CN216122468U - 双can冗余环网通讯网关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双CAN冗余环网通讯网关，包括带两个独立总线控制单元的微控制器，CAN总线的两端分别与两个独立的总线控制单元连接从而与微控制器形成环网结构；CAN总线与总线控制单元之间通过总线收发器进行电平转换和差动收发；所述CAN总线分别与各个节点连接。本实用新型采用单处理器，与CAN总线连接端配置双总线控制单元、双总线收发器形成冗余环网结构，结构简单，可靠性高，可应用于多个电源模块之间进行通讯，充分保证了系统运行的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及通讯网关技术领域，特别是一种双CAN冗余环网通讯网关。
背景技术
在大功率集成电源系统中，需要多个电源模块之间协同输出，而用于各个电源设备之间的通信的稳定性对整个电源系统至关重要，因此对系统中各分系统间数据通讯的速率、稳定性、可靠性都提出了更高要求。CAN总线是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信总线，是国际上应用最广泛的现场总线之一，具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力好、成本低、检错能力强等优点，已经在工业控制、汽车电子控制系统等方面得到了广泛的应用。在实际应用中，CAN总线硬件电路的连接不牢、传输介质的损坏、总线驱动器或控制器的损坏都会影响通讯质量，无法保证系统间通信的可靠性。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种双CAN冗余环网通讯网关，当通信系统出现CAN总线上节点断开或一路CAN主节点通讯故障时，CAN总线仍能保持正常通讯，从而提高系统的可靠性。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。
双CAN冗余环网通讯网关，包括带两个独立总线控制单元的微控制器，CAN总线的两端分别与两个独立的总线控制单元连接从而与微控制器形成环网结构；CAN总线与总线控制单元之间通过总线收发器进行电平转换和差动收发；所述CAN总线分别与各个节点连接。
上述双CAN冗余环网通讯网关，所述总线收发器为T JA1040收发器。
上述双CAN冗余环网通讯网关，所述总线收发器的电源端通过开关电源模块与电源隔离。
上述双CAN冗余环网通讯网关，所述总线收发器与总线控制单元的数据收发引脚之间通过磁隔离器实现信号隔离传输。
上述双CAN冗余环网通讯网关，所述总线收发器与CAN总线的连接处与地之间串接有瞬态抑制二极管组。
上述双CAN冗余环网通讯网关，所述瞬态抑制二极管组与总线收发器之间的两CAN总线上连接有抗干扰电阻。
上述双CAN冗余环网通讯网关，所述抗干扰电阻的阻值为120Ω。
由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。
本实用新型利用微控制器内置的两路总线控制单元，将两路总线控制单元作为节点接入总线，并使两路总线控制单元同时向CAN总线发送相同内容，当出现一路CAN主节点通讯故障时，CAN总线仍能保持正常通讯；同时将两路总线控制单元分别置于CAN总线两端，形成环网结构，保证了通信系统出现CAN总线上节点断开时，CAN总线仍能保持正常通讯，进一步提高了系统的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图；
图2为本实用新型的电路图；
图3为本实用新型所述开关电源模块的电路图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步详细说明。
一种双CAN冗余环网通讯网关，其结构如图1所示，包括带两个独立总线控制单元的微控制器，CAN总线的两端分别与两个独立的总线控制单元连接，从而与微控制器形成环网结构；CAN总线分别与各个节点连接。
CAN总线与总线控制单元之间通过总线收发器进行电平转换和差动收发，本实施例中总线收发器采用T JA1040收发器；总线收发器与总线控制单元的数据收发引脚之间通过磁隔离器实现信号隔离传输，可以有效防止总线过压造成节点损坏，本实施例中磁隔离器采用ADuM1201磁隔离器。
除了将CAN数据信号隔离外，总线收发器使用的电源和地也必须与系统完全隔离，本实用新型总线收发器的电源端通过开关电源模块与电源隔离。本实施例中开关电源模块采用B0505LM，其电路图如图3所示。
为了增强CAN总线节点的抗干扰能力，总线收发器与CAN总线的连接处与地之间串接有瞬态抑制二极管组，当两输入与地之间出现瞬变干扰时，收发器输入端电压被钳位在安全范围。由于CAN总线数据传输率较高，为了进一步提高信号质量，本实用新型在瞬态抑制二极管组与总线收发器之间的两CAN总线上连接了抗干扰电阻，抗干扰电阻的阻值为120Ω，如图2所示。
本实用新型的实现冗余设置的原理为：微处理器对两个独立的总线控制单元做相同配置，利用CAN总线同步机制，两个独立的总线控制单元作为主站可同步发送和接收数据。
