一種CANopen-CAN網關的製作方法

2023-09-14 10:08:00 1

專利名稱：一種CANopen-CAN網關的製作方法
技術領域：
一種 CANopen-CAN 網關技術領域[0001]本實用新型涉及一種網絡數據交換工具，特別是一種CANopen-CAN網關。
技術背景[0002]CANopen網絡是一種專門為工業現場總線設計的網絡，目前已成為一種在國外 和國內大量使用的高可靠性現場總線網絡，但由於專業性太強，對外接口還不是特別方 便，往往需要經過網關才能與被控設備通信。[0003]CANopen-CAN 網關是將符合 CIA (CAN in Automation)標準的 CANopen 網絡技術和接口簡單、價格低廉、調試方便和性能可靠的CAN現場總線相結合的數據交換 工具，具有設計新穎、高可靠性、高靈活性和成本低廉的特點，在城市輕軌、地鐵和 汽車等工業領域有廣泛的應用前景。但當前使用的CANopen-CAN網關外圍接口不是 很豐富，沒有其他輔助調試和記錄數據的接口。現場調試和使用非常不便，必須要專 業技術人員帶上仿真器才可以監控數據，所以開發一種有豐富接口便於調試和使用的 CANopen-CAN網關既順應發展趨勢又具有很強的實用性。發明內容[0004]為解決現有技術存在的上述問題，本實用新型要設計一種具有記錄和監視功能 的 CANopen-CAN 網關。[0005]為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下一種CANopen-CAN網關， 包括主控制器模塊、CANopen接口模塊、CAN接口模塊和供電單元，所述的主控制器模 塊通過內部總線分別與CANopen接口模塊和CAN接口模塊連接，所述的主控制器模塊還 分別通過內部總線與SD卡接口模塊和USB接口模塊連接。[0006]本實用新型所述的SD卡接口模塊通過SPI 口與主控制器模塊相連；所述的USB 接口模塊採用嵌入式USB接口器件SL811HST，該器件內置USB主/從控制器，支持全 速和低速數據傳輸，能自動識別低速或全速設備。[0007]本實用新型所述的主控制器模塊包括AT91SAM7A3晶片。[0008]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果[0009]1、由於本實用新型豐富了 CANopen-CAN網關的外圍接口，提供了 USB接口和 SD卡接口用來監控和記錄數據，開發和調試人員可以藉助CANopen-CAN網關的SD卡 接口記錄數據到SD卡，通過USB接口實時監控數據，方便調試人員監控數據，大大提高 了現場調試人員的效率。[0010]2、本實用新型改變了傳統CANopen-CAN網關的只具有單一通信功能的現狀， 提供了豐富的接口為設備軟體升級打下了很好的基礎，可擴展性非常強。[0011]3、研發人員通過讀取SD卡上的數據，可以獲得網絡上的歷史數據，通過歷史 數據的分析可以發現問題，提高設備的穩定性。3
[0012]本實用新型僅有附圖1張，其中[0013]圖1 是 CANopen-CAN 網關圖。[0014]圖中1、主控制器模塊，2、SD卡接口模塊，3、USB接口模塊，4、CANopen接口模塊，5、供電單元，6、CAN接口模塊。
具體實施方式
[0015]
以下結合附圖對本實用新型進行進一步地描述。如圖1所示，一種 CANopen-CAN網關，包括主控制器模塊1、CANopen接口模塊4、CAN接口模塊6和 供電單元5，所述的主控制器模塊1通過內部總線分別與CANopen接口模塊4和CAN接 口模塊6連接，所述的主控制器模塊1還分別通過內部總線與SD卡接口模塊2和USB 接口模塊3連接。所述的SD卡接口模塊2通過SPI 口與主控制器模塊1相連；所述的 USB接口模塊3採用嵌入式USB接口器件SL811HST，該器件內置USB主/從控制器， 支持全速和低速數據傳輸，能自動識別低速或全速設備。所述的主控制器模塊1包括 AT91SAM7A3 晶片。[0016]本實用新型的工作原理如下[0017]主控制器模塊1是整個網關的核心部分，它由兩部分組成即硬體和控制軟 件。