內嵌式can總線控制器的控制雲臺的製作方法
2023-12-07 09:20:26
專利名稱：內嵌式can總線控制器的控制雲臺的製作方法
技術領域：
內嵌CAN總線控制器的控制雲臺，屬於安防領域中的視頻監控技術，具體涉及一種利 用CAN總線技術進行傳輸控制的控制雲臺。
背景技術：
近年來，隨著視頻監控技術的不斷發展，雲臺控制技術也得到了廣泛應用。目前，現有 技術中，控制雲臺是通過外接控制電路，以RS-485通信控制方式對其進行方向軌跡的運動控 制；其不足之處在於(1)由於RS-485通信控制方式沒有完整的通信協議規約，導致了雲臺 控制的實時性差、通訊的可靠性低、控制應用不靈活等缺點。(2)由於控制雲臺是通過多束 線束進行控制的，使得裝配錯亂繁瑣，必將造成系統的不穩定、故障率高、維護繁瑣等，並 且當有大電流或長時間工作時，容易導致燒結或燒毀線束等現象；(3)可靠性、智能化及集 成化程度不高。
實用新型內容
本實用新型要解決的技術問題是克服傳統雲臺在控制技術上存在的不足，提供一種利 用SP—CAN網絡數據傳輸協議技術，通過CAN總線控制器進行控制的，以CAN總線通信控制 技術取代目前以RS-485通信控制技術，具有數據傳輸速率高、系統實時性強、高可靠性及 低成本等特點的智能化、集成化、且節省了連接線束、降低故障率的一種內嵌式CAN總線控 制器的控制雲臺。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是該內嵌式CAN總線控制器的控制雲 臺，包括DOWAN控制電機、UP控制電機、RIHT控制電機、LEFT控制電機、AUT0控制電機 及電機公共端子，其特徵在於還包括系統控制器、CAN總線控制器、CAN_H、 CAN_L網絡 總線，系統控制器與CAN總線控制器互聯，CAN—H、 CAN—L網絡總線通過CAN總線控制器 與DOWAN控制電機、UP控制電機、RIHT控制電機、LEFT控制電機、AUTO控制電機及電機 公共端相連接。
CAN總線控制器包括微處理器、防雷及靜電保護電路、電源DC-DC、 CAN通信電路、傳 感器控制信號、存儲單元、驅動控制及檢測反饋電路、執行器；其中，電源DC-DC通過防雷 及靜電保護電路分別與微處理器和CAN通信電路相連接；CAN通信電路與微處理器互聯，傳 感器控制信號與CAN通信電路連接；存儲單元與微處理器互聯；微處理器與驅動控制及檢測反饋電路互聯，且通過其與執行器連接。
微處理器為帶CAN控制器的單片機，內嵌有控制編碼及數據傳輸協議。 微處理器接收來自相應的傳感器控制信號，並對其相應執行器的工作狀態進行控制。 執行器是由D0WAN控制電機、UP控制電機、RIHT控制電機、LEFT控制電機、AUT0控
制電機組成。
系統控制器由CAN總線信號監測傳輸及監控報警控制單元、CAN總線與視頻差分傳輸及同 步分時切換控制單元和橋接中繼器控制單元組成。
系統控制器能夠接收或發送的相關的控制命令信息，並通過CAN總線控制器進行傳輸 控制，經微處理器中的CAN通信電路完成對執行器的開啟及運動軌跡的控制；
工作原理
本實用新型內嵌CAN總線控制器的控制雲臺通信控制信息遵從SP_CAN網絡數據傳輸協 議，系統控制器將要發送的控制命令信息，經過編碼後發送到CAN總線上，通過CAN總線 傳輸網絡進行傳輸，經微處理器中的CAN通信電路完成接收信息任務後，微處理器對其解譯 碼，然後處理執行相應的控制指令，對相應執行器的開啟及運動軌跡進行控制。
本實用新型內嵌CAN總線控制器的控制雲臺在實施過程中，其具有採樣速率快，數據 傳輸速率高及實時性能強、可靠性高等功能特點，同時對相應執行器的工作狀態進行檢測反 饋，且具有過電流保護功能，並將檢測結果經編碼後發送到CAN總線網絡上，及時更正其工 作狀態，以改變相應執行器的動作，達到實時控制的目的。
