專利名稱：一種應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集裝置的can總線結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集裝置的CAN總線結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種總線結(jié)構(gòu)，具體是一種應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集裝置的CAN總線結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
[0002]目前，工業(yè)過程、電力系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集裝置內(nèi)部所使用的總線結(jié)構(gòu)大多使用單CAN 總線進(jìn)行通信。當(dāng)唯一的CAN總線發(fā)生故障或因物理原因中斷時(shí)，數(shù)據(jù)采集裝置內(nèi)部各模塊之間的通信即處于癱瘓狀態(tài)，無法通過軟件進(jìn)行恢復(fù)。所以單CAN總線不具有冗余和后備。在少數(shù)使用多CAN總線的數(shù)據(jù)采集設(shè)備中，各CAN總線的任務(wù)都是單一固定的，不具有自適應(yīng)功能切換及通信負(fù)荷自動(dòng)平衡。[0003]此外，目前數(shù)據(jù)采集裝置內(nèi)各采集模塊均共享其主模塊的CPU，不具有獨(dú)立的 CPU，數(shù)據(jù)運(yùn)算處理能力弱，功能少，對(duì)于SOE存儲(chǔ)、交流諧波運(yùn)算等復(fù)雜應(yīng)用依賴于主模塊 CPU。這更進(jìn)一步加重了裝置內(nèi)部總線的負(fù)荷水平，加劇了各模塊對(duì)通信資源的競(jìng)爭(zhēng)。實(shí)用新型內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集裝置的CAN總線結(jié)構(gòu)，為數(shù)據(jù)采集裝置內(nèi)部通信提供冗余的硬件通道，并使這種冗余通道具有軟件方面的自適應(yīng)能力及管理功能。[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集裝置的CAN總線結(jié)構(gòu)，包括CPU和CAN總線，有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)和多個(gè)從節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有各自獨(dú)立的CPU，每個(gè)CPU有兩個(gè)獨(dú)立的CAN控制器，CPU的兩個(gè)CAN控制器引腳組分別與兩片總線收發(fā)器的控制器引腳組相連接，兩片總線收發(fā)器的總線端引腳組分別通過兩片共模電感芯片連接到不兩條同的CAN總線上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在兩條CAN總線上的節(jié)點(diǎn)號(hào)相同。[0006]所述CPU的兩個(gè)獨(dú)立的CAN控制器外設(shè)接口符合CAN2. OB規(guī)范。[0007]所述總線收發(fā)器為SN65HVD230D芯片。[0008]所述共模電感芯片型號(hào)為EP82793。[0009]每個(gè)節(jié)點(diǎn)在CAN總線1和總線2上使用相同的節(jié)點(diǎn)號(hào)，例如主節(jié)點(diǎn)在CAN總線1 上和在CAN總線2上使用的節(jié)點(diǎn)號(hào)都是0，從節(jié)點(diǎn)2在CAN總線1和CAN總線2上使用的節(jié)點(diǎn)號(hào)都是2，等等。節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的節(jié)點(diǎn)號(hào)不相同。節(jié)點(diǎn)號(hào)的識(shí)別由該節(jié)點(diǎn)上的CPU根據(jù)特定IO引腳的電平值來讀取，因此不同節(jié)點(diǎn)上的CPU用于識(shí)別節(jié)點(diǎn)號(hào)的IO引腳組的電平值也不相同。[0010]CAN總線1和CAN總線2使用相同的波特率，因此各節(jié)點(diǎn)CPU將各自芯片上的兩個(gè) CAN控制器設(shè)置為相同波特率。數(shù)據(jù)采集裝置在上電初始化時(shí)，各節(jié)點(diǎn)CPU將各自CAN控制器統(tǒng)一配置為默認(rèn)波特率，然后在統(tǒng)一默認(rèn)波特率基礎(chǔ)上傳輸定制參數(shù)，在需要時(shí)才根據(jù)定制參數(shù)將所有節(jié)點(diǎn)的波特率更改為新的值。[0011 ] 總線上各從節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)服務(wù)，接收來自主節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，將采集到的數(shù)據(jù)通過CAN總線1或者CAN總線2傳輸給主節(jié)點(diǎn)。主節(jié)點(diǎn)提供控制和管理服務(wù)，根據(jù)主節(jié)點(diǎn)所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，計(jì)算下一個(gè)請(qǐng)求周期時(shí)兩個(gè)總線上的數(shù)據(jù)傳輸負(fù)荷，決定相應(yīng)的從節(jié)點(diǎn)使用哪一個(gè)總線來響應(yīng)該數(shù)據(jù)請(qǐng)求，然后在發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求命令的同時(shí)也發(fā)送總線選擇命令。當(dāng)從節(jié)點(diǎn)收到請(qǐng)求命令和總線選擇命令后，就將相應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)送到被選擇的總線上。[0012]當(dāng)兩條總線中的一條因電氣或物理原因損壞時(shí)，主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)將所有通信任務(wù)轉(zhuǎn)移到未受損壞的總線上，由于兩條總線同時(shí)損壞的幾率較小，所以這種總線結(jié)構(gòu)提高了數(shù)據(jù)采集裝置的可靠性。[0013]本實(shí)用新型的CAN總線結(jié)構(gòu)最高可運(yùn)行在IMbps傳輸速度，可完成遙信、遙控、遙測(cè)、遙調(diào)、SOE數(shù)據(jù)及各類控制命令和特殊報(bào)文的傳輸，并可運(yùn)行各種行業(yè)通信規(guī)約或者用戶自定義通信規(guī)約，由于該總線結(jié)構(gòu)每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具有CPU，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)、功能豐富，且在雙CAN網(wǎng)絡(luò)上具有自動(dòng)負(fù)荷平衡和調(diào)度能力，通信可靠、高后備，因此適用于各類礦山、電力、化工、冶金等對(duì)信號(hào)采集和通信的實(shí)時(shí)性、可靠性要求較高的數(shù)據(jù)采集裝置。


