CN201159853Y - 用于工业现场控制的CANopen-RS485网关 - Google Patents

用于工业现场控制的CANopen-RS485网关 Download PDF

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CN201159853Y CNU2007200161668U CN200720016166U CN201159853Y CN 201159853 Y CN201159853 Y CN 201159853Y CN U2007200161668 U CNU2007200161668 U CN U2007200161668U CN 200720016166 U CN200720016166 U CN 200720016166U CN 201159853 Y CN201159853 Y CN 201159853Y
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王忠福
李砾工
刘瑞
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Abstract

本实用新型公开了一种用于工业现场控制的CANopen－RS485网关，包括CANopen网络接口、AT91SAM7A3处理器和RS485总线物理接口，各模块间通过内部总线双向通信。该网关是一种将符合CIA(CAN in Automation)标准的CANopen网络技术和成本低廉的RS485现场总线相结合的数据交换工具，具有设计新颖、高可靠性、高灵活性和成本低廉的特点，在城市轻轨，地铁，汽车等工业领域有广泛的应用前景。

Description

用于工业现场控制的CANopen-RS485网关
技术领域
本实用新型涉及基于CANopen工业现场总线的网络控制，尤其涉及CANopenP-RS485的数据转换装置。
背景技术
目前，基于工业控制领域的控制方式，一般地还是采用直通导线式的控制方式居多，由于导线数量极多，接点处发生故障的几率很大，因此系统的可靠性很低，故障率高，维修难度很大。采用工业总线控制方式则越来越受到重视。
CANopen网络是一种专门为工业现场总线设计的网络，目前已成为一种在国外和国内大量使用的高可靠性现场总线网络，但由于专业性太强，对外接口还不是特别方便。而RS485通讯方式是目前应用广泛的通讯方式之一，具有接口简单，价格低廉，调试方便，性能可靠等优点。特别是在城市轻轨，地铁，汽车等领域，很多设备都提供RS485接口来进行设备间的通讯，将其与CANopen总线结合起来使目前带有RS485通讯方式的设备都能在CANopen网络上进行数据流的交互，发明一种基于CANopen-RS485的网关，对于实现传统工业控制的现代化具有十分重要的意义。与传统的控制方式相比，采用网络控制有以下优点：
  特点  CANopen-RS485网关   传统方式
  可靠性  极高   低
  灵活性  好   差
  通用性  好   差
  信息量  极大   小
  可维护性  好   差
  冗余  是   否
  成本  低   低
由于CANopen是国际上许多大公司采用的符合CIA(CAN in Automation)国际标准工业现场网络技术，而RS485总线则是成本低廉的现场总线，因此将两者结合构成的网关具有可靠性、灵活性、通用性、成本低等优点，非常适合于工业现场的应用领域。
发明内容
本实用新型发明的目的是提供一种基于CANopen网络系统和RS485网络系统的数据转换工具即CANopen-RS485网关。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种用于工业现场控制的CANopen-RS485网关，包括CANopen网络接口、AT91SAM7A3处理器和RS485总线物理接口，在模块间通过内部总线双向通信。
所述的CANopen网络接口由CANopen总线收发器组成，CANopen总线收发器的任务是将CANopen外电路信号经过光隔离送入CAN协议控制芯片和/或将CAN信号经过光电隔离送出。
所述的总线收发器是CANopen协议控制器和光电隔离的电气接口，其结构由单元功能电路组成，它将控制器送来的数字信号转换成双线差分信号，经驱动器送到光电隔离器件，或者将光电隔离器件送来的双线差分网络信号解码为数字信号，送入控制器。
所述的AT91SAM7A3主控制器由模块电路构成，负责将要传输的数字量或模拟量打包成CANopen网络协议规定的数据流送到CANopen总线收发器或者将CANopen总线收发器送来的信号解析成标准数据并存入自身的缓存区，以供控制器读取。
所述的AT91SAM7A3主控制器负责控制CANopen协议控制芯片的工作时序和RS485数据流的生成，以及电压监视、软件狗和/或工作电源的控制。
所述的RS485总线物理接口是RS485的对外接口电路，它将外总线信号解调成RS485信号送到控制器的数据流，供控制器处理和/或将其生成的RS485信号送到RS485总线物理接口生成符合RS485通讯的信号与外界通信。
与现有技术相比较，本实用新型的优点是显而易见的，主要表现在具有可靠性、灵活性、通用性和成本低廉的特点，非常适合于工业现场的应用领域。
附图说明
本实用新型有一幅附图，其中
图1是本实用新型的结构框图；
图1是本实用新型的说明书摘要附图。
图中：1、3.CANopen网络接口，2、5.RS485总线接口；4.AT91SAM7A3处理器。
具体实施方式
如图1～图3所示的一种用于工业现场控制的CANopen-RS485网关，包括CANopen网络接口1、AT91SAM7A3主控制器4和RS485总线物理接口2、5。
CANopen网络接口是CANopen网络的物理接口，它由两部分组成：即CANopen总线收发器3和光电隔离器件1。
光电隔离器件是将CANopen网络的外电路信号经过光隔离送入总线收发器，或者将总线收发器的信号经光隔离器件送至CANopen网络。
CANopen总线收发器是CANopen协议控制器和高频隔离变压器的电气接口，它将协议控制器送来的数字信号转换成差分信号，然后将该信号送至光电隔离器件，或者将光电隔离器件送来的差分网络信号解码成数字信号，送入协议控制器。
AT91SAM7A3主控制器4是CANopen网络的核心器件，它负责将控制器要传输的数字量或模拟量打包成CANopen网络协议所规定的数据流送到CANopen总线收发器，或者将CANopen总线收发器送来的信号解析成标准数据并将其存入自身的缓存区，以供控制器读取。
AT91SAM7A3主控制器4是整个网关的核心部分，它由两部分组成：即硬件和控制软件。
硬件的作用主要是负责控制CANopen协议控制器芯片的工作时序，以及RS485数据流的生成，同时还要负责电压监视、软件狗、工作电源提供等。
RS485总线物理接口是RS485的对外接口电路，它将外总线信号解调成RS485控制器的数据流，供控制器处理，或将控制器生成的RS485信号送到RS485总线物理接口生成符合RS485通讯的信号与外界通信。

