一种基于CAN总线的DTU模块的制作方法

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种基于can总线的dtu模块。

背景技术：

数据传输单元dtu是英文词组datatransferunit的缩写，专门用于将串口数据转换为ip数据或将ip数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送，内部集成tcp/ip协议栈，提供串口数据双向转换功能。

控制器局域网络can是英文词组controllerareanetwork的缩写，由德国bosch公司开发，成为国际标准，是应用最广泛的现场总线之一，在北美和西欧，已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，专为大型货车和重工机械车辆设计使用。

现有的dtu实现串口数据与ip数据的互转，对每一个dtu来说，串口数据和ip数据的收发方式是固定的，即通信接口类型以及接口数量是一定的，随着通信技术在不断发展，如果要使用新的通信协议，旧的dtu就需要全部更换，成本较高且不够便捷。

使用不同通信方式的dtu模块，彼此传输数据不兼容，需要再次进行数据转换，以市面常见的4g和wifi为例，如果要实现不同设备的通信，就要配置额外的协议转换设备，如果增加新的设备，还需要额外增加供电，对于系统的扩展不够灵活。

为了供未来扩展，需要增加新的如zigbee、lora、nb-iot接口，紫蜂协议zigbee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术，长距离传输lora技术使用非授权频段，基于扩频技术超远距离无线传输，窄带物联网nb-iot可以直接部署于lte网络，具有更低的功耗，良好的兼容性降低了部署的成本。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种基于can总线的dtu模块，具体技术方案如下：

一种基于can总线的dtu模块，包括：电源单元，配置4pin接口，为本dtu模块和其它dtu模块供电；配置单元，提供开关设置dtu模块的收发模式，提供接口设置dtu模块的工作参数；通信单元，配置常见的通信接口，用于数据在dtu模块与设备间的传输，实现dtu模块和设备间的通信；主控单元，对经过dtu模块的数据进行格式转换，将数据帧转换成符合can总线协议或其它通信协议的格式；can单元，配置4pin接口，用于数据在不同dtu模块间的传输，设置can数据帧，实现不同dtu模块间的通信。

进一步的，4pin接口，包括：vcc和gnd连接电源，或与其它dtu模块的vcc和gnd连接；can_h和can_l连接can总线，用于数据在dtu模块和can总线间的传输。

进一步的，电源单元，包括：连接不同dtu模块的电缆，电流通过vcc和gnd在不同dtu模块之间传输，电源单元为本模块供电的同时为其它模块供电。

进一步的，配置单元的开关，包括：硬件三档拨动开关，用于设置只收、只发、收发三种模式，分别对应can单元从can总线只接收数据、只发送数据、接收并发送数据。

进一步的，配置单元，包括：标识符过滤组，用于标识dtu模块，在当前收发模式下，只对指定的dtu模块进行相应的数据传输。

进一步的，配置单元的接口，包括：rs232接口、内置flash和/或外置eeprom；rs232接口，用于输入通信单元的传输协议和主控单元的at指令，即attention指令，是应用于终端设备与pc应用之间的连接与通信的指令；内置flash和/或外置eeprom，用于存储dtu模块的配置参数和初始化命令。

进一步的，通信单元的通信接口，对应一种通信方式，包括：rs485、wifi、zigbee、lora、nb-iot、2g/3g/4g、ethernet；每种通信接口与对应的通信设备连接，符合该通信协议的数据通过该接口，在dtu模块和设备间传输；通过配置单元的rs232接口，设置rs485的数据传输波特率、wifi的ssid和密码、ethernet的ip地址。

进一步的，can单元的can数据帧，使用can标准帧结构，包括：帧起始位1位、仲裁段12位、控制段6位、数据段64位、crc段16位、ack段2位、帧结束段7位；仲裁段，使用前11位作为dtu模块的id标识；控制段，使用第1位作为ide、第2位作为r0、后4位作为dlc；crc段，使用前15位作为crc，后1位置空；ack段，使用第1位作为ack，第2位置空。