硬體的作用主要是負責控制CANopen協議控制器晶片的工作時序，以及CANopen 數據流的生成，同時還要負責電壓監視、軟體狗、工作電源提供等；軟體的作用是根據 現場應用要求，控制CANopen協議控制晶片的工作時序，將CANopen數據在主控制器模 塊1中進行處理、傳輸給USB接口模塊3，並對SD卡進行寫操作記錄網絡上數據供開發 人員分析。[0018]SD卡接口模塊2通過SPI 口與主控制器模塊1連接，另外主控制器模塊1還提 供額外引腳來檢測卡的存在和防寫功能。SPI總線模式下，CS為主控制器模塊1向SD 卡發送的片選信號，SCLK為主控制器模塊1向SD卡發送的時鐘信號，DI(Datahi)為主 控制器模塊1向SD卡發送的單向數據信號，DO(DataOut)為SD卡向主控制器模塊1發 送的單向數據信號。選擇SD模式通信實現高速通信.採用GPIO接口滿足特定的SD規 範協議。[0019]USB接口模塊3使用SL811HST晶片，內含USB主/從控制器，支持全速 (foil-speed)/低速(low-speed)數據傳輸，並能自動識別低速或者全速設備，SL811HST 晶片所提供的接口可與微控制器和DSP相連。此外，SL811HST晶片內部有一個256字 節的RAM，可用做控制寄存器或數據緩衝器。[0020]CANopen接口模塊4是CANopen網絡的物理接口，它由兩部分組成即 CANopen總線收發器和光電隔離器件。光電隔離器件是將CANopen網絡的外電路信號 經過光隔離送入總線收發器，或者將總線收發器的信號經光隔離器件送CANopen網絡。 CANopen總線收發器是CANopen協議控制器和高頻隔離變壓器的電氣接口，它將協議控制器送來的數位訊號轉換成差分信號，然後將該信號送至光電隔離器件，或者將光電隔 離器件送來的差分網絡信號解碼成數位訊號，送入協議控制器。[0021]供電單元5包括幾種等級的電源晶片及保護電路，負責整個系統的供電。產生的電壓等級包括隔離的+5V電壓、+3.3V電壓和+2.5V電壓。[0022] CAN接口模塊6將外總線信號解調成CAN控制器的數據流，供控制器處理， 或將控制器生成的CAN信號送到CAN總線物理接口生成符合CAN通訊的信號與外界通
權利要求1.一種CANopen-CAN網關，包括主控制器模塊(1)、CANopen接口模塊、CAN接口模塊(6)和供電單元( ，所述的主控制器模塊(1)通過內部總線分別與CANopen接 口模塊(4)和CAN接口模塊(6)連接，其特徵在於所述的主控制器模塊(1)還分別通 過內部總線與SD卡接口模塊(2)和USB接口模塊(3)連接。
2.根據權利要求1所述的一種CANopen-CAN網關，其特徵在於所述的SD卡接 口模塊⑵通過SPI 口與主控制器模塊⑴相連；所述的USB接口模塊(3)採用嵌入式 USB接口器件SL811HST，該器件內置USB主/從控制器，支持全速和低速數據傳輸， 能自動識別低速或全速設備。
3.根據權利要求1所述的一種CANopen-CAN網關，其特徵在於所述的主控制器 模塊(1)包括AT91SAM7A3晶片。
專利摘要本實用新型公開了一種CANopen-CAN網關，包括主控制器模塊、CANopen接口模塊、CAN接口模塊和供電單元，所述的主控制器模塊通過內部總線分別與CANopen接口模塊和CAN接口模塊連接，所述的主控制器模塊還分別通過內部總線與SD卡接口模塊和USB接口模塊連接。所述的USB接口模塊採用嵌入式USB接口器件SL811HST。本實用新型豐富了CANopen-CAN網關的外圍接口，提供了USB接口和SD卡接口用來監控和記錄數據，開發和調試人員可以藉助SD卡接口記錄數據到SD卡，通過USB接口實時監控數據，方便調試人員監控數據，大大提高了現場調試人員的效率。
文檔編號H04L12/66GK201813396SQ20102056468
公開日2011年4月27日 申請日期2010年10月14日 優先權日2010年10月14日
發明者吳濤, 李時智, 石勇 申請人:中國北車股份有限公司大連電力牽引研發中心