CN201830286U - 一种基于ARM9的CANopen网关 - Google Patents

Abstract

一种基于ARM9的CANopen网关，包括CANopen总线收发器、CANopen总线协议控制器、ARM9中央处理器和GPS接收模块，所述的GPS接收模块与ARM9中央处理器双向连接，所述的CANopen总线协议控制器与ARM9中央处理器双向连接，所述的CANopen总线协议控制器与CANopen总线收发器双向连接，所述的GPS接收模块通过天线与GPS网络连接。本实用新型将通过GPS定位技术获得的速度、位置、海拔等信息送到CANopen总线上，实现了GPS网络和CANopen总线的数据交换，具有高可靠性、高灵活性和成本低廉的特点，在城市轻轨、地铁、汽车、农林机械等工业领域有广泛的应用前景。

Description

一种基于ARM9的CANopen网关

技术领域

本实用新型涉及一种CANopen网关，尤其涉及一种将GPS定位技术获得的速度、位置和海拔等信息传送到CANopen总线上的CANopen网关。

背景技术

近年来，随着工业控制技术的快速发展，现场总线由于其可靠性高、成本低、故障率低等优点得到越来越广泛的应用。CANopen通讯方式是目前发展迅速的通讯方式之一，具有代码开源，接口简单，价格低廉，调试方便，性能可靠等优点。特别是在列车、城市轻轨，地铁，汽车等领域，很多设备都提供CANopen接口来进行设备间的通讯。

CANopen总线控制技术也被广泛应用于列车控制，随着对列车控制技术的要求越来越高，需要实时的列车速度、位置和海拔等信息，目前列车速度的信息是通过在列车上安装速度传感器进行实时测量获得的，而海拔和位置等信息列车上还没有相应的测量装置，也没有参与到控制中。如果应用GPS技术，可以直接将列车的速度、位置和海拔等信息通过CANopen总线发给主控单元MPU，并参与到控制中。

GPS全球定位系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。全球定位系统的主要特点：一是全天候；二是全球覆盖；三是三维定速定时高精度；四是快速省时高效率；五是应用广泛。

但是，GPS网络的数据不能直接与CANopen总线互联，需要一个由GPS网络到CANopen总线的一个数据转换装置，即GPS-CANopen网关，从而将GPS网络的数据传送到CANopen总线上。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型设计一种将GPS定位技术获得的速度、位置、海拔等信息发送到CANopen总线上的CANopen网关，从而解决GPS网络和CANopen总线的互联问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种基于ARM9的CANopen网关，包括GPS接收模块、CANopen总线收发器、CANopen总线协议控制器和ARM9中央处理器，所述的GPS接收模块与ARM9中央处理器双向连接，所述的CANopen总线协议控制器与ARM9中央处理器双向连接，所述的CANopen总线收发器与CANopen总线协议控制器双向连接，所述的GPS接收模块通过天线与GPS网络连接。

所述的GPS接收模块通过天线与GPS网络连接，接收速度、位置和海拔等信息并将数据发送到ARM9中央处理器。

所述的ARM9中央处理器，负责CANopen总线协议控制器和GPS接收模块的数据交换，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。

所述的CANopen总线协议控制器根据CANopen总线通讯协议规定，读取ARM9中央处理器写入CANopen总线协议控制器中的数据，经过编码生成CANopen数据帧。

所述的CANopen总线收发器，接收CANopen总线协议控制器的CANopen数据帧并发送到CANopen总线上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、由于本实用新型将通过GPS定位技术获得的速度、位置、海拔等信息送到CANopen总线上，主控单元MPU从CANopen总线上获取信息，可以实时地测得列车的位置、速度、海拔等信息，可以对列车的运行轨迹进行有效跟踪，也可以对列车进行控制，避免列车追尾、相撞等事故的发生，并且具有高可靠性、高信息量、高灵活性以及安装方便、易于使用的特点。

2、由于本实用新型填补了国内这一领域的空白，为工业控制的CANopen总线和GPS网络的结合提供了解决方案，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、农林机械等工业领域有广泛的应用前景。

附图说明

本实用新型有附图2张，其中：

图1为本实用新型基于ARM9的CANopen网关的结构框图。

图2为ARM9中央处理器及其外围接口电路结构框图。

图中：1、ARM9中央处理器，2、GPS接收模块，3、CANopen总线收发器，4、CANopen总线协议控制器。

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ARM9的CANopen网关，包括GPS接收模块2、CANopen总线收发器3、CANopen总线协议控制器4和ARM9中央处理器1，所述的GPS接收模块2与ARM9中央处理器1双向连接，所述的CANopen总线协议控制器4与ARM9中央处理器1双向连接，所述的CANopen总线收发器3与CANopen总线协议控制器4双向连接，所述的GPS接收模块2通过天线与GPS网络连接。

本实用新型所述的GPS接收模块2通过天线与GPS网络连接，接收速度、位置和海拔等信息并发送到ARM9中央处理器1。

本实用新型所述的ARM9中央处理器1，负责CANopen总线协议控制器4和GPS接收模块2的数据交换，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。

本实用新型所述的CANopen总线协议控制器4根据CANopen总线通讯协议规定，读取ARM9中央处理器1写入CANopen总线协议控制器4中的数据，经过编码生成CANopen数据帧。

本实用新型所述的CANopen总线收发器3，接收CANopen总线协议控制器4的CANopen数据帧并发送到CANopen总线。

下面结合图1-2对本实用新型的电路及其工作原理作进一步说明：本实用新型的电路包括CANopen总线控制电路、GPS接收模块控制电路、ARM9中央处理器1及其外围接口电路，具体电路分类如下：

如图1所示，CANopen总线控制电路是CANopen总线和ARM9中央处理器1接口的主要控制电路，主要包括CANopen总线协议控制器4、CANopen总线收发器3和ARM9中央处理器1接口电路。ARM9中央处理器1通过标准的总线读写来控制CANopen总线协议控制器4发送或者接受CANopen总线的数据，CANopen总线协议控制器4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。CANopen总线收发器3负责将收发的数据转换成符合CANopen总线物理层规定的电信号，同时对CANopen的总线控制电路进行隔离和保护。

如图1所示，GPS接收模块控制电路是GPS接收模块和ARM9中央处理器1接口的主要控制电路，主要包括GPS接收模块2和ARM9中央处理器1接口电路。ARM9中央处理器1通过标准的总线读写来GPS接收模块2通过定位技术接收到的数据。

如图2所示，ARM9中央处理器1及其外围接口电路实现了网关的中央控制功能，主要包括ARM9中央处理器1、代码存储器、配置存储器、程序存储器、电源管理电路、复位电路和实时时钟。ARM9中央处理器1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ARM9中央处理器1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。

本实用新型不局限于上述实施例，任何在本实用新型披露的技术范围内的等同构思或者改变，均列为本实用新型的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于ARM9的CANopen网关，其特征是：包括GPS接收模块(2)、CANopen总线收发器(3)、CANopen总线协议控制器(4)和ARM9中央处理器(1)，所述的GPS接收模块(2)与ARM9中央处理器(1)双向连接，所述的CANopen总线协议控制器(4)与ARM9中央处理器(1)双向连接，所述的CANopen总线收发器(3)与CANopen总线协议控制器(4)双向连接，所述的GPS接收模块(2)通过天线与GPS网络连接。 

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