CN106483414B - 一种can信号光电转换装置及can信号光电隔离系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种CAN信号光电转换装置及CAN信号光电隔离系统，包括CAN信号控制模块，检测模块，信号转换模块，光信号收发模块及N种CAN信号收发模块，N为大于1的自然数；所述检测模块用于检测所述CAN信号控制模块的串行信号输出状态，或所述信号转换模块的工作状态，或所述光信号收发模块的工作状态，并当检测结果为异常时，所述检测模块发送切换指令到所述CAN信号控制模块中，所述CAN信号控制模块根据接收到的所述切换指令控制所述CAN信号收发模块的开或关；本发明所提供的一种CAN信号光电转换装置及CAN信号光电隔离系统能够自动匹配输入CAN信号制式，使测试人员无需知道被测物使用的CAN信号制式，即可完成测试，极大地提高了测试的效率。

Description

一种CAN信号光电转换装置及CAN信号光电隔离系统

技术领域

本发明涉及电磁兼容测试领域，特别涉及一种CAN信号光电转换装置及CAN信号光电隔离系统。

背景技术

随着科技的发展，车用电气设备随着人们对汽车各功能需求的不断提高也在逐渐地增加，发动机制动控制，安全保证系统，仪表报警系统，及为提高汽车舒适性和娱乐性而做出的各种努力，使汽车电气系统形成一个复杂的系统，而CAN总线技术以其硬件连接简单，良好的可靠性，实时性和性价比，被广泛应用于汽车领域。因此在对车内电气设备进行电磁兼容测试时，通常会选用CAN信号作为检测时使用的测试信号。

但是，由于市面上的汽车种类繁多，因此其电气系统采用的供电制式及工作方式也各不相同，相应的其使用的CAN信号制式也不相同，由于测试人员无法直观的看到被测车辆所使用的CAN信号制式，这就对测试造成了不便，测试时很容易出现测试设备的信号制式与被测车辆使用的信号制式不一致的情况，导致设备不能正常工作，降低了整个测试的效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种CAN信号光电转换装置，能够自动选择对应的信号制式，使其与被测物使用的信号制式一致。

本发明为实现上述目的采用以下的技术方案：

第一方面，本发明提供了一种CAN信号光电转换装置，包括CAN信号控制模块，检测模块，信号转换模块，光信号收发模块及N种CAN信号收发模块，N为大于1的自然数；

其中，所述CAN信号控制模块、所述信号转换模块、所述光信号收发模块依次相连；

所述N种CAN信号收发模块均与所述CAN信号控制模块相连；

所述检测模块的第一端与所述CAN信号控制模块的反馈端相连，所述检测模块的第二端与所述CAN信号控制模块、所述信号转换模块、所述光信号收发模块中的至少一个相连；

所述检测模块用于实现如下a)至c)检测方式中的至少一种：

a)所述检测模块用于检测所述CAN信号控制模块的工作状态；

b)所述检测模块用于检测所述信号转换模块的工作状态；

c)所述检测模块用于检测所述光信号收发模块的工作状态；

并当所述a)至c)检测方式中的一种或多种的检测结果为工作状态异常时，所述检测模块发送切换指令到所述CAN信号控制模块中；

所述CAN信号控制模块用于根据所述切换指令关闭当前激活的CAN信号收发模块，并激活第Q种CAN信号收发模块，其中，记所述当前激活的CAN信号收发模块为第P种CAN信号收发模块；

其中，Q∈N,P∈N，且Q≠P。

优选的，在本发明一实施例中，所述CAN信号控制模块包括N个控制端，所述N种CAN信号收发模块均包括第一端、第二端和第三端；

其中，所述CAN信号控制模块的第K个控制端与第K种所述CAN信号收发模块的第一端相连，所述N种CAN信号收发模块的第二端均与CAN总线相连，所述N种CAN信号收发模块的第三端均与所述CAN信号控制模块的CAN信号接口相连，所述CAN信号控制模块的串行信号接口与所述信号转换模块的一端相连，所述信号转换模块的另一端与所述光信号收发模块的电信号接口相连，所述检测模块的输出端与所述CAN信号控制模块的反馈端相连，所述检测模块的检测端与所述CAN信号控制模块的串行信号接口、所述信号转换模块、所述光信号收发模块中的至少一个相连，其中，K∈N；

