本發(fā)明涉及通信技術(shù)，尤其涉及一種SPI協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)。

背景技術(shù)：

串行外設接口(Serial Peripheral Interface；簡稱：SPI)協(xié)議是一種高速的、全雙工、同步的通信總線協(xié)議。由于SPI協(xié)議為全雙工且沒有定義速度限制，其傳輸速度通常能夠達到甚至超過10Mbps，非常適用于高速數(shù)據(jù)傳輸。因此，SPI總線協(xié)議在列車乘客信息系統(tǒng)(Passenger Information System；簡稱：PIS系統(tǒng))和閉路電視系統(tǒng)(Closed Circuit Television；簡稱CCTV系統(tǒng))中得到了廣泛應用。CANopen是一種基于控制局域網(wǎng)絡(Controller Area Network；簡稱CAN)的高層通訊協(xié)議，包括通信子協(xié)議和設備子協(xié)議，CANopen協(xié)議在列車控制網(wǎng)絡系統(tǒng)中有廣泛的應用。在列車實際控制過程中，SPI協(xié)議和CANopen協(xié)議之間需要進行數(shù)據(jù)交換。

但是，現(xiàn)有技術(shù)中，SPI協(xié)議與CANopen協(xié)議的數(shù)據(jù)幀格式不同，從而導致SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)與CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)無法直接進行通信。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種SPI協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)，以實現(xiàn)SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)與CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)之間的通信。

本發(fā)明提供一種SPI協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)，包括：

SPI接口、控制器和CANopen總線收發(fā)器，其中，所述SPI接口、所述控制器和所述CANopen總線收發(fā)器依次相連，所述控制器用于SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)和CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)之間的相互轉(zhuǎn)換，所述SPI接口用于在SPI總線與所述控制器之間傳輸所述SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)，所述CANopen總 線收發(fā)器用于在CANopen總線與所述控制器之間傳輸所述CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)。

進一步地，上述SPI協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)中，所述CANopen總線收發(fā)器還用于CANopen協(xié)議格式的數(shù)字信號和CANopen協(xié)議格式的雙線差分信號之間的相互轉(zhuǎn)換。

進一步地，上述SPI協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)中，還包括：SPI光電隔離接口，所述SPI光電隔離接口位于所述SPI接口與所述控制器之間，所述SPI光電隔離接口用于濾除所述SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)中的干擾信號。

進一步地，上述SPI協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)中，還包括：CANopen光電隔離接口，所述CANopen光電隔離接口位于所述CANopen總線收發(fā)器與所述控制器之間，所述CANopen光電隔離接口用于濾除所述CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)中的干擾信號。

進一步地，上述SPI協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)中，所述控制器為STM32F103。

進一步地，上述SPI協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)中，所述STM32F103還用于提供工作電源和監(jiān)視電壓。

本發(fā)明提供一種SPI協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)，通過SPI接口、控制器和CANopen總線收發(fā)器依次相連，控制器用于SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)和CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)之間的相互轉(zhuǎn)換，SPI接口用于在SPI總線與控制器之間傳輸SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)，CANopen總線收發(fā)器用于在CANopen總線與控制器之間傳輸CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)，能使SPI協(xié)議和CANopen協(xié)議的之間相互轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)與CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)直接進行通信。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明SPI協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明SPI協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

圖1為本發(fā)明SPI協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實施例提供的SPI協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)包括：

SPI接口11、控制器12和CANopen總線收發(fā)器13，其中，SPI接口11、控制器12和CANopen總線收發(fā)器13依次相連，控制器12用于SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)和CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)之間的相互轉(zhuǎn)換，SPI接口用于在SPI總線14與控制器12之間傳輸SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)，CANopen總線收發(fā)器13用于在CANopen總線15與控制器12之間傳輸CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)。

具體地，本實施例提供的SPI協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)可以應用在列車等工業(yè)現(xiàn)場控制領域中。在需要SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)與CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)通信時，由于SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)和CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀格式不同，兩者之間不能直接通信，需要使用本實施例提供的SPI協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)兩者的通信。SPI接口11、控制器12和CANopen總線收發(fā)器13依次電連接，即SPI接口11連接控制器12，控制器12連接CANopen總線收發(fā)器13。

