本實(shí)用新型屬于計(jì)算機(jī)CAN總線數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，具體為一種CAN總線的智能化采集裝置。

背景技術(shù)：

CAN是Controller Area Network的縮寫(以下稱為CAN)，是ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議。CAN的高性能和可靠性已被認(rèn)同，并被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、船舶、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)設(shè)備等方面?，F(xiàn)場(chǎng)總線是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。它的出現(xiàn)為分布式控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)通信提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

CAN總線作為一種面向工業(yè)底層控制的通信網(wǎng)絡(luò)，本身并不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息共享，其局限性是顯而易見(jiàn)的。目前科瑞興業(yè)公司推出的以ARM7為主控芯片的K85系列的CAN總線模塊裝置占據(jù)了市場(chǎng)很大一部分份額，K85系列產(chǎn)品內(nèi)部帶有一款高速的CAN收發(fā)器芯片，這個(gè)芯片主要負(fù)責(zé)完成CAN總線上的數(shù)據(jù)的收發(fā)工作。類似K85系列的產(chǎn)品市場(chǎng)上還有很多，但這些產(chǎn)品單方面地實(shí)現(xiàn)了從CAN總線上采集數(shù)據(jù)或者向CAN總線上發(fā)送數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)僅僅在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部傳輸，數(shù)據(jù)的傳輸距離很短，無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息共享。這就造成了遠(yuǎn)程工作人員獲取工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中CAN總線數(shù)據(jù)非常困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的為實(shí)現(xiàn)CAN總線網(wǎng)絡(luò)和GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的通信互聯(lián)，使得工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)得以延伸，提供了一種CAN總線智能化采集裝置。該裝置通過(guò)中央處理單元、GPRS無(wú)線傳輸模塊，在深入分析了CAN總線協(xié)議、GPRS協(xié)議和RS-485協(xié)議的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了CAN總線網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程信息共享。并通過(guò)AM3352處理器控制CAN總線上數(shù)據(jù)傳輸，之后將收到的CAN總線數(shù)據(jù)通過(guò)RS-485串口發(fā)送給GPRS無(wú)線模塊，最后GPRS無(wú)線模塊將收到的數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給遠(yuǎn)程接入到Internet網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器，這樣工作人員在遠(yuǎn)程就可以查看工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)CAN總線的數(shù)據(jù)，并以此判斷現(xiàn)場(chǎng)CAN設(shè)備的工作狀態(tài)，為采集工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)CAN總線的數(shù)據(jù)以及遠(yuǎn)程控制工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的CAN設(shè)備提供了極大的便利性。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：

一種CAN總線智能化采集裝置，該裝置的組成包括中央處理單元、系統(tǒng)復(fù)位按鍵、CAN總線收發(fā)芯片、RS-485通信芯片、GPRS無(wú)線模塊、蜂鳴器、指示燈組、內(nèi)存芯片、Flash閃存芯片、電源、電源開(kāi)關(guān)和降壓芯片；其中以中央處理單元為核心，系統(tǒng)復(fù)位按鍵、CAN總線收發(fā)芯片、RS-485通信芯片、蜂鳴器、指示燈組、內(nèi)存芯片、Flash閃存芯片、降壓芯片分別與其相連；電源與電源開(kāi)關(guān)相連，電源開(kāi)關(guān)與降壓芯片相連，RS-485通信芯片還與GPRS無(wú)線模塊相連。

所述的中央處理單元為TI公司生產(chǎn)的AM3352微處理器；系統(tǒng)復(fù)位按鍵是二腳插件式按鍵；CAN總線收發(fā)芯片為ISO1050芯片；RS-485通信芯片為vp3082芯片；內(nèi)存芯片為H5TC4G63AFR-RDA芯片；Flash閃存芯片為S34ML02G100BHI000芯片；降壓芯片為BX8206芯片；GPRS無(wú)線模塊為EKI-1321L模塊；蜂鳴器為5V有源電磁式蜂鳴器；電源為DELIX的24V開(kāi)關(guān)電源。

本實(shí)用新型的有益效果為：

由于市場(chǎng)上類似科瑞興業(yè)公司推出的K85系列CAN總線模塊裝置僅僅單一實(shí)現(xiàn)了從CAN總線上采集數(shù)據(jù)或者向CAN總線上發(fā)送數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)只在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部傳輸，數(shù)據(jù)傳輸距離很短，并且無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息共享，這就造成了遠(yuǎn)程工作人員獲取工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中CAN總線數(shù)據(jù)非常不方便。本CAN總線智能化采集裝置通過(guò)TI公司的AM3352微處理器同時(shí)控制CAN總線收發(fā)芯片和GPRS無(wú)線模塊，以嵌入式Linux實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)作為裝置的運(yùn)行環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了CAN總線網(wǎng)絡(luò)和GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的通信互聯(lián)，使得工作人員通過(guò)遠(yuǎn)程服務(wù)器就可以查看工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)CAN總線的數(shù)據(jù)，為遠(yuǎn)程采集工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中CAN總線數(shù)據(jù)以及遠(yuǎn)程控制工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的CAN設(shè)備提供了極大的便利性。