與現有技術相比，本實用新型內嵌式CAN總線控制器的控制雲臺所具有的特點是以 CAN通信控制方式取代了目前主要採用的RS-485通信控制方式，具有如下優點(l)CAN總 線控制器以嵌入方式固定於控制雲臺內部，從而體現了系統的智能化與集成化；(2)利用 SP_CAN網絡數據傳輸協議，採用CAN通信控制方式，通過其完整地通信協議規約，不僅加強 了系統控制的實時性、提高了系統的高可靠性與安全性，且外部控制數據傳輸線只有CAN一H、 CAN—L兩根網絡連接線，從而降低了故障率、節約了維護成本；(3)本實用新型採用毫安級 電流控制，具有過電流保護功能，從而避免了因大電流造成的對線束及控制器件的燒結、燒 毀現象，提高了系統的可靠性，延長了壽命。
圖1是本實用新型實施例的結構功能框圖； 圖2是CAN總線控制器的電路原理框圖； 圖3是本實用新型實施例的電路原理圖。 圖1-3是本實用新型的最佳實施例。其中1 DOWAN控制電機、2 UP控制電機、3 RIHT控制電機、4 LEFT控制電機、 5 AUT0控制電機具體實施方式
以下結合附圖1-3對本實用新型的內嵌式CAN總線控制器的控制雲臺，應用於視頻監 控系統中的CAN總線控制器做進一步說明。應當注意，這裡描述的實施例只用於舉例說明， 並不用於限制本實用新型。
如圖1所示本實用新型內嵌CAN總線控制器的控制雲臺結構功能框圖，包括CAN總 線控制器、系統控制器、CAN—H、 CAN—L網絡總線、DOWAN控制電機、UP控制電機、RIHT控 制電機、LEFT控制電機、AUTO控制電機及電機公共端子；其中系統控制器與CAN總線控 制器互聯，CANJi、 CAN—L網絡總線通過CAN總線控制器與DOWAN控制電機、UP控制電機、 RIHT控制電機、LEFT控制電機、AUTO控制電機及電機公共端相連接。
系統控制器能夠接收或發送的相關的控制命令信息，並通過CAN總線傳輸網絡進行傳 輸控制，經微處理器中的CAN通信電路完成對相應控制電機的開啟及運動軌跡的控制；
如圖2所示為本實用新型CAN總線控制器的電路原理框圖，其CAN總線控制器包括 微處理器、防雷及靜電保護電路、電源DC-DC、 CAN通信電路、傳感器控制信號、存儲單元、 驅動控制及檢測反饋電路、執行器；其中，電源DC-DC通過防雷及靜電保護電路分別與微處 理器和CAN通信電路相連接；CAN通信電路與微處理器互聯，傳感器控制信號與CAN通信電 路連接；存儲單元與微處理器互聯；微處理器與驅動控制及檢測反饋電路互聯，且通過其與 執行器連接。
微處理器為帶CAN控制器的單片機，內嵌有控制編碼及數據傳輸協議。 執行器是由D0WAN控制電機、UP控制電機、RIHT控制電機、LEFT控制電機、AUTO控 制電機組成。
微處理器通過相應的傳感器控制信號來觸發相應的事件，並對其相應執行器的工作狀態 進行控制。
本實用新型CAN總線控制器在實施過程中，其具有採樣速率快，數據傳輸速率高及實時 性能強、可靠性高等功能特點，同實時的對相應執行器的工作狀態行檢測反饋，且具有過電 流保護功能，並將檢測結果經編碼後發送到CAN總線網絡上，及時更正其工作狀態，以改變 相應執行器的動作，達到實時控制的目的。
如圖3所示
由微處理器U1、功放管U2及CAN收發器U3、光電耦合器U4、 U5及其外圍電路組成CAN 總線控制器，微處理器U1為帶CAN控制器的單片機，內嵌有控制編碼及數據傳輸協議；微處理器U1對其信息進行編解碼處理後，並控制相應執行器的軌跡運動。
