CN201789521U - 一种基于arm7cpu核的网关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于ARM7CPU核的网关，包括J1939总线收发器、J1939总线协议控制器、ARM7中央控制器、PROFIBUS-DP通信控制器、光电隔离转换器、RS485总线驱动器，J1939总线收发器依次与J1939总线协议控制器、ARM7中央控制器、PROFIBUS-DP通信控制器、光电隔离转换器和RS485总线驱动器双向连接；ARM7中央控制器是基于ARM7CPU核的中央控制器。本实用新型为J1939总线和PROFIBUS-DP总线的结合提供了解决方案，设计新颖、可靠、灵活，在农林机械、制造业自动化、过程控制自动化、电力、铁路交通、轨道车辆行业等领域有广泛的应用前景。

Description

一种基于ARM7CPU核的网关

技术领域

本实用新型涉及一种控制技术领域的数据转换装置，特别是一种基于ARM7CPU核的网关。

背景技术

J1939通信协议是由汽车工程协会(SAE)定义的，主要用于商用车辆的控制系统，但也用于舰船、轨道机车、农业机械和大型发动机控制系统。目前，国内外各种轨道车辆、铁路行业养路机械以及农林机械普遍使用支持J1939协议的电控单元对发动机进行控制。

过程现场总线PROFIBUS是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准，用于工业自动化日益广泛，1996年3月15日该标准被批准为欧洲标准，即DIN 50170V.2。PROFIBUS根据应用特点分为PROFIBUS-DP、PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-PA 3个兼容版本。其中PROFIBUS-DP可以提供远距离高速的通信，最大距离为12Mb/s时100m、15Mb/s时200m，还可以用中继器加长。PROFIBUS-DP采用分布式结构，各主站间令牌传递，主站与从站为主从传送，每段可达32个站，用连接器连接段，最多可达126个站。经过扩展的PROFIBUS-DP的诊断功能能对故障进行快速定位，诊断信息在总线上传输并由主站采集。此外，PROFIBUS-DP还具有易于安装的特点，双绞线的敷设不需要专业知识，总线结构使得1个站点装卸载不影响其它站点的正常工作，系统的安装还可以分别进行，后期安装的系统不会对前期安装的系统造成妨碍。

使用J1939通讯协议的发动机专用控制网络与广泛使用的PROFIBUS-DP总线能够互联，对于基于J1939协议的控制系统的开发、调试以及监视具有很重要的意义，但目前本领域中未出现可以使其互联的解决方案。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型要设计一种基于ARM7CPU核的网关，以实现使用J1939通讯协议的发动机专用控制网络与广泛使用的PROFIBUS-DP总线互联。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种基于ARM7CPU核的网关，包括J1939总线收发器、J1939总线协议控制器、ARM7中央控制器、PROFIBUS-DP通信控制器、光电隔离转换器、RS485总线驱动器，所述的J1939总线收发器的一个接口与J1939总线双向连接、另一个接口依次与J1939总线协议控制器、ARM7中央控制器、PROFIBUS-DP通信控制器、光电隔离转换器、RS485总线驱动器和RS485总线双向连接；所述的ARM7中央控制器是基于ARM7CPU核的中央控制器。

本实用新型的有益效果是：解决了发动机专用的J1939控制网络和通用PROFIBUS-DP总线的互联问题，具有设计新颖、可靠、灵活等特点，在轨道车辆以及农林机械等行业以及相关领域具有广泛的应用前景。

附图说明

本实用新型仅有附图1张：

图1为基于ARM7的J1939-PROFIBUS-DP网关的结构框图。

图中：1、J1939总线收发器，2、J1939总线协议控制器，3、ARM7中央控制器，4、PROFIBUS-DP通信控制器，5、光电隔离转换器，6、RS485总线驱动器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步地描述。如图1所示，一种基于ARM7CPU核的网关，包括J1939总线收发器1、J1939总线协议控制器2、ARM7中央控制器3、PROFIBUS-DP通信控制器4、光电隔离转换器5、RS485总线驱动器6，所述的J1939总线收发器1的一个接口与J1939总线双向连接、另一个接口依次与J1939总线协议控制器2、ARM7中央控制器3、PROFIBUS-DP通信控制器4、光电隔离转换器5、RS485总线驱动器6和RS485总线双向连接；所述的ARM7中央控制器3是基于ARM7CPU核的中央控制器。