进一步的，id标识，包括：前5位，用于分类通信方式，支持32种通信方式，标识该dtu模块中通信单元使用的通信接口和对应的通信方式；后6位，用于区分使用相同通信方式的dtu模块，支持64个dtu模块，设置硬件拨档开关，可由机械动作实时更改；dtu模块根据id标识找到数据传输目标所在，can数据帧通过can总线发送至目标模块。

本发明将不同的通信方式模块化，基于can总线实现自由组合；一个模块通过电源单元供电，其他模块可通过此接口供电，不需要再连接电源；直接通过硬件控制收发模式，针对指定模块进行三种收发操作；据应用场合自由选择不同的通信接口组合成独立模块，将配置参数存储到外接的存储单元中，更换和升级都便捷。

附图说明

图1表示模块的组成单元，图2表示模块接口针脚，图3表示三种收发模式，图4表示使用不同通信方式的dtu模块通过can总线彼此传输数据，图5表示can数据帧结构。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明：

一种基于can总线的dtu模块，如图1所示，包括：电源单元，配置4pin接口，为本dtu模块和其它dtu模块供电；配置单元，提供开关设置dtu模块的收发模式，提供接口设置dtu模块的工作参数；通信单元，配置常见的通信接口，用于数据在dtu模块与设备间的传输，实现dtu模块和设备间的通信；主控单元，对经过dtu模块的数据进行格式转换，将数据帧转换成符合can总线协议或其它通信协议的格式；can单元，配置4pin接口，用于数据在不同dtu模块间的传输，设置can数据帧，实现不同dtu模块间的通信。、

4pin接口，如图2所示，包括：vcc和gnd连接电源，或与其它dtu模块的vcc和gnd连接；can_h和can_l连接can总线，用于数据在dtu模块和can总线间的传输。

电源单元，包括：连接不同dtu模块的电缆，电流通过vcc和gnd在不同dtu模块之间传输，电源单元为本模块供电的同时为其它模块供电。

配置单元的开关，包括：硬件三档拨动开关，用于设置只收、只发、收发三种模式，如图3所示，分别对应can单元从can总线只接收数据、只发送数据、接收并发送数据。

配置单元，包括：标识符过滤组，用于标识dtu模块，在当前收发模式下，只对指定的dtu模块进行相应的数据传输。

配置单元的接口，包括：rs232接口、内置flash和/或外置eeprom；rs232接口，用于输入通信单元的传输协议和主控单元的at指令；内置flash和/或外置eeprom，用于存储dtu模块的配置参数和初始化命令。

通信单元的通信接口，对应一种通信方式，包括：rs485、wifi、zigbee、lora、nb-iot、2g/3g/4g、ethernet；每种通信接口与对应的通信设备连接，如图4所示，符合该通信协议的数据通过该接口，在dtu模块和设备间传输；通过配置单元的rs232接口，设置rs485的数据传输波特率、wifi的ssid和密码、ethernet的ip地址。

can单元的can数据帧，使用can标准帧结构，如图5所示，包括：桢起始位1位、仲裁段12位、控制段6位、数据段64位、crc段16位、ack段2位、帧结束段7位；仲裁段，使用前11位作为dtu模块的id标识；控制段，使用第1位作为ide、第2位作为r0、后4位作为dlc；crc段，使用前15位作为crc，后1位置空；ack段，使用第1位作为ack，第2位置空。

id标识，包括：前5位，用于分类通信方式，支持32种通信方式，标识该dtu模块中通信单元使用的通信接口和对应的通信方式；后6位，用于区分使用相同通信方式的dtu模块，支持64个dtu模块，设置硬件拨档开关，可由机械动作实时更改；dtu模块根据id标识找到数据传输目标所在，can数据帧通过can总线发送至目标模块。

上述为本发明的实施例，不限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。