专利名称：一种以太网网关模块的制作方法
技术领域：
本实用新型属于工业自动化、船舶机舱自动化领域，涉及一种以太网网关模块，用于工业自动化系统、船舶机舱报警系统、船舶液位遥测系统中CAN总线和TCP总线数据双向通讯，是一种通讯协议转换设备。
背景技术：
工业及船舶自动化领域，开关量信号采集设备是常用设备，传统的以太网网关模块仅仅是单一的将某种通讯协议转换成TCP/IP协议来达到数据交换的目的，而不具有如本实用新型额外的继电器输出以及外部消音消闪试灯的功能。
实用新型内容本实用新型的目的在于将传统以太网网关设备的改进，提供一种以太网网关模块，不仅具有数据交换功能，还具有继电器输出以及外部消音消闪试灯功能的，以克服现有技术所存在的上述缺点和不足。本实用新型所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现:一种以太网网关模块，包括:以太网网关主控板1，其特征在于，所述以太网网关主控板I包括:微处理器11、电源单兀12、CAN13、第一继电器输出16、第二继电器输出17和以太网芯片18，所述CAN13与微处理器11连接，所述微处理器11与以太网芯片18连接，所述以太网芯片18通过TCP总线与上位机连接；所述微处理器11与电源单元12连接，所述微处理器11还与第一继电器输出16、第二继电器输出17连接。其中，所述CAN包括:CAN的输出电路和CAN的输入电路，所述CAN的输出电路，由电阻Rbl，高速光耦6N137ICbl，电容Cbl，CAN总线驱动器PC82C250ICb3和接线端子JCl组成；所述CAN的输入电路，由电阻Rb2、高速光耦6N137ICb2、电阻Rb4、CAN总线驱动器PC82C250ICb3和接线端子JCl组成。其中，所述高速光耦6N137(ICbl，ICb2)，光耦(TLP521-4)对输入、输出数据进行光电隔离，确保了数据输出数据不受前端电路的影响，保证了数据的安全性。其中，所述CAN总线驱动器PC82C250ICb3为CAN总线收发器，是CAN控制器和物理总线间的接口，提供对总线的差动发送能力和对CAN控制器的差动接收能力。其中，所述以太网芯片18以集成电路W5100Uel为以太网控制器提供一路独立的TCP总线连接上位机。其中，所述以太网网关主控板I通过CAN总线将从现场采集模块采集到的数据送至微处理器11，微处理器11将数据再传输给由以太网控制器Uel，二极管(Deel，Dee2)，电阻(Rel，Re2, Re3)，电感(Lel，Le2)，电容(Cel, Ce2, Ce3, Ce4, Ce5, Ce6)，晶振 Yel 组成的以太网转换电路，最后连接至由电阻(Re4, Re5，Re6，Re7，Re8，Re9)，电容(Ce7，Ce8，Ce9)以及以太网网口 Ue2组成的以太网输出电路将数据输送至上位机。其中，所述以太网网关主控板I还包括:由微处理器11，电阻(Rol，Ro2，Ro3，Ro4)，二极管(Dol，Do2)，三极管(Qol，Qo2)以及继电器(Kol，Ko2)组成的二路继电器输出电路。其中，所述微处理器11与消音消闪试灯输入14连接。其中，所述微处理器11与状态指示灯15连接。本实用新型的有益效果:与传统的以太网网关设备，本实用新型具有继电器输出以及外部消音消闪试灯的功能，即具有二路开关量信号输出控制一些外部设备或将此信号输出至其他设备，以及处理外部设备提供的消音消闪试灯功能。采用电源采用隔离处理，增加电路安全性。采用CAN通讯，保证数据传输的安全性，可靠性。本实用新型集成二路继电器输出以及外部消音消闪试灯的功能，减少的硬件成本。现场调试及后期维修相当便利。
