CN107896174A - 一种智能药柜主控制器及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能药柜主控制器，包括：CAN总线节点、CAN‑BUS控制器和上位机PC端，所述上位机PC端的数据控制层为CAN总线节点的指令数据源，CAN总线节点为上位机PC端数据控制层的数据的执行和操作，上位机PC端和CAN总线节点通过CAN‑BUS控制器藕合成一个CAN‑Ethernet数据通讯网络。本发明基于嵌入式uClinux系统的CAN‑Ethernet数据通讯控制器，实现了实时CAN总线节点通讯和节点异常检测，并根据节点反馈通讯信息或者异常信息进行追踪处理，具有优秀的抗干扰能力，稳定的数据传输能力以及CAN总线节点通讯、节点故障的检测；实现了CAN‑Ethernet数据稳定通讯，大大降低了工业现场的数据干扰，提高了通讯效率，能够保障CAN‑Ethernet数据稳定通讯的CAN通讯协议程序。

Description

一种智能药柜主控制器及其控制方法
技术领域
本发明涉及以太网与CAN数据通讯领域，具体是一种智能药柜主控制器及其控制方法。
背景技术
CAN-BUS控制器主要是用于实现CAN总线数据和Ethernet数据相互通讯的功能。针对现场CAN总线和以太网应用于工业现场存在的带宽、数据传输的可靠性等问题，对CAN总线驱动、Ethernet网络驱动以及通讯协议等方面进行了独立开发，通过将驱动和通讯协议写入uclinux即可完成CAN总线网络和Ethernet网络的可靠数据互通，建立CAN-Ethernet两层网络架构，大大扩展CAN总线网络的应用范围。智能药柜控制器为工业级产品，它内部集成了2个CAN-bus 接口、1个Ethernet 接口以及多种工业级IC，通过最优布局提升了控制器PCB的散热性能，使其可以工作在-40℃～85℃的温度范围内。
目前已有此类产品，主要是采用485通信技术直接进行数据传输，从而使得控制器系统直接在现场的各输入输出模块设备进行显示，不需要依赖计算机或控制仪表来监控，直接在现场完成，使得系统彻底分散。这类产品存在致命的问题，例如点亮标签时，数据发生丢失，标签未被正确点亮，导致拣料人员漏检而不能及时准确的获取数据的丢失信息等。另外，因为导电印刷片对空气氧化、空气潮湿等，都会导致通信问题和稳定性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能药柜主控制器及其控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种智能药柜主控制器，包括：CAN总线节点、CAN-BUS控制器和上位机PC端，所述上位机PC端的数据控制层为CAN总线节点的指令数据源，CAN总线节点为上位机PC端数据控制层的数据的执行和操作，上位机PC端和CAN总线节点通过CAN-BUS控制器藕合成一个CAN-Ethernet数据通讯网络。
作为本发明进一步的方案：所述CAN-BUS控制器是基于uClinux的控制系统，通过TJA1050CAN收发器实现CAN总线通讯、HR911105A接口实现Ethernet通讯。
一种智能药柜主控制器的控制方法，包括以下步骤：
S01，将CAN总线网线接入控制器并上电后，CAN-BUS控制器通过读取Bootloader固件程序进行硬件和内存空间的初始化，初始化完成后启动uClinux系统进行系统初始化，初始化完成后处于等待数据接收状态；
S02，当上位机PC端需要对CAN总线上节点进行操控时，通过PC的软件将数据通过TCP/IP协议下发到CAN-BUS控制器，CAN-BUS控制器收到数据后，通过Ethernet程序对数据包进行转换成CAN数据包，通过PCB板的CAN接口将CAN数据下发到CAN总线上；
S03，当CAN总线上节点有数据回应、异常上报或者数据丢值上报时，数据包通过CAN总线接口将数据上发到CAN-BUS控制器，CAN-BUS控制器通过系统里面的CAN程序对数据包进行处理，通过将数据包根据数据是否异常分类上发到上位机PC端。
作为本发明进一步的方案：步骤S02中，若CAN-BUS控制器未能接收到数据，则重复向CAN-BUS控制器发送数据，直到CAN-BUS控制器接收到经TCP/IP协议下发的数据。
作为本发明进一步的方案：步骤S03中，若CAN总线上节点未见数据回应、异常上报或者数据丢失时，Ethernet程序未下发数据请求，则回到步骤S02。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明基于嵌入式uClinux系统的CAN-Ethernet数据通讯控制器，实现了实时CAN总线节点通讯和节点异常检测，并根据节点反馈通讯信息或者异常信息进行追踪处理，具有优秀的抗干扰能力，稳定的数据传输能力以及CAN总线节点通讯、节点故障的检测；实现了CAN-Ethernet数据稳定通讯，大大降低了工业现场的数据干扰，提高了通讯效率，能够保障CAN-Ethernet数据稳定通讯的CAN通讯协议程序。
附图说明
图1为一种智能药柜主控制器的结构原理图。
图2为一种智能药柜主控制器的控制方法流程示意图。
图3为一种智能药柜主控制器中Ethernet电路原理图。