微處理器Ul的11腳接VCC高電平，10腳、33腳接地，5腳通過電阻R2接地，9腳 通過電容C4接地，微處理器U1的6、 29、 30、 31腳分別接編程接口 PG-FP4的14、 3、 5、 7 腳。編程接口 PG-FP4的l腳接地，4腳接VCC高電平。
復位電路由電阻R1、電容C3、 二極體Dl及接線端子RET、 Jl組成，接線端子J1的1腳 通過電容C3和二極體D1接VCC高電平，並通過電阻R1接地，接線端子J1的2腳接微處理 器的3腳，接線端子RET的1腳接VCC高電平，2腳接接線端子Jl的1腳，接線端子Jl的 3腳與編程接口 PG-FP4的2腳連接。
外部時鐘電路由晶振Xl,電容C1、C2組成，微處理器U1的7、 8腳分別與晶振X1連接， 然後分別通過電容C1， C2接地。
CAN通信電路由CAN收發器U3、光電耦合器U4、 U5、電阻RIO、 Rll、 R14、 R17-R19、 電容C5-C7 、 CAN接口端子JP3組成，CAN收發器U3的3腳接VCC高電平，2腳接地，2、 3 腳之間串接電容C7， 8腳通過電阻R14接地，CAN收發器U3的1腳接光電耦合器U4的6腳， 4腳通過電阻R17接光電耦合器U5的3腳，6、 7腳通過並接電阻R10、 R11連接到CAN接口 端子JP3的1、 2腳。光電耦合器U4的2、 8腳接VCC高電平，5腳接地，3腳通過電阻R18 接微處理器III的19腳，光電耦合器U5的2腳接VCC高電平,5腳接地，5腳和8腳之間接 電容C6， 8腳通過電阻R19接微處理器U1的20腳。
防雷及靜電保護電路由氣體管PT、 CAN接口端子JP3、電阻R12、 R13、 R15、 R16、 二極 管D4-D7、瞬態抑制二極體TVS D2、 D3組成，氣體管PT的1、 2腳分別與CAN接口端子JP3 的l、 2腳連接，氣體管PT的1腳通過電阻R12、 R15、 二極體D4、 D5接地，且電阻R12、 R15串聯處通過瞬態抑制二極體TVS D2接地；氣體管PT的2腳通過電阻R13、 R16、 二極體 D6、 D7接地，且電阻R13、 R16串聯處通過瞬態抑制二極體TVS D3接地。
驅動控制及檢測反饋電路由功放管U2、繼電器S1- S7、電阻R3-R9、 二極體D8_14、接 線端子Zl-Z7組成，功放管U2的9腳接VCC高電平，8腳接地，8、 9腳之間串接電容C12， 功放器U2的1-7腳分別接微處理器Ul的19-12腳，並且分別上拉電阻R3-R9，繼電器SI- S7 的1腳分別接VCC高電平，2腳分別接功放管U3的16-IO腳，且l、 2腳之間分別連接二極 管D8-D14,繼電器S卜S7的3腳分別接AC/DC電源，5腳分別接接線端子Zl-Z7的1腳， 接線端子Zl-Z7的2腳分別接地。
權利要求1、內嵌式CAN總線控制器的控制雲臺，包括DOWAN控制電機(1)、UP控制電機(2)、RIHT控制電機(3)、LEFT控制電機(4)、AUTO控制電機(5)和電機公共端子，其特徵在於還包括系統控制器、CAN總線控制器、CAN_H、CAN_L網絡總線，系統控制器與CAN總線控制器互聯，CAN_H、CAN_L網絡總線通過CAN總線控制器與DOWAN控制電機(1)、UP控制電機(2)、RIHT控制電機(3)、LEFT控制電機(4)、AUTO控制電機(5)及電機公共端相連接。
2、 根據權利要求1所述的內嵌式CAN總線控制器的控制雲臺，其特徵在於CAN總 線控制器包括微處理器、防雷及靜電保護電路、電源DC-DC、 CAN通信電路、傳感器控制信 號、存儲單元、驅動控制及檢測反饋電路和執行器；其中，電源DC-DC通過防雷及靜電保護 電路分別與微處理器和CAN通信電路相連接；CAN通信電路與微處理器互聯，傳感器控制信 號與CAN通信電路連接；存儲單元與微處理器互聯；微處理器與驅動控制及檢測反饋電路互 聯，且通過其與執行器連接。
