CN201230327Y - 基于多种数据触发方式的DeviceNet现场总线I/O通信装置 - Google Patents
基于多种数据触发方式的DeviceNet现场总线I/O通信装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201230327Y CN201230327Y CNU2008200748991U CN200820074899U CN201230327Y CN 201230327 Y CN201230327 Y CN 201230327Y CN U2008200748991 U CNU2008200748991 U CN U2008200748991U CN 200820074899 U CN200820074899 U CN 200820074899U CN 201230327 Y CN201230327 Y CN 201230327Y
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- devicenet
- bus
- switching value
- way
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Small-Scale Networks (AREA)
Abstract
基于多种数据触发方式的DeviceNet现场总线I/O通信装置。包括：DeviceNet接口部分和开关量、模拟量输入输出单元。该装置所具备的DeviceNet现场总线通信接口，使现场设备具有支持DeviceNet现场总线的通信功能，从而省去了大量的硬接线，并具备了更加完善的网络特性和功能。该装置所具备的开关量与模拟量输入输出单元可实现8路开关量输入、8路开关量输出、8路模拟量输入及8路模拟量输出的现场数据采集与输出功能，从而可满足一般总线设备的I/O需求。该装置具有轮询和位选通两种数据触发方式的功能，能够在两种方式下对报文信息进行处理并予以响应，从而可充分发挥DeviceNet生产者/消费者网络模型的优势，支持DeviceNet主节点“广播式”的发送方式。此外，可实现上微机对本装置的远程组态。
Description
【技术领域】：本实用新型属于工业自动控制与数据通讯技术领域，涉及一种基于多种数据触发方式的DeviceNet通信装置，能够支持DeviceNet报文处理，可以通过DeviceNet进行远端访问和控制。
【背景技术】：DeviceNet是一种开放的网络标准，其规范和协议都是开放的。供货商将设备连接到系统时无需硬件、软件或授权付费。任何对DeviceNet感兴趣的人或组织都可以从DeviceNet供货商协会(ODVA)获得DeviceNet规范，并可以加入ODVA，参加对DeviceNet规范进行增补的技术工作组。
DeviceNet的协议解决方案可大量减少硬接线和安装工业自动化设备的成本和时间，在提供多供货商同类部件间的互换性的同时，又提供了相当重要的设备级诊断功能，这些都是通过硬接线I/O接口很难实现的。尽管如此，内容系统且相对复杂的DeviceNet协议也使得开发支持此类网络协议的通信装置具有较大难度，且在此基础上，还要考虑满足一般情况下的数据类型及数据通信量的要求，即对于开关量、模拟量及一定数据通道数量的支持，以使得开发装置具备相当的实用性。此外，DeviceNet协议基于生产者/消费者网络模型，如何设计软件程序以充分体现这一网络的特点和优势也是需要考虑的问题。
【发明内容】：本实用新型目的是解决原有现场设备只能通过繁杂的硬接线才能连接至控制器的问题，提供一种基于多种数据触发方式的DeviceNet现场总线I/O通信装置。
本实用新型为现场设备提供了一种支持DeviceNet现场总线的通信接口，使这些现场设备能够具有现场总线的通信功能，此外，该装置具有8路开关量输入输出、8路模拟量输入输出的现场采集与输出功能，完全能够满足简单现场设备的数据通信要求。在此基础上，为充分发挥DeviceNet的网络优势，提出了既能处理轮询信息、又能处理位选通信息的软件设计方法，并基于该方法设计了软件功能块，使本装置能够同时实现轮询和位选通两种通信方式下的数据交换。
本实用新型提供的基于多种数据触发方式的DeviceNet现场总线I/O通信装置，包括：
DeviceNet接口部分：实现本节点MAC ID及通信波特率的设置，对来自开关量、模拟量输入输出单元的数据处理，以及对DeviceNet协议报文的处理；
开关量、模拟量输入输出单元：包括开关量I/O接口电路和模拟量I/O接口电路，用来与外围设备进行I/O通信，实现开关量、模拟量的输入输出数据的采集与输出功能。
支持多种数据触发方式的软件功能块：提出了既能处理轮询信息、又能处理位选通信息的软件设计方法，并基于该方法设计了软件功能块，使本装置能够同时实现轮询和位选通两种通信方式下的数据交换。
其中所述的DeviceNet接口部分包括：
微处理器：用于向开关量和模拟量接口电路采集和下发现场数据，接收拨码开关电路所提供的数据，并控制模块/网络状态指示灯的状态；初始化通信对象并有效处理报文信息，解析所接收的总线报文并对将要发送的报文打包，以符合DeviceNet协议规范；
