[發明專利]一種IP網絡接口與CAN總線接口轉換裝置

在審

• 申請號: 201410612087.8
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104320497A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 朱松柏;劉治紅;陳濤;王鈐
• 申請（專利權）人: 四川省綿陽西南自動化研究所
• 主分類號: H04L29/10
• 分類號: H04L29/10
• 代理公司: 中國工程物理研究院專利中心 51210
• 代理人: 翟長明;韓志英

技術領域

?本發明涉及一種IP網絡接口與CAN總線接口轉換裝置，該裝置能夠實現以太網和CAN總線通信轉換，解決通信協議和通信接口不同的兩種系統的信息交互問題。

背景技術

目前總線網絡已經廣泛應用于信息控制領域。基于IP的以太網是常用的信息網絡接口，具有傳輸距離遠、傳輸帶寬高的優點。隨著傳輸速率的提高和交換技術的使用，以太網的確定性和實時性得到了保證，工業以太網的安全性和網絡生存性也得到了很大程度的提高，使其在工業控制領域得到廣泛的應用。CAN總線也是應用及其普遍的一種現場總線，具有實時性好的優勢，被廣泛應用于汽車等交通運輸工具、工業控制、智能樓宇、機械工業、醫療器械、傳感器等領域，被稱為最有前途的現場總線之一，但其主要缺點是不適合遠距離傳輸。但由于以太網和CAN總線通信協議不同，兩種總線器件間無法進行數據通信，這對系統擴展或信息兼容造成了影響。為解決網絡的兼容問題，提高效率，在需要實現兩種總線信息交互的系統中，有必要采用技術手段，實現通過以太網接口使計算機融入CAN網絡，把以太網的遠距離傳輸性與CAN的專業性結合起來，優勢組合。

發明內容

為滿足以太網和CAN總線進行數據交互的要求，解決因通信協議、通信接口不同造成的通信兼容問題，本發明提供一種IP網絡接口與CAN總線接口轉換裝置，通過總線接口轉換電路、接口軟件設計實現接口兼容。

本發明的IP網絡接口與CAN總線接口轉換裝置,含有以太網接口、以太網控制器、中央處理器CPU、光電耦合器???????????????????????????????????????????????、光電耦合器、CAN接口；?CPU與以太網控制器連接，以太網控制器與以太網接口連接通過時鐘同步信號完成數據的同步傳輸；CPU分別通過光電耦合器、光電耦合器與CAN接口連接；CPU中存儲有用于數據上行通信與下行通信的控制程序。

所述控制程序含有如下步驟：

1)?以太網接口接收到數據并向CAN總線發送時，寫數據至以太網控制器，以太網控制器觸發CPU控制器的0號中斷；

2)?CPU解析以太網控制器緩存區的協議數據，把需發送的數據拷貝到其內存空間，并轉換成CAN總線協議；

3)?CPU向CAN接口的發送緩沖區發送數據，由CAN接口轉發到CAN總線網絡；

4)?CAN總線有數據發送至以太網時，CAN接口觸發CPU控制器的1號中斷；

5)?CPU收到數據后，進行數據解析，根據以太網協議轉換成以太網幀格式；

6)?將數據寫入太網控制器的發送緩沖區，以太網控制器通過以太網接口將數據發送至以太網。

本發明的IP網絡接口與CAN總線接口轉換裝置，在保證數據完整和協議可靠的前提下，充分遵循以太網和CAN協議的基礎上，不僅能夠實現以太網數據與CAN數據的轉發，同時還可以解決以太網的高速性與CAN的低速率沖突，以及兩者數據包之間的大小不同的矛盾。

附圖說明

圖1?為本發明的硬件連接結構示意圖；

圖2?為本發明中的以太網轉CAN的工作流程圖；

圖3?為本發明中的CAN轉以太網的工作流程圖。

具體實施方式

圖1為本發明的轉換裝置部件連接示意圖，在圖1中，本發明的轉換裝置含有以太網接口111、以太網控制器121、CPU131、光電耦合器141，光電耦合器142、CAN接口151。CPU131與以太網控制器121連接，以太網控制器121與以太網接口111連接，CPU131分別通過光電耦合器141,、光電耦合器142與CAN接口151連接。以太網接口111、以太網控制器121、CPU131進行以太網數據通信，CPU131，光電耦合器?141，光電耦合器?142、CAN接口151進行CAN數據通信。以太網接口111與以太網控制器121之間要求需的時鐘同步信號完成數據的同步傳輸，以太網控制器121與CPU131的通訊采用數據總線與地址總線，并通過中斷觸發，CPU131與CAN接口151之間的高速光耦141、高速光耦142用于提高系統的抗干擾性，CAN接口151接入CAN總線增加限流電阻用于提高系統的可靠性。CPU131中存儲有用于數據上行通信與下行通信的控制程序。