CN201716572U - 一种基于双can总线的网关及采用该网关的控制系统 - Google Patents

一种基于双can总线的网关及采用该网关的控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN201716572U
CN201716572U CN2010201207590U CN201020120759U CN201716572U CN 201716572 U CN201716572 U CN 201716572U CN 2010201207590 U CN2010201207590 U CN 2010201207590U CN 201020120759 U CN201020120759 U CN 201020120759U CN 201716572 U CN201716572 U CN 201716572U
Authority
CN
China
Prior art keywords
bus
gateway
electrical isolation
module
microprocessor
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
Application number
CN2010201207590U
Other languages
English (en)
Inventor
万志江
杨贤哲
陆俊清
周海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Designing Institute of Hubei Space Technology Academy
Original Assignee
General Designing Institute of Hubei Space Technology Academy
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Designing Institute of Hubei Space Technology Academy filed Critical General Designing Institute of Hubei Space Technology Academy
Priority to CN2010201207590U priority Critical patent/CN201716572U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN201716572U publication Critical patent/CN201716572U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

本实用新型公开了一种基于双CAN总线的网关，其包括两路SPI接口、两路CAN总线接口、与所述SPI接口相连的微处理器、与所述微处理器相连的晶振模块、两个CAN收发器、两个电气隔离模块以及电源模块，所述电源模块分别与微处理器、所述电气隔离模块和所述CAN收发器相连，两个所述CAN收发器通过相应的所述电气隔离模块与所述微处理器相连且与相应的CAN总线接口相连。本实用新型还公开了利用该网关的控制系统。采用该网关后，进而可以简化控制系统的结构，提高通信的可靠性并降低成本。

