CN216013976U - 一种多协议转换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及通信网络之间的数据转换领域，具体而言，涉及一种多协议转换器。本实用新型公开了一种多协议转换器包括：以太网接口模块、CAN接口模块、CAN控制模块、微处理器、RS串行通信接口模块；以太网接口模块与以太网总线相连接，CAN接口模块与CAN总线相连接，CAN控制模块与CAN接口模块相连接，RS串行通信接口模块与通信协议相对应的RS串行通信数据总线相连接，微处理器分别与以太网接口模块、CAN控制模块、RS串行通信接口模块相连接，微处理器用于控制以太网接口数据接收或发送，控制串行通信接口数据接收或发送，CAN控制模块用于控制12路CAN接口数据的接收或发送。本实用新型实现了12路CAN接口与以太网接口之间数据的接收和发送，解决了CAN接口数量少的问题。

Description

一种多协议转换器

技术领域

本实用新型涉通信网络之间的数据转换领域，具体而言，涉及一种多协议转换器。

背景技术

随着科技的发展，工业通信需要多个设备之间的信息共享和数据交换，常用的工控设备通信口有RS232、RS485、CAN和以太网，其中CAN是Controller Area Network的缩写(以下称为CAN)，RS是Recommended Standard的缩写，代表推荐标准，由于各接口协议不同，使得异构网络之间的操作和信息交换难以进行，通过多协议转换器可以将不同接口设备组网,实现设备间的互操作。尤其是，CAN接口被广泛地应用于工业自动化、车辆、船舶、医疗设备、工业设备等方面，计算机对具有CAN接口的设备进行控制往往需要通过以太网接口，含有以太网CAN转换功能的转换器能够将CAN总线整合到现有的以太网拓扑图中，CAN总线的数据就能通过以太网传输到计算机，计算机指令能通过以太网到CAN接口，再到设备实现控制。目前市面上的相类似的产品集成CAN接口数量较少，已不能满足日益发展的工业通信需求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种多协议转换器，以实现CAN接口数量较多的多协议转换器。具体的技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种多协议转换器，包括：

以太网接口模块、CAN接口模块、CAN控制模块、微处理器、RS串行通信接口模块，其中，RS串行通信接口模块包括以下至少之一：RS485接口模块、RS232接口模块；

以太网接口模块与以太网总线相连接，CAN接口模块与CAN总线相连接，CAN控制模块与CAN接口模块相连接，RS串行通信接口模块与通信协议相对应的RS串行通信数据总线相连接，微处理器分别与以太网接口模块、CAN控制模块、RS串行通信接口模块相连接，微处理器用于控制以太网接口数据接收或发送，控制串行通信接口数据接收或发送，CAN控制模块用于控制12路CAN接口数据的接收或发送；

CAN控制模块包括2个CAN芯片及其外围电路，每个CAN芯片集成6个CAN控制器，每个CAN控制器控制1路CAN接口数据的接收或发送；

外围电路包括：向CAN芯片供电的供电电路，稳定CAN芯片电压的稳压电路，向CAN芯片提供基准参考电压的AD基准参考电压电路，以及为CAN芯片提供复位功能的复位电路；

供电电路为CAN芯片提供3.3v电源，3.3V输入电平与VDD引脚相连，VSS引脚接地，在VDD引脚和VSS引脚之间连接第一电容，第一电容用于电源滤波；

稳压电路在VREG引脚与VSS引脚之间并联第三电容和第四电容，VSS引脚接地，第三电容和第四电容分别起稳压作用；

AD基准参考电压电路包括，第一电阻，第一铁氧体电感，第一电阻一端与VREF+引脚相连，第一电阻另一端分别与第一铁氧体电感和VDDA引脚相连，第一铁氧体电感的另一端与3.3V输出电平相连；第一电阻起冗余作用，第一铁氧体电感用于抑制电源线的高频噪声；

复位电路包括第一开关，第二电阻，以及第二电容，第一开关的一端经第二电阻与3.3V输出电平相连，第一开关的另一端接地；在第一开关的两端并联有第二电容，第一开关的未接地的一端与NRST引脚连接。