附圖說(shuō)明

附圖1本實(shí)用新型CAN總線的智能化采集裝置的硬件結(jié)構(gòu)圖。

附圖2本實(shí)用新型CAN總線的智能化采集裝置的工作流程圖。

具體實(shí)施方式：

本實(shí)用新型的CAN總線的智能化采集裝置的硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示，該裝置的組成包括中央處理單元(1)、系統(tǒng)復(fù)位按鍵(2)、CAN總線收發(fā)芯片(3)、RS-485通信芯片(4)、GPRS無(wú)線模塊(5)、蜂鳴器(6)、指示燈組(7)、內(nèi)存芯片(8)、Flash閃存芯片(9)、電源(10)、電源開(kāi)關(guān)(11)、降壓芯片(12)；其中以中央處理單元(1)為核心，系統(tǒng)復(fù)位按鍵(2)、CAN總線收發(fā)芯片(3)、RS-485通信芯片(4)、蜂鳴器(6)、指示燈組(7)、內(nèi)存芯片(8)、Flash閃存芯片(9)、降壓芯片(12)分別與其相連；電源(10)與電源開(kāi)關(guān)(11)相連，電源開(kāi)關(guān)(11)與降壓芯片(12)相連，RS-485通信芯片(4)還與GPRS無(wú)線模塊(5)相連。

所述的中央處理單元(1)為TI公司生產(chǎn)的AM3352微處理器，

系統(tǒng)復(fù)位按鍵(2)是二腳插件式按鍵，

CAN總線收發(fā)芯片(3)為ISO1050芯片，

RS-485通信芯片(4)為vp3082芯片，

內(nèi)存芯片(8)為H5TC4G63AFR-RDA芯片；

Flash閃存芯片(9)為S34ML02G100BHI000芯片，

降壓芯片(12)為BX8206芯片，

GPRS無(wú)線模塊(5)為EKI-1321L模塊，

指示燈組(7)為兩個(gè)插針式發(fā)光二極管，分別包括CAN總線數(shù)據(jù)收發(fā)指示燈和RS-485數(shù)據(jù)收發(fā)指示燈，用來(lái)表明數(shù)據(jù)收發(fā)是否成功。如果數(shù)據(jù)收發(fā)成功，指示燈就快速閃爍。

蜂鳴器(6)為5V有源電磁式蜂鳴器，

電源(10)為DELIX的24V開(kāi)關(guān)電源。

本實(shí)用新型的各個(gè)組成部分的作用：

a、電源(10)與電源開(kāi)關(guān)(11)相連，電源開(kāi)關(guān)(11)與降壓芯片(12)相連，降壓芯片(12)再與中央處理單元(1)相連接，這一部分為供電部分。降壓芯片(12)將24V電源電壓轉(zhuǎn)換成5V電壓來(lái)為中央處理單元(1)供電。電源(10)與電源開(kāi)關(guān)(11)的連接，電源開(kāi)關(guān)(11)與降壓芯片(12)的連接，完成了通過(guò)電源開(kāi)關(guān)(11)對(duì)CAN總線智能化采集裝置的開(kāi)啟和關(guān)閉的控制。

b、中央處理單元(1)與CAN總線收發(fā)芯片(3)連接，中央處理單元(1)與內(nèi)存芯片(8)連接，中央處理單元(1)與Flash閃存芯片(9)連接，這一部分為CAN總線數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)部分?，F(xiàn)場(chǎng)CAN設(shè)備產(chǎn)生數(shù)據(jù)內(nèi)容并發(fā)送到CAN總線上，中央處理單元(1)偵聽(tīng)到CAN總線上有數(shù)據(jù)，就按照CAN協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并將數(shù)據(jù)暫存到內(nèi)存芯片(8)中，然后從內(nèi)存芯片(8)中將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化處理，最后以文件的形式存儲(chǔ)到Flash閃存芯片(9)中。

c、中央處理單元(1)與RS-485通信芯片(4)連接，RS-485通信芯片(4)與GPRS無(wú)線模塊(5)連接，中央處理單元(1)與內(nèi)存芯片(8)連接，中央處理單元(1)與Flash閃存芯片(9)連接，這一部分是與遠(yuǎn)程服務(wù)器的數(shù)據(jù)交互部分。GPRS無(wú)線模塊(5)接收到來(lái)自遠(yuǎn)程服務(wù)器的命令數(shù)據(jù)，并將命令數(shù)據(jù)發(fā)送給RS-485通信芯片(4)，RS-485通信芯片(4)將數(shù)據(jù)格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后發(fā)送給中央處理單元(1)，中央處理單元(1)就開(kāi)始解析收到的命令數(shù)據(jù)，根據(jù)解析的結(jié)果，從Flash閃存芯片(9)中讀取相應(yīng)的CAN總線數(shù)據(jù)，最后通過(guò)RS-485通信芯片(4)和GPRS無(wú)線模塊(5)將數(shù)據(jù)內(nèi)容發(fā)送給遠(yuǎn)程服務(wù)器。