Description

一种基于双CAN总线的网关及采用该网关的控制系统
技术领域
本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于双CAN总线的网关及采用该网关的控制系统。
背景技术
CAN(Controller Area Network，控制器局域网)总线是国际上应用最广泛的现场总线之一。与一般的通信总线相比，CAN总线具有突出的可靠性、实时性和灵活性。虽然CAN总线具有较高的可靠性，但它的可靠性是建立在单一的CAN总线回路中的，一旦该路总线上的任何部位出现故障，就会造成控制系统的通信故障。为了提高系统的可靠性和稳定性，很多机构对基于双CAN总线的控制系统进行了研究。
现有的基于双CAN总线的控制系统中的各个单元，包括控制、执行以及测试单元均依靠各自的CAN接口连接到两条CAN总线(测试总线和控制总线)之上，并通过两条CAN总线实现各单元之间的信息交互和信息共享。当控制系统工作时，控制单元首先需要通过测试总线获取各种测试信息，其次完成控制系统当前状态的分析解算，然后通过控制总线将控制指令发送给其它执行单元。此外，该控制单元还需将控制指令分发到测试总线以实现对关键信息的热备份。若前述功能全部由控制单元中的主控CPU完成，将增加主控CPU的解算及处理难度，并且相关的软件设计会很复杂，硬件设备的电路同样也十分复杂。
此外，现有控制系统中的控制、测试或执行单元之间常采用不同的通信方式，甚至不同的通讯协议进行数据交互，这样，往往会增加各单元之间系统信息交互的不可靠性以及互联网电缆网的复杂性，进一步增加了控制单元的软硬件设计的难度。
并且，伴随着系统集成技术的大量运用，产品体积小、自动化程度高、功能模块化设计已经成为一种趋势，传统的CAN总线介入方式很难满足上述要求。
因此，亟待提供一种基于双CAN总线的网关及控制系统以克服上述缺陷。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于提供一种基于双CAN总线的网关和控制系统，采用其以简化控制系统的结构、提高通信的可靠性并降低成本。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于双CAN总线的网关，其包括两路SPI(Serial Peripheral Interface，串行外围设备)接口、两路CAN总线接口、与所述SPI接口相连的微处理器、与所述微处理器相连的晶振模块、两个CAN收发器、两个电气隔离模块以及电源模块，所述电源模块分别与微处理器、所述电气隔离模块和所述CAN收发器相连，两个所述CAN收发器通过相应的所述电气隔离模块与所述微处理器相连且与相应的CAN总线接口相连。
本实用新型还提供了一种基于双控制器局域网总线的控制系统，其包括主控单元、测试单元、执行单元和两条CAN总线和如前所述的网关，所述测试单元和执行单元均通过两个CAN总线收发器与两条CAN总线连接，所述主控单元通过所述网关与两条CAN总线连接。
与现有技术相比，本实用新型的基于双CAN总线的网关可以实现SPI接口与CAN总线接口之间的网络互连，同时实现SPI通信信息与CAN总线通信报文之间的协议转换，为控制系统中各功能单元按模块化设计提供了技术保障，进而可以简化控制系统的结构，提高通信的可靠性并降低成本。
优选地，所述电源模块包括主电源、第一隔离供电电源和第二隔离供电电源，所述主电源分别与所述处理器模块、两个所述电气隔离模块相连，所述第一隔离供电电源分别与一个所述电气隔离模块及其相应的CAN收发器相连，所述第二隔离供电电源分别与另一个电气隔离模块及其相应的CAN收发器相连。采用分立电源，避免所述微处理器和CAN收发器之间相互影响。
较佳地，一路所述SPI接口为SPI输入接口，另一路SPI接口为输出接口。
通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。
附图说明
图1为使用本实用新型基于双CAN总线的控制系统的一实施例的系统的结构框图。
图2为图1中基于双CAN总线的网关的结构框图。
具体实施方式
现在参考附图描述本实用新型的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本实用新型提供了一种基于双CAN总线的网关及通信系统，其硬件结构简单，降低成本。
下面将结合附图详细阐述本实用新型实施例的技术方案。图1为本实用新型基于双CAN总线的控制系统的一个实施例的结构框图。如图1所示，本实施例的基于双CAN总线的控制系统包括主控单元1、执行单元2、测试单元3、网关4、一条CAN控制总线5和一条CAN测试总线6。CAN控制总线5和CAN测试总线6上设置有若干节点。多个所述主控单元1、执行单元3和测试单元3设置于相应的节点，图中仅示出各一个，其余结构与之相同。所述执行单元2通过一个CAN总线控制器21和一个CAN总线收发器22连接到CAN控制总线5上，且通过一个CAN总线控制器23和一个CAN总线收发器24连接到CAN测试总线6上。所述测试单元3通过CAN总线收发器31连接到CAN控制总线5上，通过CAN总线收发器32连接到CAN测试总线6上。可以知道，CAN总线控制器21和CAN总线控制器23可以集成到所述执行单元2中。位于关键节点处的所述主控单元1通过网关4分别与CAN控制总线5和CAN测试总线6相连。所述网关4实现SPI信息帧与CAN报文通信协议的等效互换。
图2为图1中网关的结构框图，如图2所示，所述网关4包括微处理器41、与所述微处理器相连的晶振模块42、两个CAN收发器(分别为第一CAN收发器43a和第二CAN收发器43b)、两个电气隔离模块(分别为第一电气隔离模块44a和第二电气隔离模块44b)以及电源模块45。所述电源模块45分别与微处理器41、所述电气隔离模块44a、44b和所述CAN收发器43a、44b相连，为其供电。所述晶振模块42为微处理器41提供运行处理时钟。所述第一电气隔离模块44a连接在所述微处理器41和第一CAN收发器43a之间，实现CAN总线和微处理器41的电气隔离；所述第二电气隔离模块44b连接在所述微处理器41和第二CAN收发器43b之间，实现CAN总线2和微处理器的电气隔离。第一CAN收发器43a实现网关4和CAN总线之间的电气接口；CAN收发器43b实现网关4和CAN总线的电气接口。
进一步地，所述电气隔离模块可以采用磁隔离，也可以采用光电隔离。所述微处理器可以采用microchip公司推出的dsPIC系列数字信号控制器。
具体的，所述电源模块45包括主电源45a、第一隔离供电电源45b和第二隔离供电电源45c，所述主电源45a分别与所述微处理器41、第一电气隔离模块44a和第二电气隔离模块44b相连，所述第一隔离供电电源45b分别与第一电气隔离模块44a及第一CAN收发器43a相连，所述第二隔离供电电源45c分别与第二电气隔离模块44b及第二CAN收发器43b相连。采用分立电源，避免微处理器41和CAN收发器之间相互影响。
如图1所示，在本实施例中，该网关4具有一个第一CAN总线接口4c、一个第二CAN总线接口4d和两路SPI接口，其中一路为SPI输入接口4a、另一路为SPI输出接口4b。该网关4通过SPI输入接口4a和SPI输出接口4b与主控CPU通信，以提高通信速度。其中，SPI输入接口接收来自主控单元1的所有SPI信息帧(控制信息)，SPI输出接口将SPI信息帧(测试信息)传送给自主控单元1。前述两路SPI接口相互独立，数据可以实现单向全速传输。该网关4通过第一CAN总线接口4c和第二CAN总线接口4d与CAN总线实现信息交互。可以理解，两路SPI接口也可以采用双向通信。
通过微控制器中的固件程序和专有通信协议，该网关具有以下优点：实现SPI信息帧与CAN报文通信协议的等效互换，从而减少关键节点处的主控单元的接口硬件电路设计；实现两路CAN总线信息的并行交互，增强了控制系统的信息吞吐能力；与主控单元的CPU相配合，网关的SPI接口在工作异常时能够进行自我调整，使SPI接口通信恢复正常，提高系统的容错能力；该网关可以将关键信息分发到两路CAN总线上，实现关键信息的热备份；在出现交互信息高峰时，网关可进行信息流量调配。
本实用新型的基于双CAN总线的网关可以简化通信系统的硬件电路设计，还能帮助主控单元1进行双CAN总线的通信管理。由于采用了前述基于双CAN总线的网关，使得控制系统工作稳定性好、效率高。并且该网关兼容性强，接入方式简单，非常适于推广应用。

