CN106502942A - 一种双绞线总线信号光电转换装置及光电隔离系统 - Google Patents

Abstract

一种双绞线总线信号光电转换装置及光电隔离系统，其特征在于，包括主控模块，检测模块，光信号收发模块及N种总线信号模块；其中，所述N种总线信号模块均与所述主控模块相连，所述主控模块还与所述光信号收发模块相连，所述检测模块分别与所述主控模块及所述光信号收发模块相连；所述检测模块用于检测所述光信号收发模块的工作状态，并当检测结果为异常时，所述检测模块发送切换指令到所述主控模块中，所述主控模块根据接收到的所述切换指令控制所述总线信号模块的开或关；本发明所提供的一种双绞线总线信号光电转换装置及光电隔离系统能够自动匹配输入总线信号制式，使测试人员无需知道被测物使用的总线信号制式，即可完成测试。

Description

一种双绞线总线信号光电转换装置及光电隔离系统

技术领域

本发明涉及电磁兼容测试领域，特别涉及一种双绞线总线信号光电转换装置及光电隔离系统。

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，从发动机制动控制，安全保证系统，仪表报警系统，及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，而每个控制单元对实时性的要求又各不相同，因此，传统的电气网络已无法适应现代汽车电子系统的发展，于是新型汽车总线技术便应运而生。

目前，汽车上使用的总线信号种类繁多，根据不同传输速度、网络带宽、容错度及兼容性的等要求会选择不同类型的总线网络。其中，有很大一部分常用的总线网络采用双绞线作为传输介质，如LIN总线、FlexRay总线、Ethernet总线等，在实际测试时，由于检测人员可能非本领域技术人员，或客户送检时资料提供不全面等原因，检测人员无法得知被测车辆使用的总线类型，只能通过观察被测物体接入的传输介质的外观来判断使用的总线类型，然而现有技术中，有很大一部分常用的总线网络采用双绞线作为传输介质，如LIN总线、FlexRay总线、Ethernet总线等，检测人员通过外观无法对其进行区分，这使得检测人员需要对各种双绞线总线信号逐一尝试，以判断被测物体使用的总线类型，这造成了实验效率的大大降低，甚至可能会出现损坏检测仪器的情况出现。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种双绞线总线信号光电转换装置，能够自动选择合适的收发设备，保证与被测物体的总线网络之间的通信顺畅。

本发明为实现上述目的采用以下的技术方案：

第一方面，本发明提供了一种双绞线总线信号光电转换装置，包括主控模块，检测模块，光信号收发模块及N种总线信号模块，N为大于1的自然数；

其中，所述N种总线信号模块均与所述主控模块相连，所述主控模块还与所述光信号收发模块相连，所述检测模块分别与所述主控模块及所述光信号收发模块相连；

所述总线信号模块用于将总线网络发送的总线信号转换成串行信号，并发送给所述主控模块；所述总线信号模块还用于将所述主控模块发送的串行信号转换成总线信号，并发送给所述总线网络；

所述检测模块用于检测所述光信号收发模块的工作状态，并当所述光信号收发模块的工作状态异常时，所述检测模块向所述主控模块发送切换指令；

所述主控模块用于根据所述切换指令关闭当前激活的总线信号模块，并激活第Q种总线信号模块，其中，记所述当前激活的总线信号模块为第P种总线信号模块，其中，Q∈N,P∈N，且Q≠P。

优选的，在本发明一实施例中，所述主控模块包括串行信号接口、数字信号接口、反馈端及N个控制端，所述N种总线信号模块均包括第一端、第二端和第三端；

其中，所述主控模块的第K个控制端与第K种所述总线信号模块的第一端相连，所述N种总线信号模块的第二端均与总线网络相连，所述N种总线信号模块的第三端均与所述主控模块的串行信号接口相连，所述主控模块的数字信号接口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主控模块的反馈端相连，所述检测模块的检测端与所述光信号收发模块的状态检测端相连，其中，K∈N。

