CN203416280U

CN203416280U - 电梯控制器can通讯接口装置

Info

Publication number: CN203416280U
Application number: CN201320437789.8U
Authority: CN
Inventors: 吴晗; 吴永彪
Original assignee: BEIJING KAIRUITONG ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING KAIRUITONG ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-07-23
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2023-07-23

Abstract

本实用新型公开了一种电梯控制器CAN通讯接口装置，所述CAN通讯接口装置设置于电梯控制器及CAN总线之间；包括CAN通讯芯片、两个光电隔离保护芯片及CAN通讯接线输入端口；所述电梯控制器的发送端与所述第一光电隔离保护芯片输入端连接，所述第一光电隔离保护芯片输出端与所述CAN通讯芯片输入端连接，所述CAN通讯芯片的高速CAN总线引脚和低速CAN总线引脚均与所述CAN通讯接线输入端口连接，所述CAN通讯芯片输出端与所述第二光电隔离保护芯片输入端连接，所述第二光电隔离保护芯片输出端与所述电梯控制器接收端连接；本实用新型提出的电梯控制器CAN通讯接口装置，不仅传输速度快，同时也更加稳定耐用。

Description

电梯控制器CAN通讯接口装置

技术领域

本实用新型涉及电梯控制器领域，尤其涉及一种电梯控制器CAN通讯接口装置。

背景技术

电梯控制器通讯接口通常采用RS232和RS485来实现，但RS232总线采用负逻辑电平方式，有着通信距离近﹑抗干扰性能差等缺点，而RS485总线虽然采用差分方式传输但其通讯速度慢，组网一般采用主从方式。由于种种缺点，上述两种通讯接口在实时的多主网络里的使用将会受到各种限制。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种电梯控制器CAN通讯接口装置，不仅传输速度快，同时也更加稳定耐用。

基于上述目的本实用新型提供的一种电梯控制器CAN通讯接口装置，所述CAN通讯接口装置设置于电梯控制器及CAN总线之间，包括CAN通讯接线输入端口、CAN通讯芯片、第一及第二光电隔离保护芯片；电梯外部上位机逻辑信号经所述CAN通讯接线输入端口通过CAN通讯芯片转化成高低电平信号并将此高低电平信号经所述第一光电隔离保护芯片传递给电梯控制器，或电梯控制器将逻辑信号经所述第二光电隔离保护芯片通过CAN通讯芯片转化成高低电平信号，并经所述CAN通讯接线输入端口传递给上位机，从而实现双向通讯控制。

在一些实施方式中，所述电梯控制器的发送端与所述第一光电隔离保护芯片输入端连接，所述第一光电隔离保护芯片输出端与所述CAN通讯芯片输入端连接，所述CAN通讯芯片的高速CAN总线引脚和低速CAN总线引脚均与所述CAN通讯接线输入端口连接，所述CAN通讯芯片输出端与所述第二光电隔离保护芯片输入端连接，所述第二光电隔离保护芯片输出端与所述电梯控制器接收端连接。

在一些实施方式中，所述CAN通讯接口装置还包括瞬态电压抑制保护二极管；所述CAN通讯芯片的高速CAN总线引脚和低速CAN总线引脚分别与所述瞬态电压抑制保护二极管的高速CAN总线引脚和低速CAN总线引脚连接，所述瞬态电压抑制保护二极管接地端接地。

在一些实施方式中，所述CAN通讯芯片的高速CAN总线引脚和低速CAN总线引脚间串接一匹配电阻。

在一些实施方式中，所述第一光电隔离保护芯片输出端经第一上拉电阻接高电平；所述第二光电隔离保护芯片输出端经第二上拉电阻接高电平。

在一些实施方式中，所述电梯控制器的发送端与所述第一光电隔离保护芯片负输入端连接，所述第一光电隔离保护芯片正输入端接高电平；所述CAN通讯芯片输出端与所述第二光电隔离保护芯片负输入端连接，所述第二光电隔离保护芯片正输入端接高电平。