所述检测模块的a)至c)检测方式具体为：

a)所述检测模块用于检测所述CAN信号控制模块的串行信号输出状态；

所述CAN信号收发模块用于接收所述CAN总线输入的CAN信号，还用于向所述CAN总线发送CAN信号；

所述信号转换模块用于将接收到的串行信号转换成数字信号；所述信号转换模块还用于将接收到的数字信号转换成串行信号；

所述光信号收发模块用于将接收到的数字信号转换成光信号并发送出去；所述光信号收发模块还用于将接收到的光信号转换成数字信号并发送到所述信号转换模块中。

在本发明一实施例中，所述CAN信号控制模块还用于将接收到的CAN信号解析成串行信号，所述CAN信号控制模块还用于将接收到的串行信号编码成CAN信号。

在本发明一实施例中，所述CAN信号光电转换装置还包括滤波模块，所述滤波模块的第一端与CAN总线网络相连，所述滤波模块的第二端与所述N种CAN信号收发模块的第二端相 连；所述滤波模块用于对输入和输出的信号进行滤波。

在本发明一实施例中，所述CAN信号光电转换装置还包括静电防护模块，所述静电防护模块的第一端与CAN总线网络相连，所述静电防护模块的第二端与所述滤波模块的第一端相连；所述静电防护模块用于滤除输入信号和输出信号中夹杂的静电。

在本发明一实施例中，所述检测模块还预设有警戒值，所述警戒值包括切换次数和/或异常时间，当所述检测模块连续发送切换指令的次数超过所述警戒值时和/或所述检测模块的检测结果为异常的时间大于所述警戒值时，所述检测模块发出报警信号。

在本发明一实施例中，所述CAN信号光电转换装置还包括干预模块，所述干预模块与所述CAN信号控制模块的反馈端相连，用于手动控制所述CAN信号收发模块的开或关。

在本发明一实施例中，所述N种CAN信号收发模块包括低速度CAN信号收发模块及高速CAN信号收发模块。

第二方面，本发明还提供了一种CAN信号光电隔离系统，所述CAN信号光电隔离系统与N个CAN总线网络相连，N为大于1的自然数，其特征在于，包括至少两个本发明第一方面说提供的一种CAN信号光电转换装置，所述检测模块还包括同步端；每个所述CAN总线网络至少与一个所述CAN信号光电转换装置相连；

其中，与第I所述CAN总线网络相连的所述CAN信号光电转换装置记为第I转换装置，所述第I转换装置的检测模块记为第I检测模块，与第J所述CAN总线网络相连的所述CAN信号光电转换装置记为第J转换装置，所述第J转换装置的检测模块记为第J检测模块；所述第I转换装置的光信号接口与第J转换装置的光信号接口相连，第I测模块的同步端与所述第J检测模块的同步端相连，I∈N,J∈N,且I≠J；

所述第I转换装置用于将从所述第I总线网络中接收到的CAN信号转换成光信号，并发送给所述第J转换装置；所述第J转换装置用于将接收到的光信号重新转换成CAN信号，并发送到所述第J总线网络中；

当所述第I检测模块的检测结果异常时，所述第I检测模块发送切换指令到第I转换装置的所述CAN信号控制模块中，并通过同步端控制第J检测模块同步发送切换指令到第J转换装置的所述CAN信号控制模块中。

在本发明一实施例中，所述第I检测模块的同步端与所述第J检测模块的同步端通过光纤相连。

在本发明一实施例中，CAN信号光电隔离系统还包括屏蔽装置，至少一个所述转换装 置置于所述屏蔽装置内。

本发明的有益效果：

其一，本发明所提供的CAN信号光电转换装置可以自动匹配输入的CAN信号制式，使测试人员无需知道被测车辆使用的CAN信号制式，即可完成测试，极大地提高了测试的效率。