[0014]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例結(jié)構(gòu)框圖；[0015]圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例電路原理圖。
具體實(shí)施方式
[0016]如圖1所示，本實(shí)用新型一實(shí)施例數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有1個(gè)主節(jié)點(diǎn)，8個(gè)從節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)采用LPC1765作為CPU，該CPU具有兩個(gè)符合CAN2. OB規(guī)范的獨(dú)立的CAN控制器外設(shè)接□。[0017]根據(jù)本實(shí)用新型所述總線結(jié)構(gòu)，主節(jié)點(diǎn)CPU芯片(U 1)的CANO引腳組與 SN65HVD230D芯片(U2)連接，而U2經(jīng)共模電感EP82793芯片(Li)連接至CAN總線1。主節(jié)點(diǎn)CPU芯片(Ul)的CANl引腳組與SN65HVD230D芯片(U3)連接，而U3經(jīng)共模電感EP82793 芯片(L2)連接至CAN總線2。在主節(jié)點(diǎn)CPU的程序中將主節(jié)點(diǎn)在CAN總線1上的節(jié)點(diǎn)號(hào)配置為0，而在CAN總線2上的節(jié)點(diǎn)號(hào)也配置為0。[0018]第一個(gè)從節(jié)點(diǎn)CPU芯片(U4)的CANO引腳組與SN65HVD230D芯片(U5)連接，而U5 經(jīng)共模電感EP82793芯片(L3)連接至CAN總線1，從節(jié)點(diǎn)CPU芯片(U4)的CANl引腳組與 SN65HVD230D芯片(U6)連接，而U6經(jīng)共模電感EP82793芯片(L4)連接至CAN總線2，從節(jié)點(diǎn)CPU的程序?qū)⒃摴?jié)點(diǎn)在CAN總線1上的節(jié)點(diǎn)號(hào)配置為1，而在CAN總線2上的節(jié)點(diǎn)號(hào)也配置為1。[0019]其他從節(jié)點(diǎn)與總線之間的連接方式與第一個(gè)從節(jié)點(diǎn)相同，但是節(jié)點(diǎn)號(hào)依次遞增。
權(quán)利要求1.一種應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集裝置的CAN總線結(jié)構(gòu)，包括CPU和CAN總線，其特征在于，有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)和多個(gè)從節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有各自獨(dú)立的CPU，每個(gè)CPU有兩個(gè)獨(dú)立的CAN控制器， CPU的兩個(gè)CAN控制器引腳組分別與兩片總線收發(fā)器的控制器引腳組相連接，兩片總線收發(fā)器的總線端引腳組分別通過兩片共模電感芯片連接到不兩條同的CAN總線上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在兩條CAN總線上的節(jié)點(diǎn)號(hào)相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集裝置的CAN總線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述CPU 的兩個(gè)獨(dú)立的CAN控制器符合CAN2. OB規(guī)范。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集裝置的CAN總線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述總線收發(fā)器為SN65HVD230D芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集裝置的CAN總線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述共模電感芯片型號(hào)為EP82793。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集裝置的CAN總線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述CPU 為L(zhǎng)PC1765芯片。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集裝置的CAN總線結(jié)構(gòu)，包括CPU和CAN總線，有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)和多個(gè)從節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有各自獨(dú)立的CPU，每個(gè)CPU有兩個(gè)獨(dú)立的CAN控制器，每個(gè)CPU的兩個(gè)CAN控制器引腳組分別與兩片總線收發(fā)器的控制器引腳組相連接，兩片總線收發(fā)器的總線端引腳組分別通過兩片共模電感芯片連接到不同的兩條CAN總線上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在兩條CAN總線上的節(jié)點(diǎn)號(hào)相同，本實(shí)用新型數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)、功能豐富。
文檔編號(hào)H04L12/40GK202261354SQ20112037009
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者潘前華, 王冠星, 趙紅梅, 鄧東紅 申請(qǐng)人:華自科技股份有限公司