在一些实施方式中，所述第一光电隔离保护芯片负输入端经第一限流电阻连接所述电梯控制器的发送端；所述第二光电隔离保护芯片负输入端经第二限流电阻连接所述CAN通讯芯片输出端。

从上面所述可以看出，本实用新型提供的电梯控制器CAN通讯接口装置，电路结构设置精巧，传输速度快，保护通讯接口效果较好。CAN通讯的结构简单，在传输时，只有两根线与外部连接，且内部含有错误探测和管理模块。通信方式上，可以多主方式工作。网络上任意一个节点均可以在任一时刻主动向其他节点发送信息，可点对点，点对多点以及全局广播方式收发数据。采用非破坏性总线总裁技术，当两个节点同时向总线上发送数据时，优先级低的节点主动停止发送，优先级高的节点可以不受影响的继续传输，可大大节省了总线仲裁冲突时间，在网络负载很重的情况下，也不会出现网络瘫痪。最远的通信距离可以到10km，最大传输速率可达到1Mb/s。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电梯控制器CAN通讯接口装置的电路原理图；

图2为本实用新型实施例的电梯控制器CAN通讯接口装置的结构框图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

本实用新型的一个实施例提供了一种电梯控制器CAN通讯接口装置，所述CAN通讯接口装置设置于电梯控制器及CAN总线之间，包括CAN通讯接线输入端口、CAN通讯芯片、第一及第二光电隔离保护芯片；电梯外部上位机逻辑信号经所述CAN通讯接线输入端口通过CAN通讯芯片转化成高低电平信号并将此高低电平信号经所述第一光电隔离保护芯片传递给电梯控制器，或电梯控制器将逻辑信号经所述第二光电隔离保护芯片通过CAN通讯芯片转化成高低电平信号，并经所述CAN通讯接线输入端口传递给上位机，从而实现双向通讯控制。

需要说明的是，本实用新型实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本实用新型实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

参照附图1和附图2，分别为本实用新型实施例的电梯控制器CAN通讯接口装置的电路原理图和结构框图。

如图1所示，所述CAN通讯接口装置设置于电梯控制器及CAN总线之间；其包括CAN通讯芯片U4、第一光电隔离保护芯片U1、第二光电隔离保护芯片U2及CAN通讯接线输入端口P1；所述电梯控制器的发送端TXDCAN与所述第一光电隔离保护芯片负输入端VF1-连接，所述第一光电隔离保护芯片正输入端VF1+接高电平；所述第一光电隔离保护芯片输出端VO1与所述CAN通讯芯片输入端TXD_IN连接，所述CAN通讯芯片的高速CAN总线引脚CAN_H和低速CAN总线引脚CAN_L均与所述CAN通讯接线输入端口P1连接，所述CAN通讯芯片输出端RXD_OUT与所述第二光电隔离保护芯片输入端VF2-连接，所述第二光电隔离保护芯片正输入端VF2+接高电平，所述第二光电隔离保护芯片输出端VO2与所述电梯控制器接收端RXD CAN连接。

较佳的，所述电梯控制器CAN通讯接口装置还包括瞬态电压抑制保护二极管U3；所述CAN通讯芯片U4的高速CAN总线引脚CAN_H和低速CAN总线引脚CAN_L分别与所述瞬态电压抑制保护二极管U3的高速CAN总线引脚CANH和低速CAN总线引脚CANL连接，所述所述瞬态电压抑制保护二极管接地端接地。可选的，所述CAN通讯芯片U4的高速CAN总线引脚CAN_H和低速CAN总线引脚CAN_L间串接一匹配电阻R6，优选为120欧姆。

可选的，所述第一光电隔离保护芯片输出端VO1经第一上拉电阻R1接高电平；所述第二光电隔离保护芯片输出端VO2经第二上拉电阻R2接高电平。较佳的，所述第一光电隔离保护芯片负输入端VF1-经第一限流电阻R3连接所述电梯控制器的发送端TXD CAN；所述第二光电隔离保护芯片负输入端VF2-经第二限流电阻R4连接所述CAN通讯芯片输出端RXD_OUT。