可选的，CAN接口模块包括2个6路CAN收发器，每个6路CAN收发器的一端与CAN总线相连接，另一端与1个CAN芯片相连接。

可选的，所述CAN芯片是KF32A152。

可选的，以太网接口模块是以太网收发器；

其中，以太网收发器包括1个百兆以太网PHY芯片和1个千兆以太网PHY芯片；

百兆以太网PHY芯片一端与以太网总线相连接，另一端与所述微处理器相连接；

千兆以太网PHY芯片一端与以太网总线相连接，另一端与所述微处理器相连接。

可选的，RS485接口模块是RS485收发器；

其中，RS485收发器的一端与RS485总线相连接，另一端与所述微处理器相连接。

可选的，RS232接口模块包括RS232收发器和RS232调试模块；

其中，RS232收发器的一端与RS232总线相连接，另一端与所述微处理器相连接；

RS232调试模块的一端与RS232总线相连接，另一端与所述微处理器相连接。

可选的，微处理器为J1939协议芯片。

由上述内容可知，本实用新型实施例提供的一种多协议转换器包括：以太网接口模块、CAN接口模块、CAN控制模块、微处理器、RS串行通信接口模块，其中，RS串行通信接口模块包括以下至少之一：RS485接口模块、RS232接口模块；以太网接口模块与以太网总线相连接，CAN接口模块与CAN总线相连接，CAN控制模块与CAN接口模块相连接，RS串行通信接口模块与通信协议相对应的RS串行通信数据总线相连接，微处理器分别与以太网接口模块、CAN控制模块、RS串行通信接口模块相连接，微处理器用于控制以太网接口数据接收或发送，控制串行通信接口数据接收或发送，CAN控制模块用于控制12路CAN接口数据的接收或发送。

应用本实用新型实施例，增加了CAN接口数量，实现了12路CAN接口与以太网接口之间的数据收发。

本实用新型实施例的创新点包括：

1、本实用新型实施例提供了一种具有12路CAN接口的多协议转换器，解决了现有技术中协议转换器CAN接口数量少，不能满足实际工业应用中，协议转换器需要连接多台CAN接口设备需求的问题。并且该多协议转换器不但可以实现CAN接口侧和以太网接口侧的数据收发，还可以满足RS232或者RS485接口侧与以太网接口侧的数据转发。

2、本实用新型实施例的多协议转换器工作模式可以设置为J1939协议解析模式，J1939协议解析模式提高了数据传输的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的多协议转换器的一种结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的多协议转换器的另一种结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的CAN控制模块和CAN接口模块结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的CAN控制模块和CAN接口模块另一结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的CAN芯片外围电路示意图；

图6为本实用新型实施例提供的多协议转换器透传模式结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的多协议转换器协议解析模式结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含的一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

本实用新型提供了一种多协议转换器，实现了12路CAN接口与以太网接口之间的数据收发。下面对本实用新型实施例进行详细说明。

图1为本实用新型实施例提供的多协议转换器的一种结构示意图。所述多协议转换器包括：以太网接口模块101、CAN接口模块104、CAN控制模块103、微处理器108、RS串行通信接口模块106，所述以太网接口模块101与以太网总线102相连接，所述CAN接口模块104与CAN总线105相连接，所述CAN控制模块103与CAN接口模块104相连接，所述RS串行通信接口模块106与通信协议相对应的RS串行通信数据总线107相连接，所述微处理器108分别与所述以太网接口模块101、所述CAN控制模块103、所述RS串行通信接口模块106相连接，所述微处理器108用于控制所述以太网接口数据接收或发送，控制所述串行通信接口数据接收或发送，所述CAN控制模块103用于控制12路CAN接口数据的接收或发送。

本申请实施例提供一种12路CAN接口与以太网接口之间数据转换的转换器，解决了现有技术中CAN接口数量较少，不满足日益发展的工业需求的问题，并且本申请实施例中的转换器是多协议转换器，该转换器不及支持CAN接口与以太网接口之间数据转换，还支持以太网和RS串行通信接口之间的数据转换。

