基于CAN的智能货架通信拓扑结构及智能货架的制作方法

本实用新型涉及通信网络技术领域，特别涉及一种基于CAN的智能货架通信拓扑结构及智能货架。

背景技术：

随着生产企业SMT物料使用量的增大，仓库货架使用量也随之增多。国内厂家应需求提出了具有仓位指示功能的智能货架的解决方案。货架中每个物料仓位都有一个指示灯来提示物料所要放置的仓位。如图1所示，这种智能货架多为单主机多从机通讯方案，主机设备端上行连接电脑，下行组网连接所有货架从机；一个货架安装一个货架从机，该货架从机预留接口驱动该货架上的所有仓位指示灯灯排。

这种单网络通讯模式最大的弊端是连接在网络中的货架从机数量有限，随着货架的增多设备及软件需重新设计或者更改，系统扩展性能不好，在升级成本和周期上都会相应增加。而且货架从机上接口众多，连接线束增多，出错率也会随之增加，给施工人员造成了很大的麻烦。

技术实现要素：

本实用新型的目的在提供一种基于CAN的智能货架通信拓扑结构及智能货架，该智能货架具有良好的伸缩扩展性，走线简单，高效稳定，施工难度低等特点。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：基于CAN的智能货架通信拓扑结构，包括仓库网关、货架网关、货架总控和货架排控，所述仓库网关和货架网关之间设置网关网络，所述货架网关和货架总控之间设置总控网络，所述货架总控和货架排控之间设置排控网络，所述网关网络、总控网络和排控网络均为独立的网络。

优选地，所述网关网络、总控网络和排控网络内均采用CAN通信方式。

进一步地，所述仓库网关与所述货架网关为一对多设置。

进一步地，所述货架网关与所述货架总控为一对多设置。

进一步地，所述货架总控与所述货架排控为一对多设置。

一种智能货架，采用上述所述的基于CAN的智能货架通信拓扑结构，所述仓库网关与计算机电连接，所述货架排控分别与对应货架的指示灯灯排电连接。

本实用新型的基于CAN的智能货架通信拓扑结构将系统进行了深度合理划分，结构上扩展非常方便，不受仓库大小及货架数量的限制；通讯上采用CAN总线形式，通讯稳定可靠，而且走线少；施工时采用总线的方式进行施工，安装方便，大大缩短了安装时间，节约了人工成本。

附图说明

图1为现有技术中智能货架的通信拓扑结构示意图；

图2为本实用新型的智能货架的通信拓扑结构示意图；

图3为现有技术中智能货架中的通讯及连接方式示意图；

图4为本实用新型的连接方式示意图。

具体实施方式

实施例1

传统的货架结构分为货架主机和货架从机，主机从机之间仅为一个网络，货架从机驱动整个货架的指示灯灯排时采用单独驱动的方式，这样做使得线束太多后期施工及维护不方便。在实际应用过程中，所需货架量会因企业规模存在一些差异，为了让方案更具伸缩扩展性，本实用新型将整个系统依据功能划分为仓库网关、货架网关、货架总控和货架排控，四类设备将系统的网络划分为网关网络，总控网络和排控网络三个网络。网络内都采用CAN通讯方式。网络与网络之间保持着相对独立性，PC下发的命令逐级解析，逐级打包下发到下行网络，每经过一级设备，系统通讯带宽要求会相对低一点，对器件的性能要求就会低一些，这样可根据网络带宽的不同将CAN的通讯速率逐级降低，因此在不影响总体通讯时效要求的情况下，又能降低系统总体功耗。

仓库网关为系统上层通讯单元，它承载着与PC中心平台管理软件的通讯功能，并将PC下发的命令进行解析，判断具体的分网网络并将该命令重新打包下发到目标网络。分网网络可依据所需货架数量进行裁剪，既能为客户在前期时降低成本，又能在后期扩大规模时直接扩展升级又不影响先前的设备。

货架网关为桥梁单元，上行网络连接仓库网关，下行控制多个货架总控，起到承上启下的功能，在功能上与仓库网关类似。

货架总控为一个货架的管理者，该单元上行连接货架网关，下行连接货架排控。接收到上级下发的命令后进行处理，下发给具体的货架排控单元。

货架排控为系统网络的最后一级单元，也承载着驱动具体的物料指示灯功能。接收来自货架总控的下发命令，排控与排控之间保持独立，互不干扰，因此在该排控网络中若有一个单元损坏，则其他的单元不会因其影响而工作不稳定或挂机。

网关网络是系统的一级网络，由一个仓库网关和多个货架网关组成，系统中只存在一个网关网络。仓库网关作为主机将接收的命令发送到网关网络，货架网关通过该网络监听仓库网关下发的命令是否匹配本机的ID编号，若目标网关为本机则接收命令并进行解析处理，否则不进行命令的接收。

总控网络为系统的中间网络，由一个网关和多个货架总控组成，根据具体需求量的大小系统中可包含多个总控网络，总控网络的数量对应货架网关的数量。接收命令原理与网关网络相同。

排控网络为系统中最后一级网络，一个货架只包含有一个排控网络，该排控网络中含有一个货架总控和多个货架排控。接收命令原理与网关网络相同。

实施例2

一种智能货架，采用实施例1中所述的基于CAN的智能货架通信拓扑结构，所述仓库网关与计算机电连接，所述货架排控分别与对应货架的指示灯灯排电连接。

在每个货架上增加货架排控，一个排控驱动一组指示灯灯排，使连线更加简单。

设备扩展实现方式：

仓库网关，货架网关，货架总控及货架排控在各自的网络中有唯一的硬件ID编码，设备上电后管理软件发送广播指令获取所有货架的硬件信息，系统中的设备接收到广播指令后把自己的设备信息及ID编码逐级向上回传，最后由仓库网关进行组包发送给管理软件，管理软件将接收到货架的硬件信息注册到系统中。在需要进行货架的扩展时，只需将该货架连接到对应网络，再次进行硬件设备的注册命令，即可完成货架的扩展而无需进行其他改动。

货架通讯施工方式：

传统的单主机和多从机方式中虽然采用了总线通讯，但在设计上还是级联方式，每一个节点需要截线剥线，工序繁琐。示意图如图3所示。

本实用新型采用总线节点的形式进行实施。如图4所示，通过使用T型免剥线连接器，在线路施工时，首先将总线按照规定的路线安置好，在货架分支处将T型连接器直接卡在总线上，然后将其引入分支系统中。这种连接方式具有安装时间短，简洁美观而且连接牢固，提高了施工速度。

传统的货架从机驱动一个货架的所有灯排，接口及连接线束众多。而本实用新型的拓扑方式中增加了一级货架排控单元，每一个货架排控去控制货架上的一排指示灯。货架排控与货架排控之间建立排控网络，通过CAN总线进行了级联，货架排控包括两个CAN接口分别连接上下级货架排控，在进行施工连接时由上至下依次连接，安装方便；因为是采用总线通讯方式，即使两个接口上下颠倒也是正确的，通讯及驱动不受影响，这样保证了施工的错误率为零。