在本发明一实施例中，所述主控模块还用于将接收到的串行信号转换成数字信号，并发送给所述光信号收发模块；所述主控模块还用于将接收到的数字信号转换成串行信号，并发送给当前激活的所述总线信号模块；

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，并发送给所述主控模块。

在本发明一实施例中，所述双绞线总线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总线网络相连，所述滤波模块的第二端与所有所述N种总线信号模块的第二端相连；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，所述双绞线总线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，所述双绞线总线网络光电转换装置还包括干预模块，所述干预模块与所述主控模块的反馈端相连，用于手动向所述主控模块发送切换指令。

在本发明一实施例中，所述N种总线信号模块包括但不限于LIN总线信号模块、FlexRay总线信号模块及Ethernet总线信号模块中的一种或多种。

第二方面，本发明还提供了一种双绞线总线信号光电隔离系统，所述双绞线总线信号光电隔离系统与N个总线网络相连，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双绞线总线信号光电转换装置，所述检测模块还包括同步端；每个所述总线网络至少与一个所述双绞线总线信号光电转换装置相连；

其中，与第I所述总线网络相连的所述双绞线总线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所述总线网络相连的所述双绞线总线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总线信号转换成光信号，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总线信号，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转换装置的所述主控模块中，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转换装置的所述主控模块中。

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，所述双绞线总线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，本发明所提供的双绞线总线信号光电转换装置可以自动匹配输入的总线信号制式，使测试人员无需知道被测物体使用的总线信号制式，即可完成测试，极大地提高了测试的效率。

其二，本发明所提供的双绞线总线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双绞线总线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双绞线总线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双绞线总线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双绞线总线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，本发明提供了一种双绞线总线信号光电转换装置，如图1所示，包括主控模块20，光信号发送模块30，检测模块40及N种总线信号模块10；

其中，所述主控模块20包括N个控制端，主控模块20的第一个控制端与第一种总线信号模块10的第一端相连，主控模块20的第二个控制端与第二种总线信号模块10的第一端相连，主控模块20的第N个控制端与第N种总线信号模块10的第一端相连，所有N种总线信号模块10的第二端均与总线网络相连，所有N种总线信号模块10的第三端均与主控模块20的串行信号接口相连，主控模块20的数字信号接口与光信号收发模块30的电信号接口相连，检测模块40的输出端与主控模块20的反馈端相连，检测模块40的检测端与所述光信号收发模块的状态检测端相连；

所述N种总线信号模块10的使用信号制式各不相同；

其中，图1没有具体画出主控模块20的控制端与各个总线信号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，当任意一个激活的总线信号模块10从总线网络中接收到总线信号后，该总线信号模块10将接收到的总线信号解析成串行信号并发送到主控模块20，主控模块20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30；此时，检测模块40检测光信号收发模块30的工作状态，当光信号收发模块30的工作状态为异常时，检测模块40向主控模块20发送切换指令，主控模块20接收到的所述切换指令后，关闭当前激活的总线信号模块10，并激活下一个总线信号模块10，重复上述过程，直到检测模块40检测到光信号收发模块30的工作状态为正常；光信号收发模块30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30接收到光信号时，光信号收发模块30将接收到的光信号转换成数字信号，并发送给主控模块20，主控模块20将接收到的数字信号转换成串行信号并发送到当前激活的总线信号模块10，总线信号模块10将接收到的串行信号编码成对应制式的总线信号并发送到相连总线网络中。

在本发明另一实施例中，如图2所示，本发明所提供的一种双绞线总线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的第一端与总线网络相连，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的第二端与所有总线信号模块10的第二端相连。

可选的，在本发明一实施例中，检测模块40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40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40发出报警信号。

可选的，在本发明一实施例中，所述双绞线总线信号光电转换装置还包括干预模块，所述干预模块与主控模块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。

