一种can网络集线器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种CAN网络集线器，包括微控制器MCU、与微控制器MCU相连接的CAN收发电路、数据存储电路、指示灯电路、RS232电路、与CAN收发电路相连接的防浪涌电路、与RS232电路相连接的隔离电路、为CAN收发电路、微控制器MCU、指示灯电路、RS232电路供电的电源电路，微控制器MCU包括XMOS芯片，电源电路包括DC—DC转换电路。本实用新型体积小、接线简单、安装方便，通过在每个网络端口配接一个设备节点，能够有效解决CAN网络集线器某个节点掉线而使网络瘫痪的问题，提高了CAN网络整体的传输距离，降低了消防行业CAN网络集线器的使用成本。
【专利说明】
一种CAN网络集线器
技术领域
[0001]本实用新型涉及火灾报警系统通信领域，特别是涉及一种CAN网络集线器。
【背景技术】
[0002]随着消防行业的快速发展，行业内对火灾报警控制系统的联网要求越来越高，要求联网系统能在远距离、强干扰的的环境条件下正常工作。然而传统的RS232、RS485、ARCNET令牌环网络已经不能很好的满足联网使用需求。
[0003]CAN网络能够较好地解决通讯距离短、抗干扰性差的问题，但网络节点的首尾两端需要配接120 Ω的电阻，一旦中间有节点掉线将会导致整个网络瘫痪，从而影响系统的正常工作，而使用CAN网络集线器则可以解决此问题。
[0004]目前CAN网络集线器市场价格高、配置低、可用网络端口少、无法自动更新升级，不能较好地满足消防行业联网系统的使用要求。因此亟需提供一种新型的CAN网络集线器来解决上述问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种CAN网络集线器，每个网络端口配接一个设备节点，能够有效解决CAN网络集线器某个节点掉线而使网络瘫痪的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是:提供一种CAN网络集线器，包括微控制器MCU、与微控制器MCU相连接的CAN收发电路、数据存储电路、指示灯电路、RS232电路、与CAN收发电路相连接的防浪涌电路、与RS232电路相连接的隔离电路、为CAN收发电路、微控制器MCU、指示灯电路、RS232电路供电的电源电路，微控制器MCU包括XMOS芯片，电源电路包括DC—DC转换电路。
[0007]在本实用新型一个较佳实施例中，微控制器M⑶还包括复位电路D3、M⑶电源滤波电容C18—C33、外部晶振Gl、J一LINK调试接口 X7、与J一LINK调试接口X7相连的上拉电阻R39—R43及下拉电阻R44、与复位电路D3相连的上拉电阻R33、XM0S芯片Dl相连的上拉电阻R34、电阻R2、电阻R57、R30，R57的一端连接外部晶振Gl的一端、另一端连接R30，R30的另一端连接外部晶振Gl的另一端。
[0008]在本实用新型一个较佳实施例中，CAN收发电路包括CAN收发器D4—D8、滤波电容C8—C12、C35—C39、总线上拉电阻R51 — R55，滤波电容C8—C12分别与CAN收发器D4—08的输出端引脚相连，滤波电容C35—C39与总线上拉电阻R51—R55分别组成RC电路并分别与CAN收发器D4—D8的输入端引脚相连。
[0009]在本实用新型一个较佳实施例中，电源电路包括DC—DC转换模块DlO、D11，与DlO相连的输入滤波电容C14、补偿电容Cl、续流电感L1、输出滤波电容C34、肖特基二极管V40、反馈电压分压电阻R49及R50，其中肖特基二极管V40的负极与续流电感LI的一端相连、正极接地，续流电感LI的另一端与输出滤波电容C34的正极相连，输出滤波电容C34的负极接地，R50的一端连接电源、另一端连接R49，R49的另一端接地；电源电路还包括与D11相连的输入滤波电容C15、补偿电容C41、续流电感L2、输出滤波电容C13及C16、反馈电压分压电阻R48、电阻R47，其中输出滤波电容C13与C16并联，两者的正极均连接电源、负极接地，R47与C41相并联；电源电路还包括24V电源输入模块，所述模块由肖特基二极管V41 — V44、自恢复保险丝FUTVS管V38组成，其中肖特基二极管V41 — V44组成桥路与TVS管V38并联。
[0010]在本实用新型一个较佳实施例中，指示灯电路包括故障指示灯V16—V20、分别与故障指示灯V16—V20相连的分压电阻Rll — R15，正常指示灯V24—V27及V45、分别与正常指示灯V24—V27及V45相连的分压电阻R19—R23，高速低速CAN指示灯V23及V48、分别与高速低速CAN指示灯V23、V48相连的分压电阻R18、R26，电源指示灯V22、与电源指示灯V22相连的分压电阻R17，系统运行指示灯V47、与系统运行指示灯V47相连的分压电阻R25。