其二，本发明所提供的CAN信号光电隔离系统可以置于电波暗室使用，既不会引入额外的电磁干扰，影响测试数据的准确性；还可以保证在高电磁辐射环境中依然保持正常工作。

附图说明

图1为本发明一实施例中的一种CAN信号光电转换装置的结构示意图；

图2为本发明另一实施例中的一种CAN信号光电转换装置的结构示意图；

图3为本发明一实施例中的一种CAN信号光电隔离系统的结构示意图；

图4为本发明一具体应用场景中的一种CAN信号光电隔离系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明做进一步说明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

第一方面，本发明提供了一种CAN信号光电转换装置，如图1所示，包括CAN信号控制模块20，信号转换模块30，光信号发送模块40,检测模块50及N种CAN信号收发模块10；

其中，所述CAN信号控制模块20包括N个控制端，CAN信号控制模块20的第一个控制端与第一种CAN信号收发模块10的第一端相连，CAN信号控制模块20的第二个控制端与第二种CAN信号收发模块10的第一端相连，所述CAN信号控制模块20的第N个控制端与第N种CAN信号收发模块10的第一端相连，所有CAN信号收发模块10的第二端均与CAN总线相连，所有CAN信号收发模块10的第三端均与CAN信号控制模块20的CAN信号接口相连，CAN信号控制模块20的串行信号接口与信号转换模块30的一端相连，信号转换模块30的另一端与光信号收发模块40的电信号接口相连，检测模块50的输出端与CAN信号控制模块20的反馈端相连，检测模块50的检测端与所述光信号收发模块的状态检测端相连；

所述第一种CAN信号收发模块10、第二种CAN信号收发模块10、第N种CAN信号收发模块10的信号制式各不相同；

其中，图1没有具体画出CAN信号控制模块20的控制端与各个CAN信号收发模块10的第一端之间的实际连线方式，该连线方式为本领域技术人员常用的连线方式；

一方面，当任意一个激活的CAN信号收发模块10从CAN总线网络中接收到CAN信号后，该CAN信号收发模块10将接收到的CAN信号发送到CAN信号控制模块20，CAN信号控制模块20将接收到的CAN信号解析成串行信号，并将所述串行信号发送到信号转换模块30，信号转换模块30将接收到的串行信号转换成数字信号，并发送给光信号收发模块40；此时，检测模块50检测光信号收发模块40的工作状态，当光信号收发模块40的工作状态为异常时，检测模块50向CAN信号控制模块20发送切换指令，CAN信号控制模块20接收到的所述切换指令后，关闭当前激活的CAN信号收发模块10，并激活下一个CAN信号收发模块10，重复上述过程，直到检测模块50检测到光信号收发模块40的工作状态为正常；光信号收发模块40将接收到的数字信号转换成光信号，并发送出去；

另一方面，当光信号收发模块40接收到光信号时，光信号收发模块40将接收到的光信号转换成数字信号，并发送给信号转换模块30，信号转换模块30将接收到的数字信号转换成串行信号，并将所述串行信号发送到CAN信号控制模块20，CAN信号控制模块20将接收到的串行信号编码成CAN信号，并将所述CAN信号发送到激活的CAN信号收发模块10中，该CAN信号收发模块10将接收到的CAN信号发送到相连CAN总线中。

在本发明另一实施例中，如图2所示，本发明所提供的一种CAN信号光电转换装置还包括滤波模块60及静电防护模块70；

其中，静电防护模块70的第一端与CAN总线相连，静电防护模块70的第二端与滤波模块60的第一端相连，滤波模块60的第二端与所有CAN信号收发模块10的第二端相连。

可选的，在本发明一实施例中，检测模块50中还预设有警戒值，所述警戒值包括切换次数和/或异常时间，当检测模块50连续发送切换指令的次数超过所述警戒值时和/或检测模块50的检测结果为异常的时间大于所述警戒值时，所述检测模块50发出报警信号。