CAN冗余环网通讯网关主要包含发送模块和接收模块两部分。
发送模块用于向CAN总线发送数据，总线控制单元分别通过CAN1-H、CAN1-L，CAN2-H、CAN2-L将数据发送给CAN总线，利用CAN总线同步机制，CAN总线上传输的两条相同的报文保持同步；当其中一路总线控制单元出现故障时，另外一路总线控制单元仍然能够正常的将设备发送的报文传输出去；当通信系统出现CAN总线上节点断开时，两路总线控制单元同时工作仍然能够正常的将发送的报文传输到CAN总线上，保持总线上各节点完整性。
接收模块用于接收CAN总线传输的数据。当传输介质出现损坏时，两路总线控制单元同时工作，通过CAN1-H、CAN1-L和CAN2-H、CAN2-L分别接收CAN总线上的报文，微控制器对报文进行过滤以及合法性检查后，将符合要求的报文存入缓冲区内，判断任意一路总线控制单元接收到正确总线报文，则总线正常工作。
本实用新型采用单处理器，与CAN总线连接端配置双总线控制单元、双总线收发器形成冗余环网结构，结构简单，可靠性高，可应用于多个电源模块之间进行通讯，充分保证了系统运行的可靠性。
Claims (7)
1.双CAN冗余环网通讯网关，其特征在于：包括带两个独立总线控制单元的微控制器，CAN总线的两端分别与两个独立的总线控制单元连接从而与微控制器形成环网结构；CAN总线与总线控制单元之间通过总线收发器进行电平转换和差动收发；所述CAN总线分别与各个节点连接。
2.根据权利要求1所述的双CAN冗余环网通讯网关，其特征在于：所述总线收发器为TJA1040收发器。
3.根据权利要求1所述的双CAN冗余环网通讯网关，其特征在于：所述总线收发器的电源端通过开关电源模块与电源隔离。
4.根据权利要求1所述的双CAN冗余环网通讯网关，其特征在于：所述总线收发器与总线控制单元的数据收发引脚之间通过磁隔离器实现信号隔离传输。
5.根据权利要求1所述的双CAN冗余环网通讯网关，其特征在于：所述总线收发器与CAN总线的连接处与地之间串接有瞬态抑制二极管组。
6.根据权利要求5所述的双CAN冗余环网通讯网关，其特征在于：所述瞬态抑制二极管组与总线收发器之间的两CAN总线上连接有抗干扰电阻。
7.根据权利要求6所述的双CAN冗余环网通讯网关，其特征在于：所述抗干扰电阻的阻值为120Ω。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202122901247.9U CN216122468U (zh) | 2021-11-24 | 2021-11-24 | 双can冗余环网通讯网关 |
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| CN202122901247.9U CN216122468U (zh) | 2021-11-24 | 2021-11-24 | 双can冗余环网通讯网关 |
Publications (1)
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| CN216122468U true CN216122468U (zh) | 2022-03-22 |
Family
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Family Applications (1)
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| CN202122901247.9U Active CN216122468U (zh) | 2021-11-24 | 2021-11-24 | 双can冗余环网通讯网关 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN216122468U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115695069A (zh) * | 2022-08-15 | 2023-02-03 | 中国船舶重工集团公司第七一三研究所 | 一种逻辑环形can总线组网与智能重构方法 |
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2021
- 2021-11-24 CN CN202122901247.9U patent/CN216122468U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115695069A (zh) * | 2022-08-15 | 2023-02-03 | 中国船舶重工集团公司第七一三研究所 | 一种逻辑环形can总线组网与智能重构方法 |
| CN115695069B (zh) * | 2022-08-15 | 2023-11-28 | 中国船舶重工集团公司第七一三研究所 | 一种双终端逻辑环形can总线网络系统 |
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