如图2所示，电梯外部上位机逻辑信号经CAN通讯接线输入端口P1通过CAN通讯芯片U4转化成高低电平信号，并经第二光电隔离保护芯片U2将此高低电平信号传递给电梯控制器，或电梯控制器将逻辑信号经第一光电隔离保护芯片U1并通过CAN通讯芯片U4转化成高低电平信号，经CAN通讯接线输入端口P1传递给上位机从而实现双向通讯控制。

优选的，所述CAN通讯芯片U4为TJA1040芯片，所示瞬态电压抑制保护二极管U3为PESD1CAN保护二极管，所述高电平接入+5V直流电压，接地端则接入0V电压。

所述电梯控制器CAN通讯接口装置工作时，所述CAN通讯芯片U4提供了电梯控制器与物理总线之间的接口以及对CAN总线的差动发送和接收功能。所述CAN通讯芯片U4内部有一个电流限制电路和一个温度保护电路，可通过引脚STB选择工作模式，高速或待机模式，STB引脚接地即为高速模式，不连接则默认为高速模式。芯片内部有一个超时定时器，用来监视所述CAN通讯芯片输入端TXD_IN的低电位，由于系统硬件或者软件发生故障而造成所述CAN通讯芯片输入端TXD_IN持续为低电平时，总线上其它节点会无法与之进行通信。该定时器由信号下降沿触发启动。当所述CAN通讯芯片输入端TXD_IN处于低电位状态的持续时间超过设定时间时，模块会自动关闭发送器强制使CAN总线回到隐性电位状态。当所述CAN通讯芯片输入端TXD_IN信号处于上升沿时，定时器将被复位，通信回到正常工作状态，超时定时器的定时时间一般设定为450μs。

在CAN通讯接线输入端口P1上CAN总线接入端与地之间分别连接所述瞬态电压抑制保护二极管中反接的两个保护二极管，如果CAN总线上有较高的负电压，通过二极管的短路起到一定的过压保护作用，同时节省了成本，焊接也更加方便。

所述CAN通讯芯片连接CAN总线的两端串接了一个120欧的匹配电阻R6，这个电阻作为数据收发终端对总线起了阻抗匹配的作用，防止数据在线端被反射而影响数据传输，其提高了电路的抗干扰性及可靠性。

由于CAN总线为多主站总线，因此各节点均可在任意时刻主动向网络上的其它节点发送信息，不分主从，通信灵活。由于CAN总线采用独特的非破坏性总线仲裁技术，优先级高的节点优先传送数据，因此能满足实时性要求。同时CAN总线还具有点对点，一点对多点及全局广播传送数据的功能。CAN总线上每帧有效字节数最多为8个，并有CRC及其它校验措施，数据出错率极低，万一某一节点出现严重错误，可自动脱离总线，总线上的其它操作不受影响。CAN总线只有两根导线，系统扩充时，可直接将新节点挂在总线上即可，因此走线少，系统扩充容易，改型灵活。CAN总线传输速度快，在传输距离小于40m时，最大传输速率可达1Mb/s。正是由于CAN总线具有这些其它通信方式无法比拟的优点，使之成为电梯控制系统的理想总线。

可选的，所述CAN通讯芯片TJA1040包括以下特征:

·完全符合ISO11898标准；

·速度高高达1Mbaud；

·电磁辐射EME非常低；

·差动接收器具有较宽的共模范围可抗电磁干扰EMI；

·处于不上电状态的收发器会从总线脱离零负载；

·输入级符合3.3V和5V的器件；

·如果使用分裂终端电压源可以稳定隐性总线电平进一步改善EME；

·至少可以连接110个节点；

·消耗电流极低的待机模式具有通过总线唤醒远程的功能；

·发送数据TXD显性超时功能；

·在汽车的瞬态环境下对总线引脚进行保护；

·防止总线引脚和引脚SPLIT对电池和对地短路；

·热保护。

可选的，所述瞬态电压抑制保护二极管采用飞利浦公司的PESD1CAN保护二极管，对ESD脉冲、电源瞬变、浪涌等现象有很好的抑制作用，相对于使用TVS二极管来说，PESD1CAN在防浪涌和抑制瞬变方面有显著作用。