[0011]在本实用新型一个较佳实施例中，数据存储电路包括SPIFlash D2、与SPI FlashD2相连的上拉电阻R38。
[0012]在本实用新型一个较佳实施例中，RS232电路包括串口电平转换芯片D12，光耦隔离器件D13、D14，九针串口X6，与串口电平转换芯片D12相连的限流电阻R9—R10、电容C3—C7、下拉电阻R45—R46，与光耦隔离器件D13相连的限流电阻R27、上拉电阻R32，与光耦隔离器件D14相连的限流电阻R29、上拉电阻R31，其中，限流电阻R9—RlO的另一端与九针串口 X6相连。
[0013]在本实用新型一个较佳实施例中，隔离电路包括电源隔离器D15、与电源隔离器D15输出端相连的输出滤波电容C45、负载电阻R28，C45与R28并联。
[0014]在本实用新型一个较佳实施例中，防浪涌电路包括TVS管V28—V37，限流电阻1?58—1?67，滤波电感1^3—1^7，120 0匹配电阻1?3—1?7，匹配电阻跳线器乂2、乂8、乂9、乂14、乂15，其中，TVS管V28—V37分别与限流电阻R58—R67并联、并联端分别与匹配电阻跳线器X2、X8、X9、X14、X15的引脚相连;滤波电感L3—L7、120Q匹配电阻R3—R7均分别与匹配电阻跳线器X2、X8、X9、X14、X15 的引脚相连。
[0015]本实用新型的有益效果是:本实用新型接线简单、安装方便，通过在每个网络端口配接一个设备节点，能够有效解决CAN网络集线器某个节点掉线而使网络瘫痪的问题，提高了 CAN网络整体的传输距离，降低了消防行业CAN网络集线器的使用成本；
[0016]所述CAN网络集线器中的电源电路采用DC—DC转换电路，与传统LDO线性降压器件相比具有更小的体积;微控制器首次采用了多核调度的XMOS芯片，功能可维护性增强，突破了市场上现有集线器的4网络端口，端口数量增加，相比与当前市场的CAN集线器产品具有更好的价格优势。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型CAN网络集线器一较佳实施例的原理框图。
[0018]图2为所述CAN网络集线器的微控制器M⑶的电路原理图。
[0019]图3为所述CAN网络集线器的CAN收发电路原理图。
[0020]图4为所述CAN网络集线器的电源电路原理图。
[0021 ]图5为所述CAN网络集线器的指示灯电路原理图。
[0022]图6为所述CAN网络集线器的数据存储电路原理图。
[0023]图7为所述CAN网络集线器的RS232电路原理图。
[0024]图8为所述CAN网络集线器的隔离电路原理图。
[0025]图9为所述CAN网络集线器的防浪涌电路原理图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0027]请参阅图1，本实用新型实施例包括:
[0028]—种CAN网络集线器，包括微控制器MCU、与微控制器M⑶相连接的CAN收发电路、数据存储电路、指示灯电路、RS232电路、与CAN收发电路相连接的防浪涌电路、与RS232电路相连接的隔离电路、为CAN收发电路、微控制器MCU、指示灯电路、RS232电路供电的电源电路。
[0029]下面结合图2—9，具体描述所述CAN网络集线器的各个电路结构。
[0030]请参阅图2，微控制器MCU包括XMOS芯片、复位电路D3、M⑶电源滤波电容C18—C33、外部晶振Gl、J一LINK调试接口X7、与J一LINK调试接口X7相连的上拉电阻R39—R43及下拉电阻R44、与复位电路D3相连的上拉电阻R33、XM0S芯片Dl相连的上拉电阻R34、电阻R2、电阻R57、R30，R57的一端连接外部晶振Gl的一端、另一端连接R30，R30的另一端连接外部晶振Gl的另一端。微控制器MCU主要负责CAN网络各个通道数据的接收、存储、转发，同时负责点亮系统相关的运行指示灯、正常指示灯和故障指示灯，通过复位电路D3执行复位操作、MCU电源滤波电容C18—C33对电源进行滤波、外部晶振Gl为系统提供时钟信号，并首次采用了多核调度的XMOS芯片，功能可维护性增强，突破了市场上现有集线器的4网络端口，端口数量增加。