拨码开关电路：与微处理器双向连接，用于设置通信装置的通信波特率及总线节点号；
模块/网络状态指示灯：与微处理器双向连接，用于实时反映通信装置的工作状态及通信状态；
独立式CAN控制器：与微处理器双向连接，用于接收总线报文并向总线发送符合CAN协议的报文；按照CAN规范对总线数据进行判断与过滤，提高本装置的通信效率；
CAN总线收发器：通过光耦与独立式CAN控制器双向连接，用于实现通信装置与总线电平之间的转换；
数据扩展存储器：与微处理器双向连接，用于存储大量的通信过程数据及I/O数据。
其中所述的开关量、模拟量输入输出单元包括：
开关量输入输出单元：与微处理器双向连接，用于实现8路开关量输入及8路开关量输出的现场数据采集与输出功能。
模拟量输入输出单元：与微处理器双向连接，用于实现8路模拟量输入及8路模拟量输出的现场数据采集与输出功能。
其中所述的支持多种数据触发方式的软件功能块是基于一种软件设计方法，该方法提出了既能处理轮询信息、又能处理位选通信息的具体思路和流程，并使得基于该方法设计的软件功能块，能够同时实现轮询和位选通两种通信方式下的数据交换。
本实用新型的优点和积极效果：
本实用新型提供的I/O总线节点(即现场总线I/O通信装置)，使现场设备能够直接连接到总线上，无需专门的总线接入设备就可以与总线上其他节点进行通信。可实现仅限组2报文的处理，完成基于DeviceNet现场总线的多路I/O数据(开关量、模拟量)的通信功能。在硬件设计中，采用了独立式CAN控制器SJA1000作为控制本装置总线行为的专用芯片，从而使总线报文处理与单片机数据采集的任务相分离，为今后的功能扩展提供了较大空间，同时增强了系统的可移植性。在软件设计中，采用了基于对象化的编程方法，便于系统的调试、维护与功能扩展。
该通信装置同时支持“轮询”和“位选通”两种重要的数据触发方式：通信装置不仅可以与DeviceNet主节点进行点对点的数据交换，即传统的轮询通信模式，还可充分发挥DeviceNet网络生产者/消费者网络模型的优势，支持DeviceNet主节点“广播式”的发送方式，使得多个总线装置可在同一时刻接收命令信息，即支持位选通的通信模式。本装置的内部具备对总线信息类型进行分析判断的专用子程序，特别是对位选通命令的分析、判断与处理是实现本装置位选通触发方式的关键。此外，可实现上微机对本装置的远程组态。
【附图说明】：
图1为系统总体结构图；
图2为单片机与独立式CAN控制器的接口电路图；
图3为独立式CAN控制器、光耦和总线收发器之间的接口电路图；
图4为拨码开关(设置节点MAC ID及通信波特率)电路图；
图5为模块/网络状态指示灯电路图；
图6为开关量I/O接口电路图；
图7为模拟量I/O接口电路图；
图8为数据扩展存储器连接电路图；
图9为系统总体程序流程图；
图10为中断子程序流程图(包含对于轮询和位选通两种信息的处理过程)。
【具体实施方式】：
实施例1：
如图1所示，本实用新型提供的基于多种数据触发方式的DeviceNet现场总线I/O通信装置，包括：
DeviceNet接口部分：实现本节点MAC ID及通信波特率的设置，对来自开关量、模拟量输入输出单元的数据处理，以及对DeviceNet协议报文的处理。
开关量、模拟量输入输出单元：包括开关量I/O接口电路(具体连接电路参见图6)和模拟量I/O接口电路(具体连接电路参见图7)，用来与外围设备进行I/O通信，可实现8路开关量输入、8路开关量输出、8路模拟量输入和8路模拟量输出的数据采集与输出功能。
其中的DeviceNet接口部分包括：
微处理器：用于向开关量和模拟量接口电路采集和下发现场数据，接收拨码开关电路所提供的数据，并控制模块/网络状态指示灯的状态；初始化通信对象并有效处理报文信息，解析所接收的总线报文并对将要发送的报文打包，以符合DeviceNet协议规范；
拨码开关电路：与微处理器双向连接，用于设置通信装置的通信波特率及总线节点号；具体连接电路参见图4。
模块/网络状态指示灯：与微处理器双向连接，用于实时反映通信装置的工作状态及通信状态；具体连接电路参见图5。
独立式CAN控制器：与微处理器双向连接，用于接收总线报文并向总线发送符合CAN协议的报文；按照CAN规范对总线数据进行判断与过滤，提高本装置的通信效率；具体连接电路参见图2。
CAN总线收发器：通过光耦与独立式CAN控制器双向连接，用于实现通信装置与总线电平之间的转换；具体连接电路参见图3。
数据扩展存储器：与微处理器双向连接，用于存储大量的通信过程数据及I/O数据。具体连接电路参见图8。
其工作过程：
如图9所示，首先应用单片机(微处理器)进行状态与模块LED测试，并读取外围拨码开关量，进行本节点的MAC ID和通信波特率的设置，以完成单片机的初始化。随后初始DeviceNet对象、初始化连接对象及CAN控制器，从而完成设备初始化过程。然后进入重复MAC ID检测流程，向DeviceNet总线上发送重复MAC ID检测报文，检测总线上有无相同的MAC ID。检测通过后本节点就连上了DeviceNet总线。