图2为本实用新型实施例提供的多协议转换器的另一种结构示意图。RS串行通信接口模块106包括RS485接口模块1062和RS232接口模块1061。

在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，提供了3种转换模式，包括，RS232接口与以太网接口之间数据的转换，RS485接口与与以太网接口之间数据的转换。下面结合图2对多协议转换器的转换模式进行如下说明：

CAN接口通常被广泛地应用于工业自动化、车辆、船舶、医疗设备、工业设备等方面，计算机对具有CAN接口的设备进行控制往往需要通过以太网接口，本申请实施例中的转换器能够将CAN总线105整合到现有的以太网拓扑图中，CAN总线105的数据就能通过以太网传输到计算机，计算机指令能通过以太网到CAN接口，再到设备实现控制。具体转换模式如下：

CAN接口模块104对CAN总线105进行监听，当检测到CAN接口设备数据流传来后，将数据发送给CAN控制模块103，CAN控制模块103对数据进行转换，将在CAN总线105上运行的数据转换成可以在以太网总线102上运行的数据，转换后的数据发送给微处理器108，微处理器108中设置有以太网控制模块1081，例如图6所示，以太网控制控制模块再将数据发送给以太网接口模块101，通过以太网接口模块101，将数据传输到以太网总线102上，供用户查收该数据。

同理，用户想对CAN接口设备发出指令时，以太网总线102上的数据通过以太网接口进入，以太网接口模块101接收数据，发送给微处理器108，微处理器108中的以太网控制模块1081对数据进行转换后，再发送给CAN控制器，最后由CAN接口模块104，输出数据，CAN接口设备接收用户指令。

RS232接口与以太网接口之间数据的转换，和RS485接口与以太网接口之间数据的转换，跟上述CAN接口与以太网接口之间数据的转换原理类似，在此不再赘述，需要说明的是，RS232控制模块1082和RS485控制模块1083和以太网控制模块1081一样，都集成在微处理器108中，例如图6所示。因为本申请实施例中需要提供12路的CAN接口，所以提供了单独的CAN控制器模块，用于实现较多CAN接口功能。

在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，提供了2种转换模式，包括CAN接口与以太网接口之间数据的转换，RS232接口与以太网接口之间数据的转换。在本申请实施例中，转换模式与上述实施例中的转换模式类似，在此不再赘述。

在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，提供了2种转换模式，包括CAN接口与以太网接口之间数据的转换，RS485接口与以太网接口之间数据的转换。在本申请实施例中，转换模式与上述实施例中的转换模式类似，在此不再赘述。

图3为本实用新型实施例提供的CAN控制模块和CAN接口模块结构示意图。CAN控制模块103包括CAN芯片1031和CAN芯片外围电路1032，CAN控制模块103可以是1个或者多个CAN芯片1031及其外围电路1032。CAN接口模块104是CAN收发器1041，CAN接口模块104也可以是1个或者多个CAN收发器1041，在此CAN芯片1031及其外围电路1032，以及CAN收发器1041的数量不做限定。例如CAN控制模块103包括3个CAN芯片1031，和相对应的3个CAN芯片外围电路1032，每个CAN芯片1031控制4路CAN接口数据，总共实现控制12路CAN接口数据，相对应的3个CAN芯片1031连接3个CAN收发器1041，每个收发器对应4路接口。

图4为本实用新型实施例提供的CAN控制模块和CAN接口模块另一结构示意图。在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，所述CAN控制模块103包括：CAN芯片A10311、CAN芯片A外围电路10321、CAN芯片B 10312、CAN芯片B外围电路10322，所述CAN接口模块104包括：CAN收发器A 10411和CAN收发器B 10412，其中CAN芯片A 10311分别与CAN芯片A外围电路10321、微处理器108、CAN收发器A 10411相连接，CAN芯片B 10312分别与CAN芯片B外围电路10322、微处理器108、CAN收发器B 10412相连接。在CAN芯片A 10311和CAN芯片B 10312中分别集成6路CAN控制器，每个CAN控制器控制1路CAN接口数据的接收或发送，总共控制12路CAN接口数据的接收或发送。