图4为一种智能药柜主控制器中串口电路原理图。
图5为一种智能药柜主控制器中CAN电路原理图。
图6为一种智能药柜主控制器中USB转串口电路原理图。
图7为一种智能药柜主控制器中LED指示灯电路电路原理图。
图8为一种智能药柜主控制器中Nand Flash芯片电路原理图。
图9为一种智能药柜主控制器中SDRAM电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～9，本发明实施例中，一种智能药柜主控制器，包括：CAN总线节点1、CAN-BUS控制器2和上位机PC端3，所述上位机PC端3的数据控制层为CAN总线节点1的指令数据源，CAN总线节点1为上位机PC端3数据控制层的数据的执行和操作，上位机PC端3和CAN总线节点1通过CAN-BUS控制器2藕合成一个CAN-Ethernet数据通讯网络。CAN总线节点1的执行和操作,例如标签亮灯、熄灭、完成器音乐播放、巷道灯点亮和熄灭、标签实际拣货数量上报等，全部经CAN-BUS控制器2将数据处理传递给上位机PC端3，进行更进一步的信息流处理。也就是说，CAN总线上的节点（电子标签）任何动作，均可以通过CAN-BUS数据转换后由上位系统进行操控，从而对CAN总线节点通讯进行实时监测，实时操控。
所述CAN-BUS控制器2是基于uClinux的控制系统，通过TJA1050CAN收发器实现CAN总线通讯、HR911105A接口实现Ethernet通讯。
一种智能药柜主控制器的控制方法，包括以下步骤：
S01，将CAN总线网线接入控制器并上电后，CAN-BUS控制器2通过读取Bootloader固件程序进行硬件和内存空间的初始化，初始化完成后启动uClinux系统进行系统初始化，初始化完成后处于等待数据接收状态；
S02，当上位机PC端3需要对CAN总线上节点（电子标签）进行操控时，通过PC的软件将数据通过TCP/IP协议下发到CAN-BUS控制器2，CAN-BUS控制器2收到数据后，通过Ethernet程序对数据包进行转换成CAN数据包从而确保数据传输过程中不会受干扰丢值，通过PCB板的CAN接口将CAN数据下发到CAN总线上从而实现对总线节点的控制、监测；
S03，当CAN总线上节点（电子标签）有数据回应、异常上报或者数据丢值上报时，数据包通过CAN总线接口将数据上发到CAN-BUS控制器2，CAN-BUS控制器2通过系统里面的CAN程序对数据包进行处理，通过将数据包根据数据是否异常分类上发到上位机PC端3，从而实现总线节点异常追踪。
步骤S02中，若CAN-BUS控制器2未能接收到数据，则重复向CAN-BUS控制器2发送数据，直到CAN-BUS控制器2接收到经TCP/IP协议下发的数据。
步骤S03中，若CAN总线上节点（电子标签）未见数据回应、异常上报或者数据丢失时，Ethernet程序未下发数据请求，则回到步骤S02。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种智能药柜主控制器，其特征在于：包括：CAN总线节点、CAN-BUS控制器和上位机PC端，所述上位机PC端的数据控制层为CAN总线节点的指令数据源，CAN总线节点为上位机PC端数据控制层的数据的执行和操作，上位机PC端和CAN总线节点通过CAN-BUS控制器藕合成CAN-Ethernet数据通讯网络。
2.根据权利要求1所述的一种智能药柜主控制器，其特征在于：所述CAN-BUS控制器是基于uClinux的控制系统，通过TJA1050CAN收发器实现CAN总线通讯、HR911105A接口实现Ethernet通讯。
3.一种如权利要求1所述的智能药柜主控制器的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S01，将CAN总线网线接入控制器并上电后，CAN-BUS控制器通过读取Bootloader固件程序进行硬件和内存空间的初始化，初始化完成后启动uClinux系统进行系统初始化，初始化完成后处于等待数据接收状态；
S02，当上位机PC端需要对CAN总线上节点进行操控时，通过PC的软件将数据通过TCP/IP协议下发到CAN-BUS控制器，CAN-BUS控制器收到数据后，通过Ethernet程序对数据包进行转换成CAN数据包，通过PCB板的CAN接口将CAN数据下发到CAN总线上；
S03，当CAN总线上节点有数据回应、异常上报或者数据丢值上报时，数据包通过CAN总线接口将数据上发到CAN-BUS控制器，CAN-BUS控制器通过系统里面的CAN程序对数据包进行处理，通过将数据包根据数据是否异常分类上发到上位机PC端。
4.根据权利要求3所述的一种智能药柜主控制器的控制方法，其特征在于：步骤S02中，若CAN-BUS控制器未能接收到数据，则重复向CAN-BUS控制器发送数据，直到CAN-BUS控制器接收到经TCP/IP协议下发的数据。
5.根据权利要求3所述的一种智能药柜主控制器的控制方法，其特征在于：步骤S03中，若CAN总线上节点未见数据回应、异常上报或者数据丢失时，Ethernet程序未下发数据请求，则回到步骤S02。
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