CN205453689U - 一种can蓝牙数据传输装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种CAN蓝牙数据传输装置，包括CAN模块、控制模块、蓝牙模块、电源模块、设置模块和显示模块，其中，CAN模块用于与CAN总线相连接并将接收到的CAN数据发送给控制模块；蓝牙模块用于与蓝牙接入设备相连接；设置模块用于配置该装置的工作模式；显示模块用于显示该装置的工作状态；控制模块与CAN模块、蓝牙模块、设置模块和显示模块相连接，用于控制各个模块的工作，蓝牙模块与控制模块之间通过串口传输数据。与现有技术相比较，本实用新型的技术方案增加设置模块，从而可以根据实际使用需求设置不同的工作模式；同在硬件上增加了抗干扰设计，保证CAN总线与蓝牙的数据传输的准确性。
Description
技术领域
本实用新型属于CAN数据通信领域，尤其涉及一种CAN蓝牙数据传输装置。
背景技术
CAN总线作为一种可靠、快速的通讯总线，在工业现场上有着广泛的应用。现有技术的CAN总线通常通过PC机/单片机与外部网络连接。然而，这种接入方式存在维护繁琐、使用不灵活等缺点。
随着信息技术的飞速发展，CAN网络与外部网络的数据转换不断丰富，CAN与蓝牙之间的数据转换便是常用的一种使用方式。但现有技术的CAN-蓝牙转换器功能单一，使用不便。
故，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案，解决现有技术中存在的缺陷。
实用新型内容
有鉴于此，确有必要提供一种具有配置功能以适用于不同工作场合的CAN蓝牙数据传输装置。
为了克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提供以下技术方案：
一种CAN蓝牙数据传输装置，该CAN蓝牙数据传输装置用于实现CAN数据和蓝牙数据之间的转换传输，包括CAN模块、控制模块、蓝牙模块、电源模块、设置模块和显示模块，其中，所述电源模块用于为该装置提供相应的供电电压；所述CAN模块用于与CAN总线相连接并将接收到的CAN数据发送给所述控制模块；所述蓝牙模块用于与蓝牙接入设备相连接；所述设置模块用于配置该装置的工作模式；所述显示模块用于显示该装置的工作状态；所述控制模块与所述CAN模块、蓝牙模块、设置模块和显示模块相连接，用于控制各个模块的工作，从而实现CAN数据和蓝牙数据之间的转换传输；
所述蓝牙模块与所述控制模块之间通过串口传输数据；
所述CAN模块包括CAN收发器和光电隔离模块，所述CAN收发器接收CAN数据并经所述光电隔离模块传输给所述控制模块，所述控制模块内置CAN控制器，用于处理CAN数据。
优选地，所述CAN模块还包括抗干扰模块，CAN总线上的数据经所述抗干扰模块处理后再发送给所述CAN收发器。
优选地，所述CAN收发器由CAN收发芯片U2组成，所述CAN收发芯片的型号为TJA1050；其中，U2第1引脚TXD接至CAN输出信号；U2第4引脚RXD接至CAN输入信号；U2第2和第3引脚电源供电脚，分别接至0V和V+；U2第5引脚CANL和第6引脚CANH形成CAN的差分输入输出线；U2第8引脚S通过电阻R2接0V电位。
优选地，所述光电隔离模块由第一高速光耦芯片U1、第二高速光耦芯片U3和隔离电源U4组成，所述隔离电源U4选用隔离电源芯片B0505，所述第一高速光耦芯片U1和第二高速光耦芯片U3选用高速光耦芯片6N137；其中，U1第3引脚CATHODE接CAN输出信号TXCAN；U1第2引脚ANODE接供电高电压VCC；U1第5和第8引脚为隔离供电口，隔离电位V+和0V由隔离电源U4产生；U1第6引脚OUTPUT与第7引脚ENABLE通过一个上拉电阻R1实现对前级输入的后级输出。