在本申请的实施例中，多协议转换器主要应用于船艇上监控管理平台与主机动力等船机电设备之间实现数据交互，实现设备工作状态上报和操控控制指令下发。在本申请实施例中，CAN芯片A 10311和CAN芯片B 10312均选择芯旺微电子公司生产的KF32A152芯片，2个KF32A152芯片每个KF32A152芯片自带6路CAN控制器，控制6路CAN接口的数据收发，总共提供12路CAN数据收发。同时在本申请实施例中，选用全志科技公司生产的T3Pro芯片作为微处理器108，每个KF32A152通过2路SPI(Serial Peripheral Interface串行外设接口)与T3Pro芯片通信，一路SPI用于转发接收6路CAN数据，另一路SPI用于实现T3Pro与KF32A152的通信管理。

其中，SPI通信接口用于两个KF32A152芯片与T3Pro芯片之间进行数据交互，SPI通信接口根据业务功能划分为两种不同的通道。一种通道是数据通道，用于KF32A152芯片与T3Pro芯片之间相互转发CAN数据；一种通道是信令通道，用于T3Pro芯片与KF32A152芯片进行管理通信，用以向KF32A152芯片发送CAN控制器的工作模式，接收设备和端口状态等信令消息。

图5为本实用新型实施例提供的CAN芯片外围电路示意图。所述CAN芯片外围电路1032包括：向CAN芯片1031供电的供电电路，稳定CAN芯片1031电压的稳压电路，向CAN芯片1031提供基准参考电压的AD(Analog Digital模拟数字)基准参考电压电路，以及为CAN芯片1031提供复位功能的复位电路；

所述供电电路为CAN芯片1031提供3.3v电源，3.3V输入电平与VDD(Voltage Drain漏极电源电压)引脚相连，VSS(Voltage Source源极电源电压)引脚接地，在VDD引脚和VSS引脚之间连接第一电容，第一电容用于电源滤波；

所述稳压电路在VREG(voltage regulator调整电压)引脚与VSS引脚之间并联第三电容和第四电容，VSS引脚接地，所述第三电容和所述第四电容分别起稳压作用；

AD基准参考电压电路包括，第一电阻，第一铁氧体电感，所述第一电阻一端与VREF+(Voltage Reference参考电压)引脚相连，所述第一电阻另一端分别与所述第一铁氧体电感和VDDA(Voltage Drain Analog模拟电路部分供电)引脚相连，第一铁氧体电感的另一端与3.3V输出电平相连；第一电阻起冗余作用，第一铁氧体电感用于抑制电源线的高频噪声；

所述复位电路包括第一开关，第二电阻，以及第二电容，第一开关的一端经第二电阻与3.3V输出电平相连，第一开关的另一端接地；在第一开关的两端并联有第二电容，第一开关的未接地的一端与NRST引脚连接。

其中所述CAN芯片1031是KF32A152芯片，KF32A152芯片具有多个供电电路，每个供电电路的电路图是相同的，每个供电电路用于给距离本供电电路较近的元器件供电，具体如图4中所示，将3.3V输入电平与VDD引脚相连，VSS引脚接地，在VDD引脚和VSS引脚之间连接0.1uF电容C1，电容C1用于电源滤波。

所述稳压电路在VREG引脚与VSS引脚之间并联电容10nFC3和电容2.2uFC4，VSS引脚接地，电容C3和电容C4分别起稳压作用。

AD基准参考电压电路包括，0Ω电阻R1，600Ω/100MHz铁氧体磁珠FB，电阻R1一端与VREF+引脚相连，电阻R1另一端分别与铁氧体磁珠FB和VDDA引脚相连，铁氧体磁珠FB的另一端与3.3V输出电平相连；电阻R1起冗余作用，当电阻R1两端需要导通时，焊接连通电阻R1两端，不需要导通时悬空即可，铁氧体磁珠FB用于抑制电源线的高频噪声。

所述复位电路包括开关S1，10K电阻R2，以及10uF电容C2，开关S1的一端经电阻R2与3.3V输出电平相连，开关S1的另一端接地；在开关S1的两端并联有电容C2，开关S1的未接地的一端与NRST引脚连接。复位电路用于复位KF32A152芯片电路。