图1为本实用新型的结构框图。图2为本实用新型的以太网网关微处理器电路图。图3为本实用新型的电源电路图。图4为本实用新型的CAN通讯电路图。图5Α为本实用新型的继电器输出及消音消闪试灯输入电路图。图5Β为本实用新型的继电器输出及消音消闪试灯输入电路图。图6Α为本实用新型的以太网电路图。图6Β为本实用新型的以太网电路图。附图标记:以太网网关主控板1、微处理器11、电源单元12、CAN13、消音消闪试灯输入14、状态指不灯15、第一继电器输出16、第二继电器输出17、以太网芯片18。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本实用新型作进步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限定本实用新型的范围。实施例1图1为本实用新型的结构框图。图2为本实用新型的以太网网关主控板I的电路图。如图1所示，一种以太网网关模块，包括:微处理器11、电源单元12、CAN13、消音消闪试灯输入14、状态指不灯15、第一继电器输出16、第二继电器输出17、和以太网芯片18所组成。其中微处理器11主要用于管理本实用新型的任务处理、处理输入输出的数据以及控制继电器输出。微处理器11采用Ua2型微处理器。[0038]电源单元12为本实用新型提供工作电源，使其能稳定运行。CAN 是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称，CANl3)为本实用新型采集现场采集模块采集到的传感器数据。CAN13将从现场采集模块采集到的信号通过微处理器11输送至以太网芯片18转换成TCP总线后传输至上位机。消音消闪试灯14，为本实用新型可以处理由外部(如:按键等)提供的开关量信号，从而达到一些特定设备(如:蜂鸣器等)的消音消闪试灯功能。状态指示灯15，为本实用新型提供状态指示，指示目前本实用新型的工作状态。第一继电器输出16、第二继电器输出17，为本实用新型提供二路继电器输出信号。以太网芯片18，为本实用新型提供TCP总线，实现CAN总线和TCP总线数据双向通τΗ ο如图2所示，晶振Yal，电容(Ca5，Ca6)组成外部时钟电路，为微处理器提供精确的时钟节拍。电阻(Ral，Ra2，Ra3，Ra4)，接插件JO构成JTAG 口，用于程序写入微处理器11。直流3.3V电源与发光二级管(Power，CAN, RUN)，经限流电阻(Ra7，Ra8，Ra9)连接地或微处理器11 (Ua2)的I/O引脚，通过微处理器11 (Ua2) I/O引脚上电平的不同来实现发光二关(Power, CAN, RUN)的状态，如亮、灭或闪。直流3.3V电源电阻Ra7，电容Ca8，按键SW2以及二极管Dal组成复位电路，提供给微处理器11 一个手动外部复位信号。直流3.3V电源电阻Rw2，三极管Qcnl通过电阻Rwl连接至微处理器11的42号1/0引脚，通过微处理器11控制其1/0引脚的电平来导通或截止三极管Qcnl从而来实现以太网芯片W5100Uel的片选功能使其工作。如图3所示，接插件Jpl为直流24V电源输入端，经二极管Dzl，电容(Czl，Cz5)进Λ DC/DC电源模块Pzl，经电容(Cz3，Cz7)滤波后输出直流5V电源。直流5V电源经过由隔离电源Pz2，电阻Rzl，电容(Cz2，Cz4)输出经隔离后的直流5V电源。直流5V电源为以太网网关主控板I上元器件提供工作电压。另外直流5V电源经过由电容(CXl，Cx2，Cx3)，集成稳压器LM2596T-3.3V Up2，电感Lxl，二极管Dxl组成的稳压电路输出直流3.3V电源。如图4所示，通过接插件JCl将从现场采集模块采集到的数据通过由电阻(Rbl，Rb2, Rb4)，高速光耦 6N137(ICbl, ICb2)，电容 Cbl, CAN 总线驱动器 PC82C250ICb3 组成的CAN总线电路传输至微处理器11，微处理器11将数据再传输给由以太网控制器Ue I，二极管(Deel, Dee2)，电阻(Rel, Re2, Re3)，电感(Lel，Le2)，电容(Cel, Ce2, Ce3, Ce4, Ce5, Ce6)，晶振Yel组成的以太网转换电路，最后连接至由电阻(Re4，Re5，Re6，Re7，Re8，Re9)，电容(Ce7, Ce8, Ce9)以及以太网网口 Ue2组成的以太网输出电路将数据通过网线输送至上位机。