第二方面，本发明还提供了一种双绞线总线信号光电隔离系统，如图3所述，在本发明一实施例中，所述双绞线总线信号光电隔离系统与第一总线网络及第二总线网络相连，所述双绞线总线信号光电隔离系统包括两个本发明第一方面所提供的双绞线总线信号光电转换装置；

其中，与所述第一总线网络相连的所述双绞线总线信号光电转换装置作为第一转换装置100，与所述第二总线网络相连的所述双绞线总线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140及第二转换装置200中的第二检测模块240均包括同步端；第一转换装置100的电信号接口与第一总线网络相连，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总线网络相连，第一检测模块140的同步端与第二检测模块240的同步端相连；

一方面，当第一总线网络的输入的总线信号时，所述总线信号通过第一静电防护模块160及第一滤波模块150发送到激活的总线信号模块110中，总线信号模块110将接收到的总线信号转换成串行信号并发送到第一主控模块120中，第一主控模块120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130中；第一检测模块140检测第一光信号收发模块130的工作状态，当第一检测模块140的检测结果为异常时，第一检测模块140向第一主控模块120发送切换指令，并同时向第二检测模块240发送同步指令，第二检测模块240接收到的所述同步指令后，向所述的第二主控模块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激活的所述总线信号模块适用的信号制式相同，直到第一检测模块140检测到第一光信号收发模块的130的工作状态正常；当第一光信号收发模块130正常工作时，第一光信号收发模块130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230中，第二收发模块230将接收到光信号转换成数字信号，并发送给第二主控模块220，第二主控模块220将接收到的数字信号转换成串行信号并发送到激活的总线信号模块210中，总线信号模块210将接收到的串行信号编码成总线信号，并通过第二滤波模块250及第二静电防护模块260输出到第二总线网络中。

同理，另一方面，当第二总线网络的输入的总线信号时，所述总线信号通过第二静电防护模块260及第二滤波模块250发送到激活的总线信号模块210中，总线信号模块210将接收到的总线信号解析成串行信号，并发送到第二主控模块220中，第二主控模块220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230中；第二检测模块240检测第二光信号收发模块230的工作状态，当第二检测模块240的检测结果为异常时，第二检测模块240向第二主控模块220发送切换指令，并同时向第一检测模块140发送同步指令，第一检测模块140接收到的所述同步指令后，向所述的第一主控模块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激活的所述总线信号模块的适用信号制式相同，直到第二检测模块240检测到第二光信号收发模块的230的工作状态正常；当第二光信号收发模块230正常工作时，第二光信号收发模块230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130中，第一光信号收发模块130将接收到光信号转换成数字信号，并发送给第一主控模块120，第一主控模块120将接收到的数字信号转换成串行信号，并发送到激活的总线信号模块110中，总线信号模块110将接收到的串行信号编码成总线信号，并通过第一滤波模块140及第一静电防护模块150输出到第一总线网络中。

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总线信号光电隔离系统作为联通的暗室内外总线网络的通信系统；

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总线网络相连，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140的同步端通过光纤与第二检测模块240的同步端相连，第一信号转换装置100中的总线信号模块110包括LIN总线信号模块111，FlexRay总线信号模块112，Ethernet总线信号模块113，第二信号转换装置200中的总线信号模块210包括LIN总线信号模块211，FlexRay总线信号模块212，Ethernet总线信号模块213，第一信号转换装置100初始状态时激活LIN总线信号模块111，第二信号转换装置200初始状态时激活LIN总线信号模块211；

在进行测试时，测试人员通过外部总线网络向第一信号转换装置100输入总线信号，此时第一检测模块140检测第一光信号收发模块130的工作状态，当第一光信号收发模块130的工作状态异常时，第一检测模块140向第一主控模块120发送切换指令，第一主控模块120根据接收到的切换指令关闭LIN总线信号模块111，并激活FlexRay总线信号模块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同时关闭LIN总线信号模块211，且激活FlexRay总线信号模块212；当第一光信号收发模块130的工作状态正常时，第一信号转换装置100将接收到的总线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总线信号并发送到被测车辆的总线网络中，完成数据传输；