可选的，在本发明一实施例中，所述CAN信号光电转换装置还包括干预模块，所述干预模块与CAN信号控制模块20的反馈端相连；所述干预模块用于提供人工干预接口，使测试人员可以手动发送切换指令。

可选的，在本发明一实施例中，检测模块50的检测端与CAN信号控制模块20的串行信号接口或信号转换模块30相连，当检测CAN信号控制模块20的串行信号的输出状态或信号转换模块30的工作状态为异常时，检测模块50向CAN信号控制模块20发送切换指令。

第二方面，本发明还提供了一种CAN信号光电隔离系统，如图3所述，所述CAN信号光电隔离系统与第一CAN总线网络及第二CAN总线网络相连，所述CAN信号光电隔离系统包括 两个本发明第一方面所提供的CAN信号光电转换装置；

其中，与所述第一CAN总线网络相连的所述CAN信号光电转换装置作为第一转换装置100，与所述第二CAN总线网络相连的所述CAN信号光电转换装置作为第二转换装置200，第一转换装置100中的第一检测模块150及第二转换装置200中的第二检测模块250均包括同步端；第一转换装置100的电信号接口与第一CAN总线网络相连，第一转换装置100的光信号接口与第二转换装置200的光信号接口相连，第二转换装置的电信号接口与第二CAN总线网络相连，第一检测模块150的同步端与第二检测模块250的同步端相连；

一方面，当第一CAN总线网络的输入的CAN信号时，所述CAN信号通过第一静电防护模块170及第一滤波模块160发送到激活的CAN信号收发模块110中，CAN信号收发模块110将接收到的CAN信号发送到第一CAN信号控制模块120中，第一CAN信号控制模块120将接收到的CAN信号解析成串行信号，并将所述串行信号发送到第一信号转换模块130中，第一信号转换模块130将接收到的串行信号转换成数字信号，并发送到第一光信号收发模块140中；第一检测模块150检测第一光信号收发模块140的工作状态，当第一检测模块150的检测结果为异常时，第一检测模块150向第一CAN信号控制模块120发送切换指令，并同时向第二检测模块250发送同步指令，第二检测模块250接收到的所述同步指令后，向所述的第二CAN信号控制模块220发送切换指令，以保证第一转换装置100及第二转换装置200激活的所述CAN信号收发模块的相同信号制式，直到第一检测模块150检测到第一光信号收发模块的140的工作状态正常；当第一光信号收发模块140正常工作时，第一光信号收发模块140将接收到的数字信号转换成光信号，并发送到第二光信号收发模块240中，第二收发模块240将接收到光信号转换成数字信号，并发送给第二信号转换模块230，第二信号转换模块230将接收到的数字信号转换成串行信号，并发送给第二CAN信号控制模块220，第二CAN信号控制模块220将接收到的串行信号编码成CAN信号，并发送到激活的CAN信号收发模块210中，CAN信号收发模块210将接收到的CAN信号通过第二滤波模块260及第二静电防护模块270输出到第二CAN总线网络中。

同理，另一方面，当第二CAN总线网络的输入的CAN信号时，所述CAN信号通过第二静电防护模块270及第二滤波模块260发送到激活的CAN信号收发模块210中，CAN信号收发模块210将接收到的CAN信号发送到第二CAN信号控制模块220中，第二CAN信号控制模块220将接收到的CAN信号解析成串行信号，并将所述串行信号发送到第二信号转换模块230中，第二信号转换模块230将接收到的串行信号转换成数字信号，并发送到第二光信号收发模块 240中；第二检测模块250检测第二光信号收发模块240的工作状态，当第二检测模块250的检测结果为异常时，第二检测模块250向第二CAN信号控制模块220发送切换指令，并同时向第一检测模块150发送同步指令，第一检测模块150接收到的所述同步指令后，向所述的第一CAN信号控制模块120发送切换指令，以保证第一转换装置100及第二转换装置200激活的所述CAN信号收发模块的相同信号制式，直到第二检测模块250检测到第二光信号收发模块的240的工作状态正常；当第二光信号收发模块240正常工作时，第二光信号收发模块240将接收到的数字信号转换成光信号，并发送到第一光信号收发模块140中，第一光信号收发模块140将接收到光信号转换成数字信号，并发送给第一信号转换模块130，第一信号转换模块130将接收到的数字信号转换成串行信号，并发送给第一CAN信号控制模块120，第一CAN信号控制模块120将接收到的串行信号编码成CAN信号，并发送到激活的CAN信号收发模块110中，CAN信号收发模块110将接收到的CAN信号通过第一滤波模块160及第一静电防护模块170输出到第一CAN总线网络中。