[0031]请参阅图3，CAN收发电路主要负责CAN信号的电平转换，增强信号传输距离，同时也负责CAN信号的发送和接收，所述电路包括CAN收发器D4—D8、滤波电容C8—C12、C35—C39、总线上拉电阻R51 — R55，滤波电容C8—C12分别与CAN收发器D4—D8的输出端引脚相连，滤波电容C35—C39与总线上拉电阻R51 — R55分别组成RC电路，每个RC电路再分别与CAN收发器D4—D8的输入端引脚相连。
[0032]防浪涌电路吸收CAN收发电路前端的瞬时大电流和大电压，保证CAN网络正常通信。如图9所示，防浪涌电路包括TVS管V28—V37，限流电阻R58—R67，滤波电感L3—L7，120Ω匹配电阻!?3—1?7，匹配电阻跳线器乂248、乂9414415，其中，1'￥3管￥28—￥37分别与限流电阻R58—R67并联、并联端分别与匹配电阻跳线器X2、X8、X9、X14、X15的引脚相连;滤波电感L3—L7、120Q匹配电阻R3—R7均分别与匹配电阻跳线器X2、X8、X9、X14、X15的引脚相连。
[0033]请参阅图4，电源电路包括DC—DC转换模块D1、D11，与D1相连的输入滤波电容C14、补偿电容Cl、续流电感L1、输出滤波电容C34、肖特基二极管V40、反馈电压分压电阻R49及R50，其中肖特基二极管V40的负极与续流电感LI的一端相连、正极接地，续流电感LI的另一端与输出滤波电容C34的正极相连，输出滤波电容C34的负极接地，R50的一端连接电源、另一端连接R49，R49的另一端接地；电源电路还包括与D11相连的输入滤波电容Cl 5、补偿电容C41、续流电感L2、输出滤波电容Cl 3及Cl 6、反馈电压分压电阻R48、电阻R47，其中输出滤波电容C13与C16并联，两者的正极均连接电源、负极接地，R47与C41相并联；电源电路还包括24V电源输入模块，所述模块由肖特基二极管V41 — V44、自恢复保险丝Fl、TVS管V38组成，其中肖特基二极管V41 — V44组成桥路与TVS管V38并联。电源电路为XMOS芯片提供电源，同时也为相关的外设和指示灯提供电源。
[0034]请参阅图5，指示灯电路包括故障指示灯V16—V20、分别与故障指示灯V16—V20相连的分压电阻Rll — R15，正常指示灯V24—V27及V45、分别与正常指示灯V24—V27及V45相连的分压电阻R19—R23，高速低速CAN指示灯V23及V48、分别与高速低速CAN指示灯V23、V48相连的分压电阻R18、R26，电源指示灯V22、与电源指示灯V22相连的分压电阻R17，系统运行指示灯V47、与系统运行指示灯V47相连的分压电阻R25。指示灯电路根据MCU发出的电平信号，控制正常指示灯、故障指示灯、系统运行指示灯的亮灭。
[0035]请参阅图6，数据存储电路包括SPI Flash D2、与SPI Flash D2相连的上拉电阻R38，其存储了 CAN信号接收中尚未发送的数据，在此处进行一级缓冲。
[0036]请参阅图7，RS232电路包括串口电平转换芯片D12，光耦隔离器件D13、D14，九针串口X6，与串口电平转换芯片D12相连的限流电阻R9—R10、电容C3—C7、下拉电阻R45—R46，与光耦隔离器件D13相连的限流电阻R27、上拉电阻R32，与光耦隔离器件D14相连的限流电阻R29、上拉电阻R31，其中，限流电阻R9—RlO的另一端与九针串口X6相连。RS232电路通过光耦隔离电路和外部设备取得通信联系，通过串口电平转换芯片可以正常地接收、发送相应的数据。
[0037]隔离电路主要为RS232通信中光耦隔离电路提供隔离电压，保证通信中不会因为串口的损坏导致电路受损。如图8所示，所述隔离电路包括电源隔离器D15、与电源隔离器D15输出端相连的输出滤波电容C45、负载电阻R28，C45与R28并联。
[0038]所述CAN网络集线器收集网络各通道接收到的数据并将其存储在SPIFLASH的环形缓冲区中，再以广播的形式将接收数据发送到其余通道上，从而完成CAN网络数据的交换功會K。
[0039]本实用新型接线简单、安装方便，通过在每个网络端口配接一个设备节点，能够有效解决CAN网络集线器某个节点掉线而使网络瘫痪的问题，提高了CAN网络整体的传输距离，降低了消防行业CAN网络集线器的使用成本。
[0040]所述CAN网络集线器中的电源电路采用DC—DC转换电路，与传统LDO线性降压器件相比具有更小的体积;微控制器首次采用了多核调度的XMOS芯片，功能可维护性增强，突破了市场上现有集线器的4网络端口，端口数量增加，相比与当前市场的CAN集线器产品具有更好的价格优势。