當需要從SPI總線14發(fā)送數(shù)據(jù)到CANopen總線15時：SPI接口11接收SPI總線14上發(fā)送的SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)，或者，SPI接口11以一定的頻率定期從SPI總線14上獲取SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)，本實施例對此不做限制，只要SPI接口11能從SPI總線14上得到SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)即可。SPI接口11將SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器12，控制器12將SPI協(xié)議格式的數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)換成CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)，具體地，控制器12對SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)進行解碼，解碼出有效數(shù)據(jù)后再按照CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)進行封裝，得到CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)?？刂破?2將轉(zhuǎn)換后的CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)發(fā)送給CANopen總線收發(fā)器13，CANopen總線收發(fā)器13將CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)發(fā)送給CANopen總線15，完成一次SPI總線14上的數(shù)據(jù)和CANopen總線15上的數(shù)據(jù)的通信。

當需要從CANopen總線15發(fā)送數(shù)據(jù)到SPI總線14時：CANopen總線收發(fā)器13接收CANopen總線15上發(fā)送的CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)，或者，CANopen總線收發(fā)器13以一定的頻率定期從CANopen總線15上獲取CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)，本實施例對此不做限制。CANopen總線收發(fā)器13將CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器12，控制器12將CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)，具體地，控制器12對CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)進行解碼，解碼出有效數(shù)據(jù)后再按照SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)進行封裝，得到SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)?？刂破?2將轉(zhuǎn)換后的SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)發(fā)送給SPI接口11，SPI接口11將SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)發(fā)送給SPI總線14，完成一次CANopen總線15上的數(shù)據(jù)和SPI總線14上的數(shù)據(jù)的通信。

可選的，在上述實施例中，SPI接口11從SPI總線上得到SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)后可以對SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)進行一定的處理，例如，加上SPI接口自身的報頭標識等后再發(fā)送給控制器12。CANopen總線收發(fā)器13從CANopen總線15上得到CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)后可以對CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)進行一定的處理，例如，加上CANopen總線收發(fā)器13自身的報頭標識等后再發(fā)送給控制器12?？刂破?2在進行SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)和CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)之間的相互轉(zhuǎn)換后，可以將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存儲在自身的緩存中，以備后續(xù)調(diào)用。控制器12在進行SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)和CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換時，可以先對CANopen網(wǎng)絡進行初始化，再通過特定的端口接收CANopen總線收發(fā)器13發(fā)送的CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)，再將CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)。

進一步地，CANopen總線上傳輸?shù)氖荂ANopen協(xié)議格式的雙線差分信號。CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)包括CANopen協(xié)議格式的數(shù)字信號和CANopen協(xié)議格式的雙線差分信號。CANopen總線收發(fā)器13還用于CANopen協(xié)議格 式的數(shù)字信號和CANopen協(xié)議格式的雙線差分信號之間的相互轉(zhuǎn)換。SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)為數(shù)字信號，控制器12將SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CANopen協(xié)議格式的數(shù)字信號，控制器12將CANopen協(xié)議格式的數(shù)字信號發(fā)送給CANopen總線收發(fā)器13，CANopen總線收發(fā)器13還用于將CANopen協(xié)議格式的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成CANopen協(xié)議格式的雙線差分信號?；蛘?，在CANopen總線15上的數(shù)據(jù)傳輸至SPI總線14的方向時，將CANopen協(xié)議格式的雙線差分信號轉(zhuǎn)換成CANopen協(xié)議格式的數(shù)字信號。

本實施例提供的SPI協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)，通過SPI接口、控制器和CANopen總線收發(fā)器依次相連，控制器用于SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)和CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)之間的相互轉(zhuǎn)換，SPI接口用于在SPI總線與控制器之間傳輸SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)，CANopen總線收發(fā)器用于在CANopen總線與控制器之間傳輸CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)，能使SPI協(xié)議和CANopen協(xié)議的之間相互轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了SPI協(xié)議的數(shù)據(jù)與CANopen協(xié)議的數(shù)據(jù)直接進行通信。