优选地，所述抗干扰模块由滤波器和浪涌管构成，CAN总线上的数据经所述浪涌管和所述滤波器处理后再发送给所述CAN收发器；所述滤波器用于滤除传导噪声；所述浪涌管用于对雷击或大电流进行保护。
优选地，所述滤波器包括第一差模电感L1、第二差模电感L2、共模电感B1、第二电容C2与第三C3，U2的第6引脚CANL以及第7引脚CANH输出的信号分别经过限流保护电阻R5和R3连接到第一差模电感L1和第二差模电感L2的一端；
所述第一差模电感L1和第二差模电感L2的另一端与共模电感B1相连接，所述共模电感与电容C2、C3分别组成交流进线上两对独立端口之间的共模滤波器，负责滤除抑制共模信号。
优选地，所述第一差模电感L1和第二差模电感L2的电感值为100uH。
优选地，所述共模电感B1的电感值为400uH，其为在铁氧体磁芯上同向绕制相同匝数的线圈形成。
优选地，所述浪涌管串接在所述滤波器与CAN总线之间，所述浪涌管由第一浪涌管TVS1、第二浪涌管TVS2和第三浪涌管TVS3构成，所述第一浪涌管TVS1和所述第三浪涌管TVS3的一端分别与高压放电电容C1和C4相连，雷击或高电压产生的浪涌能量通过高压放电电容C1和C4泻放到大地(PE)。
优选地，所述第一浪涌管TVS1、第二浪涌管TVS2和第三浪涌管TVS3选用额定电压为5V的SMAJ5.0CA双向TVS管。
优选地，所示高压放电电容C1和C4的规格为1nF/2KV。
与现有技术相比较，本实用新型的CAN-蓝牙数据传输装置增加设置模块，从而可以根据实际使用需求设置不同的工作模式；同在硬件上增加了抗干扰设计，保证CAN总线与蓝牙的数据传输的准确性。
附图说明
图1为本实用新型一种CAN蓝牙数据传输装置的原理框图。
图2为本实用新型实施方式一中CAN模块的原理框图。
图3为本实用新型实施方式二中CAN模块的原理框图。
图4为本实用新型CAN蓝牙数据传输装置在实际应用中的一种组网结构。
图5为本实用新型CAN蓝牙数据传输装置中CAN模块的电路原理图。
如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型作进一步说明。
参见图1和图2，所示为本实用新型一种CAN蓝牙数据传输装置的原理框图，该CAN蓝牙数据传输装置用于实现CAN数据和蓝牙数据之间的转换传输，包括CAN模块、控制模块、蓝牙模块、电源模块、设置模块和显示模块，其中，电源模块用于为该装置提供相应的供电电压；CAN模块用于与CAN总线相连接并将接收到的CAN数据发送给控制模块；蓝牙模块用于与蓝牙接入设备相连接；设置模块用于配置该装置的工作模式；显示模块用于显示该装置的工作状态；控制模块与CAN模块、蓝牙模块、设置模块和显示模块相连接，用于控制各个模块的工作，从而实现CAN数据和蓝牙数据之间的转换传输；
蓝牙模块与控制模块之间通过串口传输数据；
CAN模块包括CAN收发器和光电隔离模块，CAN收发器接收CAN数据并经光电隔离模块传输给控制模块，控制模块内置CAN控制器，用于处理CAN数据。
由于在CAN蓝牙数据传输装置增加了设置模块，从而可以根据实际使用需求配置CAN模块和蓝牙模块的参数信息，使本装置具有不同的工作模式。同时，还可以配置控制模块内置CAN标识符，由于CAN总线报文帧除了存储传输的数据外还存在报文头和协议头，当控制模块接收到的CAN报文与其内置的CAN标识符不相符，要对传输数据进行适当去头处理，直接丢弃该CAN报文。从而针对不同组网ID配置要求可以实现一个现场的灵活配置，能够满足多种屏蔽需要。
