专利名称：用于工业现场控制的can-hdlc网关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及基于CAN工业现场总线的网络控制，尤其涉及CAN-HDLC的数据转
换装置。
背景技术：
目前，基于工业控制领域的控制方式，一般地还是采用直通导线式的控制方式居 多，由于导线数量极多，接点处发生故障的几率很大，因此系统的可靠性很低，故障率高，维 修难度很大。采用工业总线控制方式则越来越受到重视。高级数据链路控制(HDLC)协议是一个在同步网上传输数据、面向比特的数据链 路层协议，HDLC确保传送到下一层的数据在传输过程中能够准确地被接收(也就是差错释 放中没有任何损失并且序列正确)。HDLC的另一个重要功能是流量控制，换句话说，一旦接 收端收到数据，便能立即进行传输。HDLC的协议标准是ISO 13239。HDLC的物理层通常都 采用RS485。在工业控制领域，HDLC通常表示运行在RS485基础上的HDLC。CAN为串行通讯协议，能有效地支持具有很高安全等级的分布实时控制，其应用范 围很广，从高速的网络到低价位的多路接线都可以使用CAN ;CAN和HDLC都广泛应用于城市 轻轨，地铁，汽车等领域，因此，将其与CAN总线结合起来，可以使CAN网络和HDLC网络之间 互相转换。目前还没有CAN-HDLC网关产品，发明一种基于CAN-HDLC的网关具有十分重要 的意义。同时，将两者结合构成的网关具有可靠性、灵活性、通用性、成本低等优点，非常适 合于工业现场的应用领域。针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的用于工业现场控制的 CAN-HDLC网关，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。
发明内容鉴于上述现有技术中所存在的问题，本实用新型的目的是研究设计一种新型的用 于工业现场控制的CAN-HDLC网关，从而解决由于采用直通导线式的控制方式导线数量极 多，接点处发生故障的几率大，因此系统的可靠性很低，故障率高，维修难度很大等问题。本 实用新型所述的用于工业现场控制的CAN-HDLC网关包括CAN总线物理接口、AT91SAM7A3处 理器和HDLC控制模块，在模块间通过内部总线双向通信。本实用新型所述的CAN总线物理接口由CAN总线收发器和光电隔离接口组成。本实用新型所述的AT91SAM7A3处理器，把要传输的数字量或模拟量打包成CAN网 络协议规定的数据流送到CAN总线收发器或者将CAN总线收发器送来的信号解析成标准数 据并存入自身的缓存区，随之引发中断请求信号，以供控制器读取。本实用新型所述的AT91SAM7A3处理器负责控制CAN协议控制芯片的工作时序和 HDLC数据流的生成，以及电压监视、软件狗和/或工作电源的控制。本实用新型所述的HDLC控制模块包括编码发送部分和接收译码部分。本实用新型发明的目的是提供一种基于CAN网络系统和HDLC网络系统的数据转换工具即CAN-HDLC网关。本实用新型的技术方案是这样实现的一种用于工业现场控制的CAN-HDLC网关，包括CAN总线物理接口、AT91SAM7A3处 理器和HDLC控制模块，在模块间通过内部总线双向通信。所述的CAN总线物理接口是CAN 的对外接口电路，它将外总线信号解调成CAN信号送到控制器的数据流，供控制器处理和/ 或将其生成的CAN信号送到CAN总线物理接口生成符合CAN通讯的信号与外界通信。所述 的总线收发器是CAN协议控制器和光电隔离的电气接口，其结构由单元功能电路组成，它 将控制器送来的数字信号转换成双线差分信号，经驱动器送到光电隔离器件，或者将光电 隔离器件送来的双线差分网络信号解码为数字信号，送入控制器。所述的AT91SAM7A3处理 器由模块电路构成，负责将要传输的数字量或模拟量打包成CAN网络协议规定的数据流送 到CAN总线收发器或者将CAN总线收发器送来的信号解析成标准数据并存入自身的缓存 区，以供控制器读取。所述的AT91SAM7A3处理器负责控制CAN协议控制芯片的工作时序和 HDLC数据流的生成，以及电压监视、软件狗和/或工作电源的控制。所述的HDLC控制模块 包括编码发送部分和接收译码部分，由它们实现HDLC接口的所有功能。