在上述实施例的基础上，在本申请的另一个可选实施例中，所述CAN接口模块104包括2个6路CAN收发器1041，每个6路CAN收发器1041的一端与CAN总线105相连接，另一端与1个CAN芯片1031相连接。

在本申请的实施例中，CAN收发器1041是选择芯力特公司的SIT1050芯片作为CAN收发器1041芯片，该芯片是一款电容隔离的CAN转发器，符合ISO11898标准的技术规范，含有多个由SiO₂(二氧化硅)绝缘隔栅分开的逻辑输入和输出缓冲器，具有在总线与CAN协议控制器之间进行差分信号传输的能力。2个KF32A152芯片配以12个SIT1050 CAN收发器1041，总共可实现12路CAN接口。

在上述实施例的基础上，在本申请的另一个可选实施例中，所述以太网接口模块101是以太网收发器；其中，所述以太网收发器包括1个百兆以太网PHY(Physical端口物理层)芯片和1个千兆以太网PHY芯片。所述百兆以太网PHY芯片一端与以太网总线102相连接，另一端与所述微处理器108相连接；所述千兆以太网PHY芯片一端与以太网总线102相连接，另一端与所述微处理器108相连接。

其中，T3Pro芯片中的以太网控制模块1081是2个以太网控制器与PHY接口芯片实现以太网数据收发。其中一个以太网控制器为百兆以太网控制器，另一个为千兆以太网控制器。即，1个千兆以太网PHY芯片与T3Pro芯片中的一个千兆以太网控制器相连接，1个百兆以太网PHY芯片与T3Pro芯片中的一个百兆以太网控制器相连接。所以，本申请实施例中的多协议转换器具有2个以太网接口，一个是百兆网口，另一个是千兆网口。

以太网PHY芯片选用瑞昱公司生产的以太网芯片，其中一个千兆以太网芯片采用YT8521S型号，其使用最先进的DSP(Digital Signal Processing数字信号处理)技术和AFE(analog front end模拟前端)来实现通过UTP(Unshielded Twisted Pair非屏蔽双绞线)电缆的高速数据传输和接收。YT8521S中实现了交叉检测和自动校正、极性校正、自适应均衡、交叉通话消除、回声消除、定时恢复、纠错等功能，以提供10Mbps、100Mbps或1000Mbps的强大传输和接收能力。一个百兆以太网芯片采用YT8512型号，其是一个低功率单端口10/100Mbps以太网PHY，它提供了通过两个标准双绞线收发器传输和接收数据所需的所有物理层功能。

在上述实施例的基础上，在本申请的另一个可选实施例中，所述RS485接口模块1062是RS485收发器；其中，所述RS485收发器的一端与RS485总线1072相连接，另一端与所述微处理器108相连接。

T3Pro芯片提供4个UART控制器与RS485接口模块1062实现RS485串行接口数据收发，同时，RS485接口模块1062提供1个4路RS485收发器，4路RS485收发器配合T3Pro芯片内部集成的4个UART控制器实现RS485接口数据的收发。在本实施例中，采用纳芯微公司生产的NSi83086 RS485接口收发器芯片，该芯片是一款电容隔离的全双工RS485收发器，允许256个收发器并接在同一通信总线上，可实现500Kbps以上的无差错数据传输。所以，本申请实施例中的多协议转换器具有4个RS485接口，可以实现4路RS485接口数据与以太网接口之间的数据转换。

在上述实施例的基础上，在本申请的另一个可选实施例中，所述RS232接口模块1061包括RS232收发器和RS232调试模块；其中，所述RS232收发器的一端与RS232总线1071相连接，另一端与所述微处理器108相连接；所述RS232调试模块的一端与RS232总线1071相连接，另一端与所述微处理器108相连接。

在本申请实施例中，RS232接口模块1061包括RS232收发器和RS232调试模块，RS232收发器用于接收4路RS232接口数据，RS232调试模块与RS232调试接口相连接。T3Pro处理器提供1个UART控制器与RS232接口模块1061相连接，实现RS232数据管理和收发。在本实施例中采用芯力特SIT232芯片实现RS232调试和4路RS232通道，该芯片是一款5V单电源供电、双通道、低功耗，且完全满足TIA/EIA-232标准要求的RS-232收发器。在5V电源供电下，速率至少达到120Kbps无差错数据传输，两路通道均可独立使能与关闭。所以，本申请实施例中的多协议转换器可以实现4路RS485接口数据与以太网接口之间的数据转换，以及RS232数据调试。