[0041]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种CAN网络集线器，其特征在于，包括微控制器MCU、与微控制器M⑶相连接的CAN收发电路、数据存储电路、指示灯电路、RS232电路、与CAN收发电路相连接的防浪涌电路、与RS232电路相连接的隔离电路、为CAN收发电路、微控制器MCU、指示灯电路、RS232电路供电的电源电路，微控制器MCU包括XMOS芯片，电源电路包括DC—DC转换电路。2.根据权利要求1所述的CAN网络集线器，其特征在于，微控制器MCU还包括复位电路D3、MCU电源滤波电容C18—C33、外部晶振G1、J 一LI NK调试接口 X7、与J一LINK调试接口 X7相连的上拉电阻R39—R43及下拉电阻R44、与复位电路D3相连的上拉电阻R33、XM0S芯片D1、与XMOS相连的上拉电阻R34、电阻R2、电阻R57、R30，R57的一端连接外部晶振Gl的一端、另一端连接R30，R30的另一端连接外部晶振GI的另一端。3.根据权利要求1所述的CAN网络集线器，其特征在于，CAN收发电路包括CAN收发器D4—D8、滤波电容C8—C12、C35—C39、总线上拉电阻R51 — R55，滤波电容C8—C12分别与CAN收发器D4—D8的输出端引脚相连，滤波电容C35—C39与总线上拉电阻R51 — R55分别组成RC电路并分别与CAN收发器D4—D8的输入端引脚相连。4.根据权利要求1所述的CAN网络集线器，其特征在于，电源电路包括DC—DC转换模块010、011，与010相连的输入滤波电容(:14、补偿电容(:1、续流电感1^1、输出滤波电容034、肖特基二极管V40、反馈电压分压电阻R49及R50，其中肖特基二极管V40的负极与续流电感LI的一端相连、正极接地，续流电感LI的另一端与输出滤波电容C 3 4的正极相连，输出滤波电容C34的负极接地，R50的一端连接电源、另一端连接R49，R49的另一端接地；电源电路还包括与Dll相连的输入滤波电容C15、补偿电容C41、续流电感L2、输出滤波电容C13及C16、反馈电压分压电阻R48、电阻R47，其中输出滤波电容C13与C16并联，两者的正极均连接电源、负极接地，R47与C41相并联；电源电路还包括24V电源输入模块，所述模块由肖特基二极管V41一V44、自恢复保险丝FUTVS管V38组成，其中肖特基二极管V41 — V44组成桥路与TVS管V38并联。5.根据权利要求1所述的CAN网络集线器，其特征在于，指示灯电路包括故障指示灯V16—V20、分别与故障指示灯V16—V20相连的分压电阻Rll — R15，正常指示灯V24—V27及V45、分别与正常指示灯V24—V27及V45相连的分压电阻R19—R23，高速低速CAN指示灯V23及V48、分别与高速低速CAN指示灯V23、V48相连的分压电阻R18、R26，电源指示灯V22、与电源指示灯V22相连的分压电阻R17，系统运行指示灯V47、与系统运行指示灯V47相连的分压电阻R25。6.根据权利要求1所述的CAN网络集线器，其特征在于，数据存储电路包括SPIFlashD2、与SPI Flash D2相连的上拉电阻R38。7.根据权利要求1所述的CAN网络集线器，其特征在于，RS232电路包括串口电平转换芯片D12，光耦隔离器件D13、D14，九针串口X6，与串口电平转换芯片D12相连的限流电阻R9—R10、电容C3—C7、下拉电阻R45—R46，与光耦隔离器件D13相连的限流电阻R27、上拉电阻R32，与光耦隔离器件D14相连的限流电阻R29、上拉电阻R31，其中，限流电阻R9—RlO的另一端与九针串口 X6相连。8.根据权利要求1所述的CAN网络集线器，其特征在于，隔离电路包括电源隔离器D15、与电源隔离器D15输出端相连的输出滤波电容C45、负载电阻R28，C45与R28并联。9.根据权利要求1所述的CAN网络集线器，其特征在于，防浪涌电路包括TVS管V28—V37，限流电阻R58—R67，滤波电感L3—L7，120 Ω匹配电阻R3—R7，匹配电阻跳线器X2、X8、父9、乂14、乂15，其中，1'￥3管￥28—￥37分别与限流电阻1?58—1?67并联、并联端分别与匹配电阻跳线器X2、X8、X9、X14、X15的引脚相连;滤波电感L3—L7、120Q匹配电阻R3—R7均分别与匹配电阻跳线器X2、X8、X9、X14、X15的引脚相连。
【文档编号】G06F13/40GK205665694SQ201620490930
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月21日
【发明人】王胜, 钱熠, 冯勇, 翁斌, 单夫来, 李勇, 蔡加星, 胡长杰, 张庆庆
【申请人】蚌埠依爱消防电子有限责任公司