在此之后，本节点进入中断程序(如图10所示)，实时检测总线上的数据类型。由于连接到DeviceNet总线后，需要与本节点进行通信的主节点就会发送建立连接邀请，即未连接显示请求报文，因此本节点在接到该报文后会按照要求判断所要建立的连接类型，并根据不同类型配置内部连接及各参数的初始状态，并发送未连接响应信息，以确认所建立的连接。
连接建立后，本节点继续接收总线报文，并根据报文类型作出处理。当主节点发送的信息为显示报文信息时，本节点立即消费该报文，并根据报文信息寻址本节点的对应类及实例，明确所要完成的类服务事件或实例服务事件，完成相关操作，并生成显示响应报文；当主节点发送的信息为轮询报文时，本节点首先消费该报文，通过解析程序判断其格式的正确性，并提取输出数据，向现场设备下发，然后对采集到的现场数据根据DeviceNet协议格式进行封装，以轮询响应报文予以回应；当主节点发送的信息为位选通命令信息时，本节点的内部程序会转入位选通判断子程序，对信息加以分析判断，此过程需要建立本节点地址位掩码、寻址命令信息中与本节点地址相关的字节并提取选通位，若确为选通本节点的信息，则会执行相关动作，并生成位选通响应信息，以为主节点提供现场数据。
Claims (3)
1、一种基于多种数据触发方式的DeviceNet现场总线I/O通信装置，其特征在于该装置包括：
DeviceNet接口部分：实现本节点MAC ID及通信波特率的设置，对来自开关量、模拟量输入输出单元的数据处理，以及对DeviceNet协议报文的处理；
开关量、模拟量输入输出单元：通过数据线与DeviceNet接口部分双向连接，用来与外围设备进行I/O通信，实现开关量、模拟量的输入输出数据的采集与输出功能。
2、根据权利要求1所述的基于多种数据触发方式的DeviceNet现场总线I/O通信装置，其特征在于所述的DeviceNet接口部分包括：
微处理器：用于向开关量接口电路和模拟量接口电路采集和下发现场数据，接收拨码开关电路所提供的数据，并控制模块/网络状态指示灯的状态；初始化通信对象并有效处理报文信息，解析所接收的总线报文并对将要发送的报文打包，以符合DeviceNet协议规范；
拨码开关电路：与微处理器双向连接，用于设置通信装置的通信波特率及总线节点号；
模块/网络状态指示灯：与微处理器双向连接，用于实时反映通信装置的工作状态及通信状态；
独立式CAN控制器：与微处理器双向连接，用于接收总线报文并向总线发送符合CAN协议的报文；按照CAN规范对总线数据进行判断与过滤，提高本装置的通信效率；
CAN总线收发器：通过光耦与独立式CAN控制器双向连接，用于实现通信装置与总线电平之间的转换；
数据扩展存储器：与微处理器双向连接，用于存储大量的通信过程数据及I/O数据。
3、根据权利要求1所述的基于多种数据触发方式的DeviceNet现场总线I/O通信装置，其特征在于开关量、模拟量输入输出单元包括：
开关量输入输出单元：与微处理器双向连接，用于实现8路开关量输入及8路开关量输出的现场数据采集与输出功能；
模拟量输入输出单元：与微处理器双向连接，用于实现8路模拟量输入及8路模拟量输出的现场数据采集与输出功能。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNU2008200748991U CN201230327Y (zh) | 2008-05-30 | 2008-05-30 | 基于多种数据触发方式的DeviceNet现场总线I/O通信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNU2008200748991U CN201230327Y (zh) | 2008-05-30 | 2008-05-30 | 基于多种数据触发方式的DeviceNet现场总线I/O通信装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201230327Y true CN201230327Y (zh) | 2009-04-29 |
Family
ID=40635266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNU2008200748991U Expired - Fee Related CN201230327Y (zh) | 2008-05-30 | 2008-05-30 | 基于多种数据触发方式的DeviceNet现场总线I/O通信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201230327Y (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102955437A (zh) * | 2011-08-17 | 2013-03-06 | 秦皇岛天业通联重工股份有限公司 | 一种工程机械车辆总线扩展模块及处理总线数据的方法 |