在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，所述多协议转换器还包括SD卡接口模块，所述SD卡接口模块是1个TF内存卡座，T3Pro通过SD总线来访问上TF内存卡，对其进行读写操作，记录设备运行过程中上电自检、参数配置变更、运行故障、端口状态故障等日志信息，便于后期追溯故障原因，并且可以利用SD卡升级系统软件，以及CAN控制器软件信息。

在上述实施例的基础上，在本申请的另一个可选实施例中，所述微处理器108为J1939协议芯片。

在本实施例中，微处理器108T3Pro芯片支持J1939协议，本实施例中的多协议转换器可以根据业务需求灵活配置端口工作模式，工作模式包括透传模式和协议解析模式两种。透传模式是透明传输模式的意思。在协议模式下，多协议转换器接收到的数据交由T3Pro芯片采用J1939协议进行协议解析处理。

图6为本实用新型实施例提供的多协议转换器透传模式结构示意图。微处理器108包括以太网控制模块1081、RS232控制模块1082、RS485控制模块1083。

当采用透传模式时，CAN接口与以太网接口之间数据接收和发送具体如下，接收到的CAN数据直接转发给以太网接口的用户侧，同样来自以太网接口的用户侧数据也直接转发到相应的CAN接口，转发的对应关系根据多协议转换器配置管理的参数设定。即CAN接口模块104对CAN总线105进行监听，当检测到CAN接口设备数据流传来后，将数据发送给CAN控制模块103，CAN控制模块103对数据进行转换，将在CAN总线105上运行的数据转换成可以在以太网总线102上运行的数据，转换后的数据发送给微处理器108中的以太网控制模块1081，以太网控制模块1081发送转换后的数据给以太网接口模块101，通过以太网接口模块101，将数据传输到以太网总线102上，供用户查收该数据。同理，用户想对CAN接口设备发出指令时，以太网总线102上的数据通过以太网接口进入，以太网接口模块101接收数据，发送给微处理器108，微处理器108中的以太网控制模块1081对数据进行转换后，再发送给CAN控制模块103，最后由CAN接口模块104，输出数据，CAN接口设备接收用户指令。

当采用透传模式时，RS232接口与以太网接口之间数据接收和发送具体如下，接收到的RS232数据直接转发给以太网接口的用户侧，同样来自以太网接口的用户侧数据也直接转发到相应的RS232接口，转发的对应关系根据多协议转换器配置管理的参数设定。即RS232接口模块1061对RS232总线1071进行监听，当检测到RS232接口设备数据流传来后，RS232接口模块1061将数据发送给微处理器108中的RS232控制模块1082，RS232控制模块1082对数据进行转换，将在RS232总线1071上运行的数据转换成可以在以太网总线102上运行的数据，转换后的数据发送给微处理器108中的以太网控制模块1081，以太网控制模块1081将数据发送给以太网接口模块101，通过以太网接口模块101，将数据传输到以太网总线102上，供用户查收该数据。同理，用户想对RS232接口设备发出指令时，以太网总线102上的数据通过以太网接口进入，以太网接口模块101接收数据，发送给微处理器108，微处理器108中的以太网控制模块1081对数据进行转换后，再发送给RS232控制模块1082，最后由RS232接口模块1061输出数据，RS232接口设备接收用户指令。

当采用透传模式时，RS485接口与以太网接口之间数据接收和发送过程，和RS232接口与以太网接口之间数据接收和发送过程相类似，在此不再赘述。

图7为本实用新型实施例提供的多协议转换器协议解析模式结构示意图。所述微处理器108还包括协议解析模块1084。微处理器103T3Pro芯片为J1939协议芯片，T3Pro芯片采用J1939协议对数据进行协议解析处理。

