耦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。
[0033]CAN收发器由U2(TJA1050)组成，它可完成控制器10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;1]2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弓丨脚S通过电阻R2接0V电位。
[0034]EMC保护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。本发明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 lnF/2KV。
[0035]参见图3，所示为为本发明用于工业现场的CAN-蓝牙数据传输装置工作流程示意图，CAN-蓝牙数据传输装置主要负责CAN数据和蓝牙数据的转换传输工作，因此主流程实现的是初始化CAN控制器、将蓝牙数据转发、将CAN数据转发、按键功能处理这几步。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，所以要对传输数据进行适当去头处理，整个CAN接收处理都在中断程序中实现。
[0036]以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
[0037]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发明。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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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。
【主权项】
1.一种用于工业现场的CAN-蓝牙数据传输装置，其特征在于，包括用于与CAN总线相连接CAN数据通信模块、用于与外接蓝牙设备相连接的蓝牙通信模块、电源模块和控制模块，其中，所述电源模块为所述CAN数据通信模块、蓝牙通信模块和控制模块提供相应的供电电压;所述控制模块与所述CAN数据通信模块和所述蓝牙通信模块相连接，用于实现所述CAN数据通信模块和所述蓝牙通信模块之间的相互传输数据； 所述CAN数据通信模块进一步包括EMC保护模块、CAN收发器和光电隔离模块，所述CAN收发器与CAN总线之间发送或者接收的数据经EMC保护模块处理后实现数据传输;所述CAN收发器和所述控制模块之间发送或者接收的数据经光电隔离模块处理后实现数据传输。2.根据权利要求1所述的用于工业现场的CAN-蓝牙数据传输装置，其特征在于，所述CAN收发器采用型号为TJA1050的CAN收发芯片。3.根据权利要求1或2所述的用于工业现场的CAN-蓝牙数据传输装置，其特征在于，所述控制模块采用内置CAN控制器的单片机。4.根据权利要求3所述的用于工业现场的CAN-蓝牙数据传输装置，其特征在于，所述控制模块采用型号为PIC18F25K80的单片机。5.根据权利要求3所述的用于工业现场的CAN-蓝牙数据传输装置，其特征在于，所述光电隔离模块由高速光耦芯片和隔离电源组成。6.根据权利要求5所述的用于工业现场的CAN-蓝牙数据传输装置，其特征在于，所述高速光耦芯片的型号为6N137，所述隔离电源的型号为B0505。7.根据权利要求3所述的用于工业现场的CAN-蓝牙数据传输装置，其特征在于，所述蓝牙通信模块采用支持蓝牙4.0协议的BLE-CC41-A蓝牙模块。8.根据权利要求3所述的用于工业现场的CAN-蓝牙数据传输装置，其特征在于，所述控制模块与所述蓝牙通信模块之间通过串口实现数据通信。9.根据权利要求3所述的用于工业现场的CAN-蓝牙数据传输装置，其特征在于，所述控制器模块内置CAN标识符，当所述控制器模块接收到的CAN报文与其内置的CAN标识符不相符，直接丢弃该CAN报文。10.根据权利要求9所述的用于工业现场的CAN-蓝牙数据传输装置，其特征在于，通过蓝牙设备实现对所述控制器模块内置的CAN标识符的配置操作。
【专利摘要】本发明公开了一种用于工业现场的CAN-蓝牙数据传输装置，包括CAN数据通信模块、蓝牙通信模块、电源模块和控制模块，其中，控制模块与CAN数据通信模块和蓝牙通信模块相连接，用于实现CAN数据通信模块和蓝牙通信模块之间的相互传输数据；CAN数据通信模块进一步包括EMC保护模块、CAN收发器和光电隔离模块，CAN收发器与CAN总线之间发送或者接收的数据经EMC保护模块处理后实现数据传输；CAN收发器和控制模块之间发送或者接收的数据经光电隔离模块处理后实现数据传输。与现有技术相比，本发明的CAN-蓝牙数据传输装置增加EMC保护设计，从而提高CAN接口处的可靠性，保证CAN总线与蓝牙的数据传输的准确性。
【IPC分类】H04L12/40, H04B5/00
【公开号】CN105471479
【申请号】CN201510772002
【发明人】郑梁, 杨城城
【申请人】杭州电子科技大学
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月12日