参见图3，所示为本实用新型实施方式二中CAN模块的原理框图，CAN模块还包括抗干扰模块，CAN总线上的数据经所述抗干扰模块处理后再发送给所述CAN收发器。
参见图4为本实用新型CAN蓝牙数据传输装置在实际应用中的一种组网结构。在一些组网不便的区域，或者在两个现有的CAN网络之间建立通信，可以采用本实用新型CAN蓝牙数据传输装置实现，从而省去从新改造线路的麻烦。
图5为本实用新型CAN蓝牙数据传输装置中CAN模块的电路原理图，具体包括光电隔离模块、CAN收发器和抗干扰模块三部分，具体的电路设计原理如下所示。
光电隔离模块由高速光耦6N137和隔离电源B0505组成，高速光耦的添加可实现电信号传输的隔离作用，从而实现保护信号前级电路的功用。第一高速光耦芯片U1为CAN发送形成隔离保护：U1第3引脚CATHODE接CAN输出信号TXCAN；U1第2引脚ANODE接供电高电压VCC；U1第5和第8引脚为隔离供电口，隔离电位V+和0V由隔离电源U4(B0505)产生；U1第6引脚OUTPUT与第7引脚ENABLE通过一个上拉电阻R1实现对前级输入的后级输出。第二高速光耦芯片U3为CAN接收线形成隔离保护，接口实现过程与第一高速光耦方向相反、连接一致。
CAN收发器由U2(TJA1050)组成，它可完成控制器IO信号与CAN差分信号之间的双向转换的作用。U2第1引脚TXD接至CAN输出信号；U2第4引脚RXD接至CAN输入信号；U2第2和第3引脚电源供电脚，分别接至0V和V+；U2第5引脚CANL和第6引脚CANH形成CAN的差分输入输出线；U2第8引脚S通过电阻R2接0V电位。
抗干扰模块由滤波器与浪涌管构成：滤波器用于应对传导噪声；浪涌管则针对雷击等大电流进行保护。传导噪声可分为差模和共模两种，频谱范围在0.15-30MHz之间，抑制可进行分别抑制。差模抑制：CANH和CANL信号线由U2的6、7引脚出来经过限流保护电阻R5、R3连接至差模电感L2与L1，差模电感实现对交流进线间的差模干扰进行衰减，当差模干扰频率越高，差模电感感抗越大，滤波器滤波效果就越好，从而阻止差模噪声进入后级电路中。为防止电感影响CAN的正常通信，电感取值不能过大，最大稳定值在100uH左右较为适宜。共模抑制：CANH和CANL信号线经过差模保护后连接至共模电感B1，共模电感与电容C2、C3分别组成交流进线上两对独立端口之间的共模滤波器，负责滤除抑制共模信号。由于B1是铁氧体磁芯上同向绕制相同匝数的共模电感，对于差模信号其产生大小相等、方向相反的磁场，可相互抵消，对于共模信号则产生同方向的磁场，增大电感的感抗值，可以减小共模干扰，设计中共模电感取为400uH。浪涌保护：浪涌干扰属于破坏性干扰，在接口保护设计上一般要求在接口外部就能实现能量的泄放，从而保护内部元件电路。本实用新型的浪涌保护处于滤波器与CAN外部接口之间，由浪涌管TVS1、TVS2、TVS3构成，TVS1和TVS3的一端分别与高压放电电容C1和C4相连，工作时，浪涌管可将由雷击或高电压产生的浪涌能量通过放电电容泻放到大地(PE)。考虑到CAN显隐信号电平最大不超过5V，因而，器件选用额定电压为5V的SMAJ5.0CA双向TVS管，C1、C4是规格为1nF/2KV。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种CAN蓝牙数据传输装置，其特征在于，该CAN蓝牙数据传输装置用于实现CAN数据和蓝牙数据之间的转换传输，包括CAN模块、控制模块、蓝牙模块、电源模块、设置模块和显示模块，其中，所述电源模块用于为该装置提供相应的供电电压；所述CAN模块用于与CAN总线相连接并将接收到的CAN数据发送给所述控制模块；所述蓝牙模块用于与蓝牙接入设备相连接；所述设置模块用于配置该装置的工作模式；所述显示模块用于显示该装置的工作状态；所述控制模块与所述CAN模块、蓝牙模块、设置模块和显示模块相连接，用于控制各个模块的工作，从而实现CAN数据和蓝牙数据之间的转换传输；