当采用协议解析模式时，CAN接口与以太网接口之间数据接收和发送具体如下，对于接收到的CAN数据需要通过J1939协议进行数据解析，将解析后的数据转发到以太网接口的用户侧，同样来自用户侧的数据需要解析后通过相应CAN接口转发出去。即CAN接口模块104对CAN总线105进行监听，当检测到CAN接口设备数据流传来后，将数据发送给CAN控制模块103，CAN控制模块103对数据进行转换，将在CAN总线105上运行的数据转换成可以在以太网总线102上运行的数据，转换后的数据发送给微处理器108中的协议解析模块1084，该协议解析模块1084接收CAN控制模块103发送的数据，对数据进行J1939协议解析，将解析后的数据发送给微处理器108中以太网控制模块1081，以太网控制模块1081再将数据发送给以太网接口模块101，通过以太网接口模块101，将数据传输到以太网总线102上，供用户查收该数据。同理，用户想对CAN接口设备发出指令时，以太网总线102上的数据通过以太网接口进入，以太网接口模块101接收数据，微处理器108中的以太网控制模块1081对数据进行转换后，将转换后的数据，发送给微处理器108中的协议解析模块1084，该协议解析模块1084对数据进行J1939协议解析后，再发送给CAN控制模块103，最后由CAN接口模块104，输出数据，CAN接口设备接收用户指令。

当采用协议解析模式时，RS232接口与以太网接口之间数据接收和发送具体如下，对于接收到的RS232数据需要通过J1939协议进行数据解析，将解析后的数据转发到以太网接口的用户侧，同样来自用户侧的数据需要解析后通过相应RS232接口转发出去。即RS232接口模块1061对RS232总线1071进行监听，当检测到RS232接口设备数据流传来后，将数据发送给微处理器108中的RS232控制模块1082，RS232控制模块1082对数据进行转换，将在RS232总线1071上运行的数据转换成可以在以太网总线102上运行的数据，转换后的数据发送给微处理器108中的协议解析模块1084，该协议解析模块1084接收RS232控制模块1082发送的数据，对数据进行J1939协议解析，将解析后的数据发送给微处理器108中以太网控制模块1081，以太网控制模块1081再将数据发送给以太网接口模块101，通过以太网接口模块101，将数据传输到以太网总线102上，供用户查收该数据。同理，用户想对RS232接口设备发出指令时，以太网总线102上的数据通过以太网接口进入，以太网接口模块101接收数据，微处理器108中的以太网控制模块1081对数据进行转换后，将转换后的数据，发送给微处理器108中的协议解析模块1084，该协议解析模块1084对数据进行J1939协议解析后，再发送给微处理器108中的RS232控制模块1082，最后由RS232接口模块1061，输出数据，RS232接口设备接收用户指令。

当采用协议解析模式时，RS485接口与以太网接口之间数据接收和发送过程，和RS232接口与以太网接口之间数据接收和发送过程相类似，在此不再赘述。

上述两种工作模式，J1939协议解析模式安全性高，而透传模式数据传输更快捷，用户可以按照实际情况进行选择不同的工作模式。

在上述实施例的基础上，所述多协议转换器还包电源模块，所述电源模块包括电源稳压模块、电源管理模块、电源隔离模块。

电源稳压模块用于将外部电源的12V电源转换为5V电源，给多协议转换器供电。在本实施例中电源稳压模块采用了一个稳压芯片K12T-6A，其中K12T-6A系列是金升阳公司生产的电源稳压器，它具备6A的带载能力，输出电压从0.75V～5.0V精准可调、转换效率高、瞬态响应速度快、具有输入欠压保护、输出短路保护、输出过流保护功能。

电源管理模块，由微处理器108T3Pro芯片控制其输出电压，在本实施例中有2个电源管理模块，每个电源管理模块可输出3.3V电压，给多协议转换器中需要供电的相应元器件供电。本实施例中两个电源管理芯片采用AXP221s，其中AXP221s是全志科技公司生产的一款调试集成的电源系统管理芯片，针对需要多路电源转换输出的应用，提供简单易用而又可以灵活配置的完整电源解决方案，充分满足多核应用处理器系统对于电源相对复杂而精确控制的要求。