Claims (4)

1.一种基于双CAN总线的网关，包括两路SPI接口和两路CAN总线接口，其特征在于：还包括与所述SPI接口相连的微处理器、与所述微处理器相连的晶振模块、两个CAN收发器、两个电气隔离模块以及电源模块，所述电源模块分别与微处理器、所述电气隔离模块和所述CAN收发器相连，两个所述CAN收发器通过相应的所述电气隔离模块与所述微处理器相连且与相应的CAN总线接口相连。
2.如权利要求1所述的网关，其特征在于：所述电源模块包括主电源、第一隔离供电电源和第二隔离供电电源，所述主电源分别与所述处理器模块、两个所述电气隔离模块相连，所述第一隔离供电电源分别与一个所述电气隔离模块及其相应的CAN收发器相连，所述第二隔离供电电源分别与另一个电气隔离模块及其相应的CAN收发器相连。
3.如权利要求1所述的网关，其特征在于：一路所述SPI接口为SPI输入接口，另一路SPI接口为输出接口。
4.一种基于双CAN总线的控制系统，包括主控单元、测试单元、执行单元和两条CAN总线，所述测试单元和执行单元均通过两个CAN总线收发器与两条CAN总线连接，其特征在于：还包括如权利要求1-3任一项所述的网关，所述主控单元通过所述网关与两条CAN总线连接。
CN2010201207590U 2010-02-23 2010-02-23 一种基于双can总线的网关及采用该网关的控制系统 Expired - Fee Related CN201716572U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010201207590U CN201716572U (zh) 2010-02-23 2010-02-23 一种基于双can总线的网关及采用该网关的控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010201207590U CN201716572U (zh) 2010-02-23 2010-02-23 一种基于双can总线的网关及采用该网关的控制系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN201716572U true CN201716572U (zh) 2011-01-19

