2基础
2010：美国要求OBD2应用于重型车辆

OBD2的未来
OBD2未来将以何种形式存在呢？

以下两种潜在的途径可能从根本上改变OBD2：

OBD3无线发送测试

在如今这个汽车智能网联的时代，OBD2测试似乎有些麻烦:需要手工进行排放控制，这样检查既费时又昂贵。

OBD3可以为所有汽车添加远程信息处理功能来解决上述问题。

基本上，OBD3给所有的汽车都增加了一个小型的无线电应答器(比如网关)。通过这种方式，车辆识别号码(VIN)和DTCs可以通过WiFi发送到中央服务器进行检查。

现如今，许多CAN和OBD2的设备可以通过Wifi/移动网络完成数据传输——比如CANedge2 Wifi版CAN记录仪。

这样既方便又能节省成本，但是从政治角度来说，出于监管方面的考虑，这也是一个挑战。

减少第三方OBD2服务

上面提到过，OBD2协议最初是为了控制排放才设计的。

然而，现在的OBD2被第三方开发者广泛地用于生成实时型数据——通过OBD2加密软件和CAN记录仪等。然而，德国汽车行业正在寻求方法改变这种状况。

消除第三方OBD2服务，建议开车时停止OBD2服务，而是在中央服务器上收集相关数据，这样可以让汽车制造商控制“大数据”。

尽管许多人把OBD2的第三方服务认定为是商业行为，但这一论证是基于安全考虑的（例如消除汽车黑客的风险）。这是否会成为必定趋势还有待观察——但是这可能会真正扰乱OBD2第三方服务的市场。

OBD2的PID
我们为什么关心OBD2数据呢？

工程师显然更关注OBD2 DTCs（用户可能也同样），然而管理机构需要OBD2来控制排放。

但是OBD2同样支持一系列可以被大多数汽车记录的广泛性标准参数。

这意味着您可以很容易地从您的车中获得可读的OBD2数据，包括速度、转速、油门位置等。

换句话说，OBD2让您很容易分析您爱车相关数据——OEM特定专有的原始数据。

解码OBD2和CAN总线的数据

原则上，从汽车上记录原始的CAN帧很简单。如果将CAN记录器连接到OBD2连接器，则将立即开始记录CAN总线的广播数据。但是，原始CAN消息需要通过转换规则数据库进行解码，并且此类数据库通常是专有的，从而不能从原始CAN数据中获得有用的信息。

汽车黑客可以尝试对转换规则进行逆向工程，尽管这在技术上相当先进。但是，CAN仍然是“完全获得”汽车数据的唯一方法，而OBD2仅只能提供对有限数据部分的访问。

如何记录OBD2数据
OBD2数据记录的工作方式如下：

您将OBD2记录器连接到OBD2连接器
通过工具，您可以通过CAN发送“请求帧”
相关的ECU通过CAN发送“响应帧”
换句话说，能够发送自定义CAN帧的CAN记录仪也可以用作OBD2记录仪。

请注意，汽车在支持的OBD2 PID方面因型号/年份而异。有关详细信息，请参见我们的OBD2数据记录器指南。

CANedge OBD2数据记录仪
CANedge可以让您轻松记录OBD2数据到8-32 GB的SD卡。您只需指定想要请求的OBD2 PID，然后通过OBD2适配器将其连接到汽车即可开始记录。最后通过免费软件/ API和我们的OBD2 DBC处理数据。

原始OBD2报文细节
如果想要开始记录OBD2数据，那先了解下原始OBD2消息结构基础会对您非常有帮助。

简而言之，OBD2消息包含 标识符和数据。此外，数据按服务、PID和数据字节（A，B，C，D）拆分开来并如下图所示：

OBD2信息段解释

标识符：对于OBD2消息，标识符是标准的11位，用于区分“请求消息”（ID 7DF）和“响应消息”（ID 7E8至7EF）。请注意，7E8通常是主机或ECU响应的ID。

有效位：仅用来反映这一帧数据的字节数（03至06）。对于“车速”的这个示例，请求帧的有效位是02（因为仅跟随01和0D），而响应帧有效位是03，因为跟随41、0D和32。

服务：对于请求，这将在01-0A之间。对于响应，将0替换为4（即41、42，…，4A）。如SAE J1979 OBD2标准中所述，有10种服务。模式1显示当前数据，例如用于查看实时车速，RPM等。其他模式用于如显示或清除存储的诊断故障代码并显示冻结帧数据。

PID：对于每种服务，都存在标准OBD2 PID的列表，例如，在01服务中，PID 0D为车速。有关完整列表，请查看Wikipedia OBD2 PID概述。每个PID都有一个说明，有些PID具有指定的最小或最大值以及转换公式。

比如只有参数A，速度的公式就是将16进制的A转换为十进制以获得km / h转换后的值（即32变为50 km / h以上）再例如，对于RPM（PID 0C），公式为（256 * A + B）/ 4。

A，B，C，D：这些是十六进制中的数据字节，在将其用于PID公式计算之前，需要将其转换为十进制形式。注意，不使用最后一个数据字节（在Dh之后）。

OBD2数据记录实例
来自汽车和轻型卡车的OBD2数据可应用于各种案例：

记录汽车数据

来自汽车的OBD2数据可用于减少油耗，改善驾驶行为，测试新型零件和保险事务

实时汽车诊断

OBD2接口可用于实时传输人类可读的OBD2

预测性维护

可以通过云端的IoT OBD2记录器监控汽车和轻型卡车，以预测和避免故障

车辆黑匣子记录器

OBD2记录器可以用作车辆或设备的“黑匣子”，例如为纠纷或诊断提供数据

需要什么样的OBD2的记录仪呢？
下面我们概述了最常见的OBD2分析仪类别：

OBD2诊断仪：维修师傅在车辆故障诊断（例如可能MIL灯相关）时，用于静态读取或者清除DTC。存在各种情况。

OBD2记录仪：用于将汽车中的OBD2数据记录到SD卡，非常适合例如黑匣子或新型零件现场测试。支持WiFi的版本也可用于例如车载远程信息处理。

OBD2接口：例如通过USB提供实时OBD2数据，通常用于专业诊断和OEM车辆开发中。

更专业的OBD2接口还可以用于传输OBD2数据以及专用的CAN总线数据，这对于CAN嗅探和汽车黑客攻击很有用。

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审核编辑 黄宇