3、 根據權利要求2所述的內嵌式CAN總線控制器的控制雲臺，其特徵在於微處理器 為帶CAN控制器的單片機，內嵌有控制編碼及數據傳輸協議。
4、 根據權利要求1所述的內嵌式CAN總線控制器的控制雲臺，其特徵在於系統控制器 包括CAN總線信號監測傳輸及監控報警控制單元、CAN總線與視頻差分傳輸及同步分時切換控 制單元和橋接中繼器控制單元。
5、 根據權利要求2所述的內嵌式CAN總線控制器的控制雲臺，其特徵在於CAN通 信電路由CAN收發器U3、光電耦合器U4、 U5、電阻R10、 Rll、 R14、 R17-R19、電容 C5-C7 、 CAN接口端子JP3組成，CAN收發器U3的3腳接VCC高電平，2腳接地，2、 3 腳之間串接電容C7， 8腳通過電阻R14接地，CAN收發器U3的1腳接光電耦合器U4的6 腳，4腳通過電阻Rn接光電耦合器U5的3腳，6、 7腳通過並接電阻RIO、 Rll連接到CAN 接口端子JP3的1、 2腳。光電耦合器U4的2、 8腳接VCC高電平，5腳接地，3腳通過電 阻R18接微處理器Ul的19腳，光電耦合器U5的2腳接VCC高電平，5腳接地，5腳和8 腳之間接電容C6， 8腳通過電阻R19接微處理器Ul的20腳。
6、 根據權利要求2所述的內嵌式CAN總線控制器的控制雲臺，其特徵在於防雷及靜 電保護電路由氣體管PT、 CAN接口端子JP3、電阻R12、 R13、 R15、 R16、 二極體D4-D7、瞬 態抑制二極體TVS D2、 D3組成，氣體管PT的1、 2腳分別與CAN接口端子JP3的1、 2腳連 接，氣體管PT的1腳通過電阻R12、 R15、 二極體D4、 D5接地，且電阻R12、 R15串聯處通過瞬態抑制二極體TVS D2接地；氣體管PT的2腳通過電阻R13、 R16、 二極體D6、 D7接地， 且電阻R13、 R16串聯處通過瞬態抑制二極體TVS D3接地。
7、根據權利要求2所述的內嵌式CAN總線控制器的控制雲臺，其特徵在於驅動控制 及檢測反饋電路由功放管U2、繼電器S1-S7、電阻R3-R9、 二極體D8-14、接線端子Zl-Z7 組成，功放管U2的9腳接VCC高電平，8腳接地，8、 9腳之間串接電容C12，功放器U2的 1-7腳分別接微處理器Ul的19-12腳，並且分別上拉電阻R3-R9，繼電器SI- S7的1腳分 別接VCC高電平，2腳分別接功放管U3的16-10腳，且1、 2腳之間分別連接二極體D8-D14， 繼電器SI- S7的3腳分別接AC/DC電源，5腳分別接接線端子Zl-Z7的1腳，接線端子Zl-Z7 的2腳分別接地。
專利摘要內嵌CAN總線控制器的控制雲臺，屬於安防領域中的視頻監控技術。包括DOWAN控制電機(1)、UP控制電機(2)、RIHT控制電機(3)、LEFT控制電機(4)、AUTO控制電機(5)和電機公共端子，其特徵在於還包括系統控制器、CAN總線控制器、CAN_H、CAN_L網絡總線，系統控制器與CAN總線控制器互聯，CAN_H、CAN_L網絡總線通過CAN總線控制器與DOWAN控制電機(1)、UP控制電機(2)、RIHT控制電機(3)、LEFT控制電機(4)、AUTO控制電機(5)及電機公共端相連接。以CAN總線通信控制技術取代目前以RS-485通信控制技術，具有數據傳輸速率高、系統實時性強、高可靠性及低成本等特點。
文檔編號H04L12/28GK201345052SQ20082023312
公開日2009年11月11日 申請日期2008年12月25日 優先權日2008年12月25日
發明者於劍鋒, 寧 盧, 宮春勇, 高小群 申請人:山東申普汽車控制技術有限公司