同理，当被测车辆的总线网络向第二信号转换装置200输入总线信号时，第二检测模块240通过检测第二信号收发模块230的工作状态控制需要激活的总线信号模块，当第二信号收发模块230的工作状态为正常时，第二信号转换装置200将收到的总线信号转换成光信号并发送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总线信号并发送到外部总线网络中，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)

1.一种双绞线总线信号光电转换装置，其特征在于，包括主控模块，检测模块，光信号收发模块及N种总线信号模块，N为大于1的自然数；

其中，所述N种总线信号模块均与所述主控模块相连，所述主控模块还与所述光信号收发模块相连，所述检测模块分别与所述主控模块及所述光信号收发模块相连；

所述总线信号模块用于将总线网络发送的总线信号转换成串行信号，并发送给所述主控模块；所述总线信号模块还用于将所述主控模块发送的串行信号转换成总线信号，并发送给所述总线网络；

所述检测模块用于检测所述光信号收发模块的工作状态，并当所述光信号收发模块的工作状态异常时，所述检测模块向所述主控模块发送切换指令；

所述主控模块用于根据所述切换指令关闭当前激活的总线信号模块，并激活第Q种总线信号模块，其中，记所述当前激活的总线信号模块为第P种总线信号模块，其中，Q∈N,P∈N，且Q≠P。

2.如权利要求1所述的双绞线总线信号光电转换装置，其特征在于，所述主控模块包括串行信号接口、数字信号接口、反馈端及N个控制端，所述N种总线信号模块均包括第一端、第二端和第三端；

其中，所述主控模块的第K个控制端与第K种所述总线信号模块的第一端相连，所述N种总线信号模块的第二端均与总线网络相连，所述N种总线信号模块的第三端均与所述主控模块的串行信号接口相连，所述主控模块的数字信号接口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主控模块的反馈端相连，所述检测模块的检测端与所述光信号收发模块的状态检测端相连，其中，K∈N。

3.如权利要求1所述的双绞线总线信号光电转换装置，其特征在于，所述主控模块还用于将接收到的串行信号转换成数字信号，并发送给所述光信号收发模块；所述主控模块还用于将接收到的数字信号转换成串行信号，并发送给当前激活的所述总线信号模块；

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，并发送给所述主控模块。

4.如权利要求1所述的双绞线总线信号光电转换装置，其特征在于，还包括滤波模块，所述滤波模块的第一端与外部总线相连，所述滤波模块的第二端与所述N种总线信号模块的第二端相连。

5.如权利要求1所述的双绞线总线信号光电转换装置，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外部总线相连，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所述的双绞线总线信号光电转换装置，其特征在于，还包括干预模块，所述干预模块与所述主控模块的反馈端相连；所述干预模块用于手动发送切换指令。

7.如权利要求1-4中任一所述的双绞线总线信号光电转换装置，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预设值时和/或所述检测模块的检测结果为异常的时间超过预设值时，所述检测模块发出警报信号。

8.如权利要求1所述的双绞线总线信号光电转换装置，其特征在于，所述N种总线信号模块包括但LIN总线信号模块、FlexRay总线信号模块及Ethernet总线信号模块中的一种或多种。

9.一种双绞线总线信号光电隔离系统，所述双绞线总线信号光电隔离系统与N个总线网络相连，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中任一所述的双绞线总线信号光电转换装置，所述如权利要求1-8中任一所述的双绞线总线信号光电转换装置的检测模块还包括同步端；每个所述总线网络至少与一个如权利要求1-8中任一所述的双绞线总线信号光电转换装置相连；

其中，与第I所述总线网络相连的所述双绞线总线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所述总线网络相连的所述双绞线总线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总线信号转换成光信号，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总线信号，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转换装置的所述主控模块中，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转换装置的所述主控模块中。

10.如权利要求9所述的双绞线总线信号光电转换装置，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。