电源隔离模块用于隔离数字电路与模拟电路的电源部分，防止相互干扰。在本实施例中有电源隔离模块共有19路，每一路分别给一个元器件供电，其中，12路用于给CAN接口模块104中的CAN收发器供电，4路给RS485接口模块1062中的RS485收发器供电，1路给RS232接口模块1062中的RS232调试模块供电，2路给RS232接口模块1062中的RS232收发器供电。

上述系统、装置实施例与系统实施例相对应，与该方法实施例具有同样的技术效果，具体说明参见方法实施例。装置实施例是基于方法实施例得到的，具体的说明可以参见方法实施例部分，此处不再赘述。本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种多协议转换器，其特征在于，包括：以太网接口模块、CAN接口模块、CAN控制模块、微处理器、RS串行通信接口模块，其中，所述RS串行通信接口模块包括以下至少之一：RS485接口模块、RS232接口模块；

所述以太网接口模块与以太网总线相连接，所述CAN接口模块与CAN总线相连接，所述CAN控制模块与CAN接口模块相连接，所述RS串行通信接口模块与通信协议相对应的RS串行通信数据总线相连接，所述微处理器分别与所述以太网接口模块、所述CAN控制模块、所述RS串行通信接口模块相连接，所述微处理器用于控制所述以太网接口数据接收或发送，控制所述串行通信接口数据接收或发送，所述CAN控制模块用于控制12路CAN接口数据的接收或发送；

所述CAN控制模块包括2个CAN芯片及其外围电路，每个CAN芯片集成6个CAN控制器，每个CAN控制器控制1路CAN接口数据的接收或发送；

所述外围电路包括：向CAN芯片供电的供电电路，稳定CAN芯片电压的稳压电路，向CAN芯片提供基准参考电压的AD基准参考电压电路，以及为CAN芯片提供复位功能的复位电路；

所述供电电路为CAN芯片提供3.3v电源，3.3V输入电平与VDD引脚相连，VSS引脚接地，在VDD引脚和VSS引脚之间连接第一电容，第一电容用于电源滤波；

所述稳压电路在VREG引脚与VSS引脚之间并联第三电容和第四电容，VSS引脚接地，所述第三电容和所述第四电容分别起稳压作用；

AD基准参考电压电路包括，第一电阻，第一铁氧体电感，所述第一电阻一端与VREF+引脚相连，所述第一电阻另一端分别与所述第一铁氧体电感和VDDA引脚相连，第一铁氧体电感的另一端与3.3V输出电平相连；第一电阻起冗余作用，第一铁氧体电感用于抑制电源线的高频噪声；

所述复位电路包括第一开关，第二电阻，以及第二电容，第一开关的一端经第二电阻与3.3V输出电平相连，第一开关的另一端接地；在第一开关的两端并联有第二电容，第一开关的未接地的一端与NRST引脚连接。

2.如权利要求1所述的多协议转换器，其特征在于，所述CAN接口模块包括2个6路CAN收发器，每个6路CAN收发器的一端与CAN总线相连接，另一端与1个CAN芯片相连接。

3.如权利要求1所述的多协议转换器，其特征在于，所述CAN芯片是KF32A152。

4.如权利要求1所述的多协议转换器，其特征在于，

所述以太网接口模块是以太网收发器；

其中，所述以太网收发器包括1个百兆以太网PHY芯片和1个千兆以太网PHY芯片；

所述百兆以太网PHY芯片一端与以太网总线相连接，另一端与所述微处理器相连接；

所述千兆以太网PHY芯片一端与以太网总线相连接，另一端与所述微处理器相连接。

5.如权利要求1所述的多协议转换器，其特征在于，

所述RS485接口模块是RS485收发器；

其中，所述RS485收发器的一端与RS485总线相连接，另一端与所述微处理器相连接。

6.如权利要求1所述的多协议转换器，其特征在于，

所述RS232接口模块包括RS232收发器和RS232调试模块；

其中，所述RS232收发器的一端与RS232总线相连接，另一端与所述微处理器相连接；

所述RS232调试模块的一端与RS232总线相连接，另一端与所述微处理器相连接。

7.如权利要求1～5中任意一项所述的多协议转换器，其特征在于，所述微处理器为J1939协议芯片。

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