在本发明一具体应用场景中，如图4所示，在电波暗室中进行车辆的电磁兼容测试时，使用本发明所提供的一种CAN信号光电隔离系统作为联通的暗室内外的通信系统；

其中，第一信号转换装置100置于所述电波暗室外，第二信号转换装置200设置屏蔽装置中，所述屏蔽装置置于所述电波暗室内，所述屏蔽装置为屏蔽壳，第一信号转换装置100的电信号接口与外部CAN总线网络相连，第二信号转换装置200的电信号接口与被测车辆的CAN总线相连，第一信号转换装置100的光信号接口通过光纤与第二信号转换装置200相连，第一检测模块150的同步端通过光纤与第二检测模块250的同步端相连，第一信号转换装置100中的CAN信号收发模块110包括低速CAN信号收发模块111及高速CAN信号收发模块112，第二信号转换装置200中的CAN信号收发模块210包括低速CAN信号收发模块211及高速CAN信号收发模块212，第一信号转换装置100初始状态时激活低速CAN信号收发模块111，第二信号转换装置200初始状态时激活低速CAN信号收发模块211；

在进行测试时，测试人员通过外部CAN总线网络向第一信号转换装置100输入CAN信号，此时第一检测模块150检测第一光信号收发模块140的工作状态，当第一光信号收发模块140的工作状态异常时，第一检测模块150向第一CAN信号控制模块120发送切换指令，第一CAN信号120根据接收到的切换指令关闭低速CAN信号收发模块111，并激活高速CAN信号收发模块112，并同时向第二信号转换装置200发送同步信号，使第二信号转换装置200同时关闭低速CAN信号收发模块211，且激活高速CAN信号收发模块212；当第一光信号收发模块140 的工作状态正常时，这第一信号转换装置100将接收到的CAN信号转换成光信号并发送到第二信号转换装置200，第二信号转换装置200将接收到的光信号重新编码成CAN信号并发送到被测车辆的CAN总线中，完成数据传输；

同理，当被测车辆的CAN总线向第二信号转换装置200输入CAN信号时，第二检测模块250通过检测第二信号收发模块240的工作状态来控制需要激活的CAN信号收发模块，当第二信号收发模块240的工作状态为正常时，第二信号转换装置200将收到的CAN信号转换成光信号并输出到第一信号转换装置100，第一信号转换装置100将接收到的光信号重新编码成CAN信号并发送到外部CAN总线网络中，完成数据传输。

显然，上述实施例仅仅是为了更清楚的表达本发明技术方案所作的举例，而非对本发明实施方式的限定。对于本领域技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，在不脱离本发明构思的前提下，这些都属于本发明的保护范围。因此本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种CAN信号光电转换装置，其特征在于，包括CAN信号控制模块，检测模块，信号转换模块，光信号收发模块，及N种CAN信号收发模块，N为大于1的自然数；

其中，所述CAN信号控制模块、所述信号转换模块、所述光信号收发模块依次相连；

所述N种CAN信号收发模块均与所述CAN信号控制模块相连；

所述检测模块的第一端与所述CAN信号控制模块的反馈端相连，所述检测模块的第二端与所述CAN信号控制模块、所述信号转换模块、所述光信号收发模块中的至少一个相连；

所述检测模块用于实现如下a)至c)检测方式中的至少一种：

a)所述检测模块用于检测所述CAN信号控制模块的工作状态；

b)所述检测模块用于检测所述信号转换模块的工作状态；

c)所述检测模块用于检测所述光信号收发模块的工作状态；

并当所述a)至c)检测方式中的一种或多种的检测结果为工作状态异常时，所述检测模块发送切换指令到所述CAN信号控制模块中；

所述CAN信号控制模块用于根据所述切换指令关闭当前激活的CAN信号收发模块，并激活第Q种CAN信号收发模块，其中，记所述当前激活的CAN信号收发模块为第P种CAN信号收发模块；