Claims (5)

1、一种用于工业现场控制的CANopen-RS485网关，其特征在于：包括CANopen网络接口(1、3)、AT91SAM7A3处理器(4)和RS485总线物理接口(2、5)，在模块间通过内部总线双向通信。
2、根据权利要求1所述的用于工业现场控制的CANopen-RS485网关，其特征在于所述的CANopen网络接口由CANopen总线收发器和光电隔离芯片组成。
3、根据权利要求2所述的用于工业现场控制的CANopen-RS485网关，其特征在于所述的AT91SAM7A3处理器负责的要传输的数字量或模拟量打包成CANopen网络协议规定的数据流送到CANopen总线收发器或者将CANopen总线收发器送来的信号解析成标准数据并存入自身的缓存区，随之引发中断请求信号，以供控制器读取。
4、根据权利要求3所述的用于工业现场控制的CANopen-RS485网关，其特征在于所述的AT91SAM7A3主控制器负责控制CANopen协议控制芯片的工作时序和RS485数据流的生成，以及电压监视、软件狗和/或工作电源的控制。
5、根据权利要求4所述的用于工业现场控制的CANopen-RS485网关，其特征在于所述的RS485总线物理接口是RS485的对外接口电路，它将外总线信号解调成RS485控制器的数据流，供控制器处理和/或将其生成的RS485信号送到RS485总线物理接口生成符合RS485通讯的信号与外界通信。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101877697B (zh) * 2009-11-04 2013-05-08 北京交通大学 基于CANopen协议的轨道交通车辆级网络调度方法

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Effective date of registration: 20090410

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Patentee after: Dalian Electric Traction Research & Development Center of China North Locomotive Co., Ltd.

Address before: Beijing City, Fengtai District Fong City Park District building 15, zip code: 100076

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CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20081203

Termination date: 20111123