如图5A和图5B所示，外部消音消闪试灯信号通过接插件Jinput输入本实用新型，信号经由电阻(Ril, Ri2, Ri3，Ri4，Ri5，Ri6，Ri7，Ri7)，光耦 TLP521_4ICil 组成的光电隔离电路将信号输送至微处理器11等待处理。二路继电器输出电路由由微处理器11，电阻(Rol，Ro2，Ro3，Ro4)，二极管(Dol，Do2)，三极管(Qol，Qo2)以及继电器(Kol，Ko2)组成，微处理器11将电平信号送至三极管(Qol, Qo2)的基极，根据高低电平来控制三极管(Qol，Qo2)的导通与截止从而来控制继电器(Kol，Ko2)的吸合及断开，并将此开关量信号通过接插件Jout输出。[0049]如图6A和图6B所示，以太网控制器Uel，二极管(Deel, Dee2)，电阻(Rel, Re2，Re3),电感(Lel，Le2)，电容(Cel, Ce2, Ce3, Ce4, Ce5, Ce6, Ca7)，晶振 Yel，集成电路74HC573Ual，集成电路62LV256ICa4组成的以太网转换电路，然后通过由电阻(Re4，Re5，Re6，Re7，Re8，Re9)，电容(Ce7，Ce8，Ce9)以及以太网网口 Ue2组成的以太网输出电路将数据通过网线输送至上位机。以上对本实用新型的具体实施方式
进行了说明，但本实用新型并不以此为限，只要不脱离本实用新型的宗旨，本实用新型还可以有各种变化。
权利要求1.一种以太网网关模块，包括:以太网网关主控板(I)，其特征在于，所述以太网网关主控板(I)包括:微处理器(11)、电源单兀(12)、CAN(13)、第一继电器输出(16)、第二继电器输出(17)和以太网芯片(18)，所述CAN(13)与微处理器(11)连接，所述微处理器(11)与以太网芯片(18)连接，所述以太网芯片(18)通过TCP总线与上位机连接； 所述微处理器(11)与电源单元(12)连接，所述微处理器(11)还与第一继电器输出(16)、第二继电器输出(17)连接。
2.根据权利要求1所述的一种以太网网关模块，其特征在于: 所述CAN包括:CAN的输出电路和CAN的输入电路， 所述CAN的输出电路，由电阻(Rbl)，高速光耦6N137 (ICbl)，电容(Cbl)，CAN总线驱动器PC82C250 (ICb3)和接线端子(JCl)组成； 所述CAN的输入电路，由电阻(Rb2)、高速光耦6N137 (ICb2)、电阻(Rb4) ,CAN总线驱动器PC82C250(ICb3)和接线端子(JCl)组成。
3.根据权利要求1所述的一种以太网网关模块，其特征在于:所述以太网芯片(18)以集成电路W5100(Uel)为以太网控制器提供一路独立的TCP总线连接上位机。
4.根据权利要求1所述的一种以太网网关模块，其特征在于:所述微处理器(11)与消音消闪试灯输入(14)连接。
5.根据权利要求1所述的一种以太网网关模块，其特征在于:所述微处理器(11)与状态指示灯(15)连接。
专利摘要本实用新型公开了一种以太网网关模块，包括以太网网关主控板(1)，其功能在于对系统中CAN总线和TCP总线数据双向通讯，通过双路CAN总线将从现场采集模块采集到的数据传输至本实用新型，并通过本实用新型将数据转换成TCP总线传输至上位机，上位机亦可下达指令控制一些现场输出模块。还具有消音消闪试灯的输入功能，双路继电器型报警输出的功能。本实用新型关键器件均选用高性能器件，保证了模块的高精度和良好的线性；在电源、通讯部分均采用了隔离，是模块在应用中更加安全、稳定；结构合理，便于现场安装和调试。
文档编号H04L29/08GK203166968SQ201320028029
公开日2013年8月28日 申请日期2013年1月18日 优先权日2013年1月18日
发明者张瑞明, 徐廷良, 袁安俊, 吴杰 申请人:上海航海设备有限责任公司