本实用新型共有一幅附图，图1是用于工业现场控制的CAN-HDLC网关结构框图图中1、CAN总线物理接口 2、AT91SAM7A3处理器 3、HDLC控制模块。
具体实施方式
本实用新型的具体实施例如附图所示，用于工业现场控制的CAN-CAN网关，包括 CAN总线物理接口 1、AT91SAM7A3处理器2和HDLC控制模块3。本实用新型所述的CAN总线物理接口由两部分组成即CAN总线收发器和光电隔 离器件。光电隔离器件是将CAN网络的外电路信号经过光隔离送入总线收发器，或者将总 线收发器的信号经光隔离器件送至CAN网络。本实用新型所述的CAN总线收发器是CAN协议控制器和高频隔离变压器的电气接 口，它将协议控制器送来的数字信号转换成差分信号，然后将该信号送至光电隔离器件，或 者将光电隔离器件送来的差分网络信号解码成数字信号，送入协议控制器。AT91SAM7A3处理器2是CAN网络的核心器件，它负责将控制器要传输的数字量或 模拟量打包成CAN网络协议所规定的数据流送到CAN总线收发器，或者将CAN总线收发器 送来的信号解析成标准数据并将其存入自身的缓存区，以供控制器读取。AT91SAM7A3处理器2是整个网关的核心部分，它由两部分组成即硬件和控制软 件。硬件的作用主要是负责控制CAN协议控制器芯片的工作时序，以及HDLC数据流的 生成，同时还要负责电压监视、软件狗、工作电源提供等。HDLC控制模块包括编码发送部分和接收译码部分，编码发送模块包括标志字产 生、数据(来自RAM)的并串转换、数据发送、CRC校验、数据缓存、插“0”等功能；而对于接 收译码模块，对应有标志字检测、删“0”、数据缓存、CRC 二次校验、数据串并转换(存储至RAM)等功能。
权利要求1.一种用于工业现场控制的CAN-HDLC网关，其特征在于包括CAN总线物理接口(1)、 AT91SAM7A3处理器(2)和HDLC控制模块(3)，在模块间通过内部总线双向通信。
2.根据权利要求1所述的用于工业现场控制的CAN-HDLC网关，其特征在于所述的CAN 总线物理接口由CAN总线收发器和光电隔离接口组成。
3.根据权利要求1或2所述的用于工业现场控制的CAN-HDLC网关，其特征在于所述 的AT91SAM7A3处理器( 把要传输的数字量或模拟量打包成CAN网络协议规定的数据流 送到CAN总线收发器或者将CAN总线收发器送来的信号解析成标准数据并存入自身的缓存 区，随之引发中断请求信号，以供控制器读取。
4.根据权利要求1、2或3所述的用于工业现场控制的CAN-HDLC网关，其特征在于所述 的AT91SAM7A3处理器(2)负责控制CAN协议控制芯片的工作时序和HDLC数据流的生成， 以及电压监视、软件狗和/或工作电源的控制。
5.根据权利要求1、2或3所述的用于工业现场控制的CAN-HDLC网关，其特征在于所述 的HDLC控制模块C3)包括编码发送部分和接收译码部分。
专利摘要本实用新型所述的用于工业现场控制的CAN-HDLC网关，包括CAN总线物理接口、AT91SAM7A3处理器和HDLC控制模块，各模块间通过内部总线双向通信。该网关是一种将成本低廉的CAN现场总线和符合ISO13239协议标准的HDLC相结合的数据交换工具，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，汽车等工业领域有广泛的应用前景。
文档编号H04L12/66GK201898523SQ20102059641
公开日2011年7月13日 申请日期2010年11月8日 优先权日2010年11月8日
发明者武生国, 王 锋 申请人:中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心