d、中央處理單元(1)與指示燈組(7)連接，中央處理單元(1)與蜂鳴器(6)連接，這一部分為通知報(bào)警部分。當(dāng)中央處理單元(1)正常收發(fā)CAN總線數(shù)據(jù)，指示燈組(7)中的CAN總線指示燈就會(huì)閃爍，當(dāng)中央處理單元(1)與RS-485通信芯片(4)通信正常，指示燈組(7)中RS-485指示燈就會(huì)閃爍。嵌入式Linux操作系統(tǒng)在啟動(dòng)的過(guò)程中會(huì)對(duì)裝置中的所有硬件進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)某個(gè)硬件不能正常工作，蜂鳴器(6)就會(huì)發(fā)出報(bào)警響聲。

e、中央處理單元(1)與系統(tǒng)復(fù)位按鍵(2)相連，這一部分為系統(tǒng)復(fù)位部分。整個(gè)裝置的系統(tǒng)是運(yùn)行在嵌入式Linux操作系統(tǒng)之上的，如果系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了無(wú)響應(yīng)、卡死的情況，可以通過(guò)系統(tǒng)復(fù)位按鍵(2)來(lái)讓系統(tǒng)執(zhí)行復(fù)位操作。

本實(shí)用新型涉及的軟件或協(xié)議為公知技術(shù)。

圖2為本實(shí)用新型的工作流程圖，具體運(yùn)行如下：

(1)、系統(tǒng)上電和初始化。系統(tǒng)在初始化的過(guò)程中會(huì)對(duì)裝置中的中央處理單元、CAN總線收發(fā)芯片、RS-485通信芯片、內(nèi)存芯片、Flash閃存芯片進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)某個(gè)硬件不能正常工作就表明初始化失敗，此時(shí)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警響聲。

(2)、中央處理單元對(duì)CAN總線模塊和GPRS無(wú)線模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)偵聽(tīng)。

(3)、如果偵聽(tīng)到CAN總線上有數(shù)據(jù)，就按照以下工作流程：

1)、采集CAN總線上由現(xiàn)場(chǎng)CAN設(shè)備發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)。

2)、判斷采集是否完成，如果沒(méi)有完成，繼續(xù)讀取CAN總線上的數(shù)據(jù)，否則執(zhí)行第3)步。

3)、CAN總線數(shù)據(jù)采集完成，CAN總線指示燈組閃爍。

4)、將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化處理。

5)、將格式化后的CAN總線數(shù)據(jù)以文件的形式存儲(chǔ)到Flash閃存當(dāng)中。

(4)、如果偵聽(tīng)到GPRS無(wú)線模塊有數(shù)據(jù)到來(lái)，就按照以下工作流程：

1)、通過(guò)RS-485芯片讀取GPRS無(wú)線模塊的命令數(shù)據(jù)內(nèi)容

2)、判斷數(shù)據(jù)讀取是否完成，如果沒(méi)有完成，則繼續(xù)讀取GPRS無(wú)線模塊的數(shù)據(jù)，否則執(zhí)行第3)步。

3)、GPRS無(wú)線模塊數(shù)據(jù)讀取完成，RS-485指示燈組閃爍。

4)、解析服務(wù)器發(fā)來(lái)的命令數(shù)據(jù)類型，如果是文件讀取命令則執(zhí)行第5)步；如果是呼叫現(xiàn)場(chǎng)CAN設(shè)備命令則執(zhí)行第7)步。

5)、如果是文件讀取命令，根據(jù)命令數(shù)據(jù)的內(nèi)容解析出文件名，然后根據(jù)文件名，從Flash閃存中讀取對(duì)應(yīng)的文件內(nèi)容，將文件內(nèi)容讀到內(nèi)存中，執(zhí)行第6)步。

6)、將文件內(nèi)容數(shù)據(jù)先由給RS-485通信芯片進(jìn)行轉(zhuǎn)換，再將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)發(fā)送給GPRS無(wú)線模塊，最后GPRS無(wú)線模塊通過(guò)GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將文件內(nèi)容數(shù)據(jù)發(fā)送給遠(yuǎn)程服務(wù)器。

7)、如果是呼叫現(xiàn)場(chǎng)CAN設(shè)備命令，根據(jù)命令內(nèi)容，封裝成符合CAN協(xié)議的數(shù)據(jù)幀，并將數(shù)據(jù)幀發(fā)送到CAN總線上，之后等待現(xiàn)場(chǎng)CAN設(shè)備的響應(yīng)數(shù)據(jù)，執(zhí)行第8)步。

8)、讀取現(xiàn)場(chǎng)CAN設(shè)備的響應(yīng)數(shù)據(jù)，將讀取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化處理，之后將格式化好的數(shù)據(jù)以文件的形式存儲(chǔ)到Flash閃存當(dāng)中。

本實(shí)用新型未盡事宜為公知技術(shù)。