所述蓝牙模块与所述控制模块之间通过串口传输数据；
所述CAN模块包括CAN收发器和光电隔离模块，所述CAN收发器接收CAN数据并经所述光电隔离模块传输给所述控制模块，所述控制模块内置CAN控制器，用于处理CAN数据。
2.根据权利要求1所述的CAN蓝牙数据传输装置，其特征在于，所述CAN模块还包括抗干扰模块，CAN总线上的数据经所述抗干扰模块处理后再发送给所述CAN收发器。
3.根据权利要求2所述的CAN蓝牙数据传输装置，其特征在于，所述CAN收发器由CAN收发芯片U2组成，所述CAN收发芯片的型号为TJA1050；其中，U2第1引脚TXD接至CAN输出信号；U2第4引脚RXD接至CAN输入信号；U2第2和第3引脚电源供电脚，分别接至0V和V+；U2第5引脚CANL和第6引脚CANH形成CAN的差分输入输出线；U2第8引脚S通过电阻R2接0V电位。
4.根据权利要求2所述的CAN蓝牙数据传输装置，其特征在于，所述光电隔离模块由第一高速光耦芯片U1、第二高速光耦芯片U3和隔离电源U4组成，所述隔离电源U4选用隔离电源芯片B0505，所述第一高速光耦芯片U1和第二高速光耦芯片U3选用高速光耦芯片6N137；其中，U1第3引脚CATHODE接CAN输出信号TXCAN；U1第2引脚ANODE接供电高电压VCC；U1第5和第8引脚为隔离供电口，隔离电位V+和0V由隔离电源U4产生；U1第6引脚OUTPUT与第7引脚ENABLE通过一个上拉电阻R1实现对前级输入的后级输出。
5.根据权利要求2所述的CAN蓝牙数据传输装置，其特征在于，所述抗干扰模块由滤波器和浪涌管构成，CAN总线上的数据经所述浪涌管和所述滤波器处理后再发送给所述CAN收发器；所述滤波器用于滤除传导噪声；所述浪涌管用于对雷击或大电流进行保护。
6.根据权利要求5所述的CAN蓝牙数据传输装置，其特征在于，所述滤波器包括第一差模电感L1、第二差模电感L2、共模电感B1、第二电容C2与第三C3，U2的第6引脚CANL以及第7引脚CANH输出的信号分别经过限流保护电阻R5和R3连接到第一差模电感L1和第二差模电感L2的一端；
所述第一差模电感L1和第二差模电感L2的另一端与共模电感B1相连接，所述共模电感与电容C2、C3分别共模滤波器，用于滤除抑制共模信号。
7.根据权利要求6所述的CAN蓝牙数据传输装置，其特征在于，所述第一差模电感L1和第二差模电感L2的电感值为100uH。
8.根据权利要求6所述的CAN蓝牙数据传输装置，其特征在于，所述共模电感B1的电感值为400uH，其为在铁氧体磁芯上同向绕制相同匝数的线圈形成。
9.根据权利要求5所述的CAN蓝牙数据传输装置，其特征在于，所述浪涌管串接在所述滤波器与CAN总线之间，所述浪涌管由第一浪涌管TVS1、第二浪涌管TVS2和第三浪涌管TVS3构成，所述第一浪涌管TVS1和所述第三浪涌管TVS3的一端分别与高压放电电容C1和C4相连，雷击或高电压产生的浪涌能量通过高压放电电容C1和C4泻放到大地(PE)。
10.根据权利要求9所述的CAN蓝牙数据传输装置，其特征在于，所述第一浪涌管TVS1、第二浪涌管TVS2和第三浪涌管TVS3选用额定电压为5V的SMAJ5.0CA双向TVS管；所述高压放电电容C1和C4的规格为1nF/2KV。
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