本实用新型的数据传输路径及各单元连接关系为：J1939总线数据通过J1939总线收发器1进入J1939总线协议控制器2，再进入ARM7中央控制器3进行逻辑运算处理，处理后的数据进入PROFIBUS-DP通信控制器4，再进入光电隔离转换器5，最后通过RS485总线驱动器6发送到PROFIBUS-DP总线；数据的另一种传输路径为：PROFIBUS-DP总线数据通过RS485总线驱动器6进入光电隔离转换器5，再进入PROFIBUS-DP通信控制器4，然后进入ARM7中央控制器3进行逻辑运算处理，处理后的数据进入J1939总线协议控制器2，最后通过J1939总线收发器1送到J1939总线。

本实用新型各模块的功能如下：

J1939总线协议控制器2，根据J1939总线通讯协议规定，接收J1939数据帧，被ARM7中央控制器3读取。读取ARM7中央控制器3写入J1939协议控制器中的数据，经过编码生成J1939数据帧发送到J1939总线。

PROFIBUS-DP通信控制器4，接收PROFIBUS-DP总线数据帧，经过解码处理后传给ARM7中央控制器3。读取ARM7中央控制器3写入PROFIBUS-DP通信控制寄存器中的数据，经过编码生成PROFIBUS-DP总线数据帧发送到PROFIBUS-DP总线。

ARM7中央控制器3是基于负责J1939总线协议控制器2和PROFIBUS-DP通信控制器4，具有图形化编程接口，用户使用符合IEC61131-3的语言编写控制逻辑。

光电隔离转换器5，是PROFIBUS-DP通信控制器4与RS485总线驱动器6的电气接口，起到电气隔离的作用。

RS485总线驱动器6，是光电隔离转换器5和PROFIBUS-DP总线物理层的电气接口，起到电信号转换作用。

J1939总线收发器1是J1939总线协议控制器2与J1939总线物理层的电气接口，起到电信号转换作用。

本实用新型的ARM7中央控制器3，负责J1939总线协议控制器2和PROFIBUS-DP通信控制器4的数据交换，具有图形化编程接口。ARM7中央控制器3运行符合IEC61131-3的PLC解释器，解释执行用户编写的应用程序。ARM7中央控制器3通过标准的总线读写来控制J1939协议控制器发送或者接受J1939总线的数据，J1939协议控制器负责总线的监视和管理、发送或接收数据、编码或解码数据帧。J1939总线收发器1负责将收发的数据转换成符合J1939总线物理层规定的电信号，同时对J1939的总线控制电路进行隔离和保护。ARM7中央控制器3负责控制PROFIBUS-DP通信控制器4，实现PROFIBUS-DP总线数据的转换与共享。ARM7中央控制器3及其外围接口电路实现了网关的中央控制功能，主要包括ARM7中央控制器3，代码存储器，配置存储器，程序存储器。ARM7中央控制器3具有速度快、体积小、接口丰富、功耗低、无需辅助散热设备的优点，主要负责运行PLC解释器和用户的应用程序。代码存储器由非易失性闪存(FLASH)组成，永久存储网关的控制代码。配置存储器由非易失性闪存(FLASH)组成，永久存储用户的应用数据和总线配置数据。程序存储器由同步动态随机访问存储器(SDRAM)组成，具有速度快、容量大的优点，用于代码运行时的内存分配。用户可以通过图形化编程工具进行应用程序的编写和编译，生成二进制代码文件后通过网络接口下载至配置存储器中，运行于ARM7中央控制器3的PLC解释器将自动加载并执行用户应用程序，对总线数据进行逻辑处理。

Claims (1)

1.一种基于ARM7CPU核的网关，包括J1939总线收发器(1)、J1939总线协议控制器(2)、ARM7中央控制器(3)、PROFIBUS-DP通信控制器(4)、光电隔离转换器(5)、RS485总线驱动器(6)，所述的J1939总线收发器(1)的一个接口与J1939总线双向连接、另一个接口依次与J1939总线协议控制器(2)、ARM7中央控制器(3)、PROFIBUS-DP通信控制器(4)、光电隔离转换器(5)、RS485总线驱动器(6)和RS485总线双向连接；所述的ARM7中央控制器(3)是基于ARM7CPU核的中央控制器。

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