其中，Q∈N,P∈N，且Q≠P。

2.如权利要求1所述的CAN信号光电转换装置，其特征在于，所述CAN信号控制模块包括N个控制端，所述N种CAN信号收发模块均包括第一端、第二端和第三端；

所述CAN信号控制模块的第K个控制端与第K种所述CAN信号收发模块的第一端相连，所述N种CAN信号收发模块的第二端均与CAN总线相连，所述N种CAN信号收发模块的第三端均与所述CAN信号控制模块相连，其中，K∈N。

3.如权利要求1所述的CAN信号光电转换装置，其特征在于，所述CAN信号控制模块还用于将接收到的CAN信号解析成串行信号，所述CAN信号控制模块还用于将接收到的串行信号编码成CAN信号。

4.如权利要求1所述的CAN信号光电转换装置，其特征在于，还包括滤波模块，所述滤波模块的第一端与CAN总线网络相连，所述滤波模块的第二端与所述N种CAN信号收发模块的第二端相连。

5.如权利要求4所述的CAN信号光电转换装置，其特征在于，还包括静电防护模块，所述静电防护模块的第一端与CAN总线网络相连，所述静电防护模块的第二端与所述滤波模块的第一端相连；所述静电防护模块用于滤除输入信号和输出信号中夹杂的静电。

6.如权利要求1所述的CAN信号光电转换装置，其特征在于，还包括干预模块，所述干预模块与所述CAN信号控制模块的反馈端相连；所述干预模块用于手动发送切换指令。

7.如权利要求1-6中任一所述的CAN信号光电转换装置，其特征在于，所述检测模块还预设有警戒值，所述警戒值包括切换次数和/或异常时间，当所述检测模块连续发送切换指令的次数超过所述警戒值时和/或所述检测模块的检测结果为异常的时间超过所述警戒值时，所述检测模块发出警报信号。

8.如权利要求1-6中任一所述的CAN信号光电转换装置，其特征在于，所述N种CAN信号收发模块包括低速度CAN信号收发模块及高速CAN信号收发模块。

9.一种CAN信号光电隔离系统，所述CAN信号光电隔离系统与N个CAN总线网络相连，N为大于1的自然数，其特征在于，包括至少两个如权利要求1-8中任一所述的CAN信号光电转换装置，所述的CAN信号光电转换装置的检测模块还包括同步端；每个所述CAN总线网络至少与一个所述的CAN信号光电转换装置相连；

其中，与第I CAN总线网络相连的CAN信号光电转换装置记为第I转换装置，所述第I转换装置的检测模块记为第I检测模块,与第J所述CAN总线网络相连的所述CAN信号光电转换装置记为第J转换装置，所述第J转换装置的检测模块记为第J检测模块；第I转换装置的光信号接口与第J转换装置的光信号接口相连，第I检测模块的同步端与所述第J检测模块的同步端相连，I∈N,J∈N,且I≠J；

所述第I转换装置用于将从所述第I总线网络中接收到的CAN信号转换成光信号，并发送给所述第J转换装置；所述第J转换装置用于将接收到的光信号重新转换成CAN信号，并发送到所述第J总线网络中；

当所述第I检测模块的检测结果异常时，所述第I检测模块发送切换指令到所述第I转换装置的CAN信号控制模块中，并通过同步端控制第J检测模块同步发送切换指令到所述第J转换装置的CAN信号控制模块中。

10.如权利要求9所述的CAN信号光电隔离系统，其特征在于，还包括屏蔽装置，至少一个所述转换装置置于所述屏蔽装置内。

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