可选的，所述光电隔离保护芯片为6N137芯片，6N137芯片（也称6N137光耦合器）是一款用于单通道的高速光耦合器，其内部有一个850nm波长AlGaAs LED和一个集成检测器组成，其检测器由一个光敏二极管、高增益线性运放及一个肖特基钳位的集电极开路的三极管组成。具有温度、电流和电压补偿功能，高的输入输出隔离，LSTTL/TTL兼容，高速(典型为10MBd)，5mA的极小输入电流。所述光电隔离保护芯片包括以下特性：

转换速率高达10MBit/s；

摆率高达10kV/us；

扇出系数为8；

逻辑电平输出。

从上述实施例可以看出，本实用新型提供的电梯控制器CAN通讯接口装置，电路结构设置精巧，传输速度快，保护通讯接口效果较好。CAN通讯的结构简单，在传输时，只有两根线与外部连接，且内部含有错误探测和管理模块。通信方式上，可以多主方式工作。网络上任意一个节点均可以在任一时刻主动向其他节点发送信息，可点对点，点对多点以及全局广播方式收发数据。采用非破坏性总线总裁技术，当两个节点同时向总线上发送数据时，优先级低的节点主动停止发送，优先级高的节点可以不受影响的继续传输，可大大节省了总线仲裁冲突时间，在网络负载很重的情况下，也不会出现网络瘫痪。最远的通信距离可以到10km，最大传输速率可达到1Mb/s。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种电梯控制器CAN通讯接口装置，其特征在于，所述CAN通讯接口装置设置于电梯控制器及CAN总线之间，包括CAN通讯接线输入端口、CAN通讯芯片、第一及第二光电隔离保护芯片；所述CAN通讯接线输入端口连接所述CAN通讯芯片，所述CAN通讯芯片经所述第一光电隔离保护芯片连接所述电梯控制器；同时，所述电梯控制器经所述第二光电隔离保护芯片连接所述CAN通讯芯片，所述CAN通讯芯片经所述CAN通讯接线输入端口连接上位机。

2.根据权利要求1所述的电梯控制器CAN通讯接口装置，其特征在于，所述电梯控制器的发送端与所述第一光电隔离保护芯片输入端连接，所述第一光电隔离保护芯片输出端与所述CAN通讯芯片输入端连接，所述CAN通讯芯片的高速CAN总线引脚和低速CAN总线引脚均与所述CAN通讯接线输入端口连接，所述CAN通讯芯片输出端与所述第二光电隔离保护芯片输入端连接，所述第二光电隔离保护芯片输出端与所述电梯控制器接收端连接。

3.根据权利要求1所述的电梯控制器CAN通讯接口装置，其特征在于，所述CAN通讯接口装置还包括瞬态电压抑制保护二极管；所述CAN通讯芯片的高速CAN总线引脚和低速CAN总线引脚分别与所述瞬态电压抑制保护二极管的高速CAN总线引脚和低速CAN总线引脚连接，所述瞬态电压抑制保护二极管接地端接地。

4.根据权利要求1所述的电梯控制器CAN通讯接口装置，其特征在于，所述CAN通讯芯片的高速CAN总线引脚和低速CAN总线引脚间串接一匹配电阻。

5.根据权利要求1所述的电梯控制器CAN通讯接口装置，其特征在于，所述第一光电隔离保护芯片输出端经第一上拉电阻接高电平；所述第二光电隔离保护芯片输出端经第二上拉电阻接高电平。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的电梯控制器CAN通讯接口装置，其特征在于，所述电梯控制器的发送端与所述第一光电隔离保护芯片负输入端连接，所述第一光电隔离保护芯片正输入端接高电平；所述CAN通讯芯片输出端与所述第二光电隔离保护芯片负输入端连接，所述第二光电隔离保护芯片正输入端接高电平。

7.根据权利要求6所述的电梯控制器CAN通讯接口装置，其特征在于，所述第一光电隔离保护芯片负输入端经第一限流电阻连接所述电梯控制器的发送端；所述第二光电隔离保护芯片负输入端经第二限流电阻连接所述CAN通讯芯片输出端。