Family

ID=43462578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010201207590U Expired - Fee Related CN201716572U (zh) 2010-02-23 2010-02-23 一种基于双can总线的网关及采用该网关的控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN201716572U (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103873310A (zh) * 2012-12-10 2014-06-18 北汽福田汽车股份有限公司 一种can网络的网关测试方法及系统
CN106302521A (zh) * 2016-09-18 2017-01-04 珠海格力电器股份有限公司 一种协议转换器
CN106487668A (zh) * 2015-08-27 2017-03-08 中车大连电力牵引研发中心有限公司 SPI协议与CANopen协议通信的网关
CN109921971A (zh) * 2019-03-25 2019-06-21 江苏凯龙宝顿动力科技有限公司 一种双路can通信装置
CN111090606A (zh) * 2019-11-13 2020-05-01 北京空间机电研究所 一种拓扑型线路架构的系统及总线切换方法
CN114355823A (zh) * 2022-01-18 2022-04-15 天地（常州）自动化股份有限公司 基于网络的矿用防爆组合开关控制系统及其控制方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103873310A (zh) * 2012-12-10 2014-06-18 北汽福田汽车股份有限公司 一种can网络的网关测试方法及系统
CN106487668A (zh) * 2015-08-27 2017-03-08 中车大连电力牵引研发中心有限公司 SPI协议与CANopen协议通信的网关
CN106302521A (zh) * 2016-09-18 2017-01-04 珠海格力电器股份有限公司 一种协议转换器
CN106302521B (zh) * 2016-09-18 2018-04-20 珠海格力电器股份有限公司 一种协议转换器
CN109921971A (zh) * 2019-03-25 2019-06-21 江苏凯龙宝顿动力科技有限公司 一种双路can通信装置
CN111090606A (zh) * 2019-11-13 2020-05-01 北京空间机电研究所 一种拓扑型线路架构的系统及总线切换方法
CN114355823A (zh) * 2022-01-18 2022-04-15 天地（常州）自动化股份有限公司 基于网络的矿用防爆组合开关控制系统及其控制方法
CN114355823B (zh) * 2022-01-18 2024-05-17 天地（常州）自动化股份有限公司 基于网络的矿用防爆组合开关控制系统及其控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201716572U (zh) 一种基于双can总线的网关及采用该网关的控制系统
CN102866690B (zh) 分散控制系统中冗余过程控制站之间冗余切换方法
CN105657639A (zh) 双模设备及其实现同时通信的方法
CN103309267B (zh) 一种模块化多电平变换器的控制系统架构
CN101478460B (zh) 一种FlexRay-CAN通信网关及实现方法
CN1798148A (zh) 总线抽象
CN103905281A (zh) 可互换实现网络控制器与网络终端功能的fc-ae-1553总线节点卡
CN101854083A (zh) 一种实现电力设备a/d转换协议的自适应装置
CN103051426B (zh) 一种数据或信令的发送方法及装置
CN105577430A (zh) 一种高端容错服务器的节点管理方法
CN103036780A (zh) 一种智能热备冗余双网卡及热备冗余方法
WO2013007161A1 (zh) 基带处理单元、基带处理板和基带处理板的故障处理方法
CN109274603A (zh) 异构协议数据之间基于软件定义的互连方法和装置
CN104135410A (zh) 一种基于amba总线结构的epa通信ip核及片上系统
CN104124880A (zh) 用于功率电子设备转换器的分布式控制器
CN102984096A (zh) 应用于船舶动力信息采集装置的can数据帧的组装方法
CN107070911A (zh) 一种信息传输的方法及交通综合监控系统
CN203071969U (zh) 基于云计算系统的数据采集与汇总分流的系统
CN102521196B (zh) Modbus数据采集器
CN101026575A (zh) 高可用、高可扩展的模块化网络服务器体系结构
CN201985889U (zh) 一种智能电网多业务接入网关
CN102004716A (zh) 实现设备共享的系统及其方法
CN206835125U (zh) 智能接入网关设备
CN211207151U (zh) 一种可修改通讯参数的双485转换装置
CN103944738A (zh) 一种支持功能扩展的交换机

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110119

Termination date: 20170223

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