专利名称：用于工业现场控制的CANopen-HDLC网关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及基于CANopen工业现场总线的网络控制，尤其涉及CANopen-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。CANopen网络是一种专门为工业现场总线设计的网络，目前已成为一种在国外和 国内大量使用的高可靠性现场总线网络；同时，HDLC也广泛应用于城市轻轨，地铁，汽车等 领域，因此，将其与CANopen总线结合起来，可以使CANopen网络和HDLC网络之间互相转 换。目前还没有CANopen-HDLC网关产品，发明一种基于CANopen-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CANopen-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CANopen-HDLC网关，从而解决由于采用直通导线式的控制方式，导 线数量多，接点处发生故障的几率大，因此系统的可靠性低，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CANopen-HDLC网关包括CANopen网络接口、 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CANopen网络接口由CANopen总线收发器和光电隔离接口组 成。本实用新型所述的AT91SAM7A3处理器负责的要传输的数字量或模拟量打包成 CANopen网络协议规定的数据流送到CANopen总线收发器或者将CANopen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⑵负责控制CANopen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。本实用新型所述的用于工业现场控制的CANopen-HDLC网关的目的是提供一种基于CANopen网络系统和HDLC网络系统的数据转换工具即CANopen-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CANopen-HDLC网关，包括CANopen网络接口、 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CANopen网络接口由CANopen总线收发器组成，CANopen总线收发器的任 务是将CANopen外电路信号经过光电隔离接口送入CANopen协议控制芯片或将CANopen信 号经过光电隔离接口送出。所述的总线收发器是CANopen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CANopen网络协议规定的数据流送到CANopen总线收发器或者将CANopen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CANopen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CANopen-HDLC网关结构框图图中1、CANopen网络接口 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，包括CANopen网络接口 1、AT91SAM7A3处理 器2和HDLC控制模块3。CANopen网络接口是CANopen网络的物理接口，它由两部分组成即CANopen总线 收发器和光电隔离接口。光电隔离器件是将CANopen网络的外电路信号经过光电隔离接口送入总线收发 器，或者将总线收发器的信号经光电隔离接口送至CANopen网络。CANopen总线收发器是CANopen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接口，或者将光 电隔离接口送来的差分网络信号解码成数字信号，送入协议控制器。AT91SAM7A3处理器是CANopen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CANopen网络协议所规定的数据流送到CANopen总线收发器，或者将 CANopen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。[0027]硬件的作用主要是负责控制CANopen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“O”等功能；而对于接 收译码模块，对应有标志字检测、删“O”、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CANopen-HDLC网关，其特征在于包括CANopen网络接口 (1)、AT91SAM7A3处理器⑵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CANopen-HDLC网关，其特征在于所述的 CANopen网络接口由CANopen总线收发器和光电隔离接口组成。
3.根据权利要求1、2或3所述的用于工业现场控制的CANopen-HDLC网关，其特征在于 所述的HDLC控制模块包括编码发送部分和接收译码部分。
专利摘要本实用新型涉及一种用于工业现场控制的CANopen-HDLC网关(CANopen是基于CAN总线的应用层协议，HDLC是高级数据链路控制协议)，包括CANopen、AT91SAM7A3处理器和HDLC控制模块，各模块间通过内部总线双向通信。该网关是一种将符合CIA(CAN in Automation)标准的CANopen网络技术和符合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H04L12/66GK201898524SQ201020596670
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