圖2為本發(fā)明SPI協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。在上述實施例一的基礎上，本實施例提供的SPI協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)還包括：

SPI光電隔離接口21，SPI光電隔離接口位于SPI接口11和控制器12之間，SPI光電隔離接口21用于濾除SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)中的干擾信號；CANopen光電隔離接口22，CANopen光電隔離接口22位于CANopen總線收發(fā)器13和控制器12之間，CANopen光電隔離接口22用于濾除CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)中的干擾信號。

具體地，SPI光電隔離接口21和CANopen光電隔離接口22能對SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)中的干擾信號和CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)中的干擾信號進行濾除，例如，隔離噪聲信號和干擾信號，以防止干擾信號對控制器12造成干擾和損壞。

在本實施例中，當需要從SPI總線14發(fā)送數(shù)據(jù)到CANopen總線15時：SPI接口11從SPI總線14上得到SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)之后，SPI接口11將SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)發(fā)送給SPI光電隔離接口21，SPI光電隔離接口21對SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)中的干擾信號進行隔離后，將SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)發(fā)送給控 制器12，控制器12將SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成CANopen協(xié)議格式的數(shù)字信號，控制器12將CANopen協(xié)議格式的數(shù)字信號發(fā)送給CANopen光電隔離接口22，CANopen光電隔離接口22對CANopen協(xié)議格式的數(shù)字信號中的干擾信號進行隔離后將CANopen協(xié)議格式的數(shù)字信號發(fā)送給CANopen總線收發(fā)器13，CANopen總線收發(fā)器13將CANopen協(xié)議格式的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成CANopen協(xié)議格式的雙線差分信號，發(fā)送給CANopen總線15，完成一次SPI總線14上的數(shù)據(jù)到CANopen總線15上的數(shù)據(jù)之間的通信。

當需要從CANopen總線15發(fā)送數(shù)據(jù)到SPI總線14時：CANopen總線收發(fā)器13從CANopen總線15上獲取CANopen協(xié)議格式的雙線差分信號，CANopen總線收發(fā)器13將CANopen協(xié)議格式的雙線差分信號轉(zhuǎn)換成CANopen協(xié)議格式的數(shù)字信號，發(fā)送給CANopen光電隔離接口22，CANopen光電隔離接口22對CANopen協(xié)議格式的數(shù)字信號中的干擾信號進行隔離后，將CANopen協(xié)議格式的數(shù)字信號發(fā)送給控制器12，控制器12將CANopen協(xié)議格式的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)，發(fā)送給SPI光電隔離接口21，SPI光電隔離接口對SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)中的干擾信號進行隔離，發(fā)送給SPI接口11，SPI接口11將SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)發(fā)送給SPI總線14，完成一次CANopen總線15上的數(shù)據(jù)和SPI總線14上的數(shù)據(jù)的通信。

需要說明的是，本實施例中的SPI光電隔離接口21包括SPI光電隔離接口發(fā)送模塊和SPI光電隔離接收模塊。CANopen光電隔離接口22包括CANopen光電隔離接口發(fā)送模塊和CANopen光電隔離接口接收模塊。

本實施例提供的SPI協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)，通過設置SPI光電隔離接口，位于SPI接口和控制器之間，SPI光電隔離接口用于濾除SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)中的干擾信號，CANopen光電隔離接口，位于CANopen總線收發(fā)器與控制器之間，CANopen光電隔離接口用于濾除CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)中的干擾信號，使得SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)和CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)中的干擾信號被濾除，提高了SPI協(xié)議格式的數(shù)據(jù)和CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)通信的可靠性。

進一步地，在上述任一實施例中，控制器為STM32F103，它還用于提供工作電源和監(jiān)視電壓。

具體地，STM32F103通過內(nèi)置的電壓調(diào)節(jié)器為自身提供工作電源，并且 通過內(nèi)置的可編程電壓檢測器監(jiān)控工作電源的電壓是否超過預先設置的電壓閾值。

本領域普通技術(shù)人員可以理解：實現(xiàn)上述各方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成。前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述各方法實施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括：ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術(shù)人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。