| CN108645454A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-10-12 | 重庆朗威仪器仪表股份有限公司 | 一种全隔离远程io数据采集系统 |
| CN110601923A (zh) * | 2019-09-19 | 2019-12-20 | 宁波三星医疗电气股份有限公司 | 一种工作模式配置方法、通信模块以及电力终端 |
| CN111475439A (zh) * | 2020-04-08 | 2020-07-31 | 北京龙鼎源科技股份有限公司 | 基于异步传输协议的通讯控制方法及装置、电子设备 |
-
2008
- 2008-05-30 CN CNU2008200748991U patent/CN201230327Y/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102955437A (zh) * | 2011-08-17 | 2013-03-06 | 秦皇岛天业通联重工股份有限公司 | 一种工程机械车辆总线扩展模块及处理总线数据的方法 |
| CN108645454A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-10-12 | 重庆朗威仪器仪表股份有限公司 | 一种全隔离远程io数据采集系统 |
| CN110601923A (zh) * | 2019-09-19 | 2019-12-20 | 宁波三星医疗电气股份有限公司 | 一种工作模式配置方法、通信模块以及电力终端 |
| CN110601923B (zh) * | 2019-09-19 | 2021-06-01 | 宁波三星医疗电气股份有限公司 | 一种工作模式配置方法、通信模块以及电力终端 |
| CN111475439A (zh) * | 2020-04-08 | 2020-07-31 | 北京龙鼎源科技股份有限公司 | 基于异步传输协议的通讯控制方法及装置、电子设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107911260A (zh) | 一种基于osec网络管理的整车测试系统 | |
| CN103792928A (zh) | 一种基于Modbus的工业现场数据采集分析系统 | |
| CN103188122B (zh) | 基于can网络的通讯系统及方法 | |
| CN103248526A (zh) | 实现带外监控管理的通信设备、方法及主从切换方法 | |
| CN103279118B (zh) | 一种新能源客车多动力单元协调控制装置实时测标系统 | |
| CN105591855A (zh) | 一种基于EtherCAT的力传感器数据采集系统与方法 | |
| CN201230327Y (zh) | 基于多种数据触发方式的DeviceNet现场总线I/O通信装置 | |
| CN104486182A (zh) | 一种串行Modbus扩展通信的方法 | |
| CN103984323A (zh) | 一种集成化可配置工业信息监测分析控制系统 | |
| CN113028603A (zh) | 一种应用于中央空调系统的设备监测系统 | |
| CN105281433A (zh) | 一种配电终端通信系统 | |
| CN102710622A (zh) | 一种基于DeviceNet-Modbus的协议转换装置 | |
| CN201163782Y (zh) | 用于epa/hart互连的智能网关 | |
| Fang et al. | The design of remote embedded monitoring system based on internet | |
| CN103294025A (zh) | 一种智能物联网能耗管控系统及其控制方法 | |
| CN212064049U (zh) | 一种工业以太网下控制asi从站的装置 | |
| CN101639694A (zh) | 一种基于epa标准的控制系统及其管理方法 | |
| CN112822174A (zh) | 一种数据采集智能模组、数据采集箱及数据采集方法 | |
| CN111934787A (zh) | 800MHz数字化信道单元功能测试站及测试方法 | |
| CN116074397A (zh) | 一种数据共享系统 | |
| CN203243346U (zh) | 指挥系统网络测试仪 | |
| CN102722975A (zh) | 一种基于profibus的智能电表数据抄读方法及系统 | |
| CN201323593Y (zh) | 一种实现自动平滑切换多种网络拓扑结构的网络装置 | |
| CN207704006U (zh) | 一种直流电源监控装置 | |
| CN100359515C (zh) | 多功能通信采集卡和集散控制系统及其采集方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090429 Termination date: 20130530 |