一种CANOPEN-MVB的网关设备的制作方法

本实用新型涉及铁路行业现场总线网络控制技术领域，特别涉及一种用于不同网络之间的数据转换装置。

背景技术：

现有列车通信总线主要有MVB、CANOPEN、HDLC和WORLDFIP等，而在一列车只能存在一种通信总线，对应不同总线类型的设备就需要通过网关进行数据转换。现阶段 MVB-CANOPEN网关一般采用一块主板上集成CPU控制器、MVB专用通信协议模块、CANOPEN通信模块和其他通用电路，其中MVB协议芯片采用国外MVBC协议控制芯片。

现有MVB-CANOPEN网关，虽可以进行两种数据交换，但所有电路都在一个主板上，维护不方便，互换性和灵活性较差；另外就是MVB专用通信协议模块采购受国外市场制约，价格昂贵，采购周期长。

技术实现要素：

为了解决现有的MVB-CANOPEN网关存在的上述问题，本实用新型提供了一种 CANOPEN-MVB的网关设备。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种CANOPEN-MVB的网关设备，包括PC104-CPU主板、PC104-MVB网卡和PC104-CANOPEN板卡，PC104-CPU主板和 PC104-MVB网卡、PC104-CANOPEN板卡之间通过PC104接口连接，所述的PC104-CPU 主板包括主板PC104接口，所述PC104-CANOPEN板卡主要包括与主板PC104接口依次相连的板卡PC104接口、CANOPEN控制模块、CANOPEN收发模块和CANOPEN接口， CANOPEN接口连接CANOPEN总线，所述PC104-MVB网卡主要包括与主板PC104接口依次相连的网卡PC104接口、网卡PC104接口连接MVB协议控制模块，MVB协议控制模块连接MVB收发模块，MVB接口连接MVB总线。

所述的PC104-CPU主板包括CPU，CPU通过系统总线连接电源电路、复位电路、存储电路、USB接口电路、以太网接口电路、RS232接口电路。

所述CANOPEN接口通过DB9接头连接CANOPEN总线。

所述MVB协议控制模块连接两路MVB收发模块，两路MVB收发模块分别连接两路隔离变压器，两路隔离变压器分别连接两路MVB接口，两路MVB接口通过DB9接口连接到MVB总线，MVB协议控制模块通过系统总线连接通信存储器。

本实用新型的CANOPEN-MVB的网关设备，将网关各功能模块分别设计在具有PC104 接口的板卡上，实现搭积木式设计，PC104接口连接紧密，适合列车运行坏境；通过更换具有PC104接口的板卡，可以实现多种类型总线的数据交换；在MVB通信网卡设计中采用通用FPGA芯片实现MVB协议控制，降低了成本。

附图说明

图1是本实用新型CANOPEN-MVB的网关设备原理图。

图2是本实用新型PC104-CPU主板原理图。

图3是本实用新型PC104-CANOPEN板卡原理图。

图4是本实用新型PC104-MVB网卡原理图。

具体实施方式

本实用新型的CANOPEN-MVB的网关设备原理参见图1，主要包括PC104-CPU主板，与所述的PC104-CPU主板连接的PC104-MVB网卡和PC104-CANOPEN板卡。PC104-CPU主板、 PC104-MVB网卡和PC104-CANOPEN板卡都是通过PC104接口层层连接。参见图2， PC104-CPU主板主要包括CPU、以及通过CPU系统总线连接的电源电路、复位电路、存储电路、USB接口电路、以太网接口电路、RS232接口电路和PC104接口。参见图3， PC104-CANOPEN板卡主要包括与PC104接口依次相连的PC104接口、CANOPEN控制模块、 CANOPEN收发模块和CANOPEN接口，CANOPEN接口通过DB9接头连接CANOPEN总线。参见图4，PC104-MVB网卡主要包括与PC104接口依次相连的PC104接口、MVB协议控制模块、两路MVB收发模块、两路隔离变压器和两路MVB接口，两路MVB接口通过DB9接口连接到MVB总线，实现MVB信号冗余，MVB协议控制模块通过系统总线连接通信存储器进行存储空间扩展。

工作原理和工作过程：本实用新型实施例中，其中PC104-CPU主板的CPU采用ATMEL 公司的AT91R40008微控制器。PC104-CANOPEN板卡的CANOPEN控制模块采用ARM7协议处理器，CANOPEN收发模块采用ANALOG DEVICES公司生产的集成光电隔离功能的 ADM3251EARWZ芯片。PC104-MVB网卡的MVB协议控制模块采用Xilinx的zynq-xc7z020芯片。MVB总线上的数据通过PC104-MVB网卡的MVB接口进入隔离变压器，接下来MVB收发模块接收数据传输给MVB协议控制模块，经过FPGA的MVB协议控制模块进行MVB协议解码，通过PC104接口传送到PC104-CPU主板，PC104-MVB网卡的通信存储器用于程序和和数据存储。PC104-CPU主板通过PC104接口将解码后的MVB数据进行分析和处理，通过PC104接口发送到PC104-CANOPEN板卡。PC104-CANOPEN板卡通过PC104接口接收到数据后，经过CANOPEN控制模块进行数据编码，符合CANOPEN协议，发送给CANOPEN收发模块，通过CANOPEN接口传送到CANOPEN总线上，实现了MVB总数数据到CANOPEN总线数据的转换。相反可以实现CANOPEN总数数据到MVB总线数据的转换。CANOPEN总线上的数据通过PC104-CANOPEN板卡的CANOPEN接口进入CANOPEN收发模块，然后再经过 CANOPEN控制模块进行数据解码，通过PC104接口传送到PC104-CPU主板，PC104-CPU主板通过PC104接口将解码后的CANOPEN数据进行分析和处理，通过PC104接口发送到 PC104-MVB网卡。PC104-MVB网卡通过PC104接口接收到数据后，数据传输给MVB协议控制模块，经过FPGA的MVB协议控制模块进行MVB协议编码，并进行通信存储，将符合 MVB协议的数据发送给MVB收发模块，经过隔离变压器以及MVB接口，将数据传输到MVB 总线上。所述PC104-CPU主板的USB接口电路方便数据下载，以太网接口电路用于跨平台交叉编译时的程序代码下载和操作系统内核下载等，RS232接口电路用于PC104-CPU主板串口调试使用，存储电路用于存放嵌入式操作系统、应用程序和数据等，电源电路为网关设备提供稳定的直流电压输出，复位电路为设备复位使用。