專利名稱：一種基于arm7cpu核的網(wǎng)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種控制技術(shù)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置，特別是一種基于ARM7CPU核 的網(wǎng)關(guān)。
背景技術(shù)：
J1939通信協(xié)議是由汽車工程協(xié)會(huì)(SAE)定義的，主要用于商用車輛的控制系統(tǒng)， 但也用于艦船、軌道機(jī)車、農(nóng)業(yè)機(jī)械和大型發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。目前，國內(nèi)外各種軌道車輛、鐵 路行業(yè)養(yǎng)路機(jī)械以及農(nóng)林機(jī)械普遍使用支持J1939協(xié)議的電控單元對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。過程現(xiàn)場(chǎng)總線PR0FIBUS是一種國際化、開放式、不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場(chǎng)總 線標(biāo)準(zhǔn)，用于工業(yè)自動(dòng)化日益廣泛，1996年3月15日該標(biāo)準(zhǔn)被批準(zhǔn)為歐洲標(biāo)準(zhǔn)，即DIN 50170V. 2。PR0FIBUS 根據(jù)應(yīng)用特點(diǎn)分為 PROF I BUS-DP、PROF IBUS-FMS、I3ROFIBUS-PA 3 個(gè)兼 容版本。其中PR0FIBUS-DP可以提供遠(yuǎn)距離高速的通信，最大距離為12Mb/s時(shí)100m、15Mb/ s時(shí)200m，還可以用中繼器加長(zhǎng)。PR0FIBUS-DP采用分布式結(jié)構(gòu)，各主站間令牌傳遞，主站 與從站為主從傳送，每段可達(dá)32個(gè)站，用連接器連接段，最多可達(dá)126個(gè)站。經(jīng)過擴(kuò)展的 PR0FIBUS-DP的診斷功能能對(duì)故障進(jìn)行快速定位，診斷信息在總線上傳輸并由主站采集。此 外，PR0FIBUS-DP還具有易于安裝的特點(diǎn)，雙絞線的敷設(shè)不需要專業(yè)知識(shí)，總線結(jié)構(gòu)使得1 個(gè)站點(diǎn)裝卸載不影響其它站點(diǎn)的正常工作，系統(tǒng)的安裝還可以分別進(jìn)行，后期安裝的系統(tǒng) 不會(huì)對(duì)前期安裝的系統(tǒng)造成妨礙。使用J1939通訊協(xié)議的發(fā)動(dòng)機(jī)專用控制網(wǎng)絡(luò)與廣泛使用的PR0FIBUS-DP總線能夠 互聯(lián)，對(duì)于基于J1939協(xié)議的控制系統(tǒng)的開發(fā)、調(diào)試以及監(jiān)視具有很重要的意義，但目前本 領(lǐng)域中未出現(xiàn)可以使其互聯(lián)的解決方案。
發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實(shí)用新型要設(shè)計(jì)一種基于ARM7CPU核的網(wǎng) 關(guān)，以實(shí)現(xiàn)使用J1939通訊協(xié)議的發(fā)動(dòng)機(jī)專用控制網(wǎng)絡(luò)與廣泛使用的PR0FIBUS-DP總線互聯(lián)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種基于ARM7CPU核的網(wǎng)關(guān)，包 括J1939總線收發(fā)器、J1939總線協(xié)議控制器、ARM7中央控制器、PR0FIBUS-DP通信控制器、 光電隔離轉(zhuǎn)換器、RS485總線驅(qū)動(dòng)器，所述的J1939總線收發(fā)器的一個(gè)接口與J1939總線雙 向連接、另一個(gè)接口依次與J1939總線協(xié)議控制器、ARM7中央控制器、PR0FIBUS-DP通信控 制器、光電隔離轉(zhuǎn)換器、RS485總線驅(qū)動(dòng)器和RS485總線雙向連接；所述的ARM7中央控制器 是基于ARM7CPU核的中央控制器。本實(shí)用新型的有益效果是解決了發(fā)動(dòng)機(jī)專用的J1939控制網(wǎng)絡(luò)和通用 PR0FIBUS-DP總線的互聯(lián)問題，具有設(shè)計(jì)新穎、可靠、靈活等特點(diǎn)，在軌道車輛以及農(nóng)林機(jī)械 等行業(yè)以及相關(guān)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
本實(shí)用新型僅有附圖1張圖1為基于ARM7的J1939-PR0FIBUS-DP網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)框圖。圖中1、J1939總線收發(fā)器，2、J1939總線協(xié)議控制器，3、ARM7中央控制器，4、 PR0FIBUS-DP通信控制器，5、光電隔離轉(zhuǎn)換器，6、RS485總線驅(qū)動(dòng)器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步地描述。如圖1所示，一種基于ARM7CPU 核的網(wǎng)關(guān)，包括J1939總線收發(fā)器1、J1939總線協(xié)議控制器2、ARM7中央控制器3、 PR0FIBUS-DP通信控制器4、光電隔離轉(zhuǎn)換器5、RS485總線驅(qū)動(dòng)器6，所述的J1939總線收發(fā) 器1的一個(gè)接口與J1939總線雙向連接、另一個(gè)接口依次與J1939總線協(xié)議控制器2、ARM7 中央控制器3、PR0FIBUS-DP通信控制器4、光電隔離轉(zhuǎn)換器5、RS485總線驅(qū)動(dòng)器6和RS485 總線雙向連接；所述的ARM7中央控制器3是基于ARM7CPU核的中央控制器。本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)傳輸路徑及各單元連接關(guān)系為J1939總線數(shù)據(jù)通過J1939總 線收發(fā)器1進(jìn)入J1939總線協(xié)議控制器2，再進(jìn)入ARM7中央控制器3進(jìn)行邏輯運(yùn)算處理，處 理后的數(shù)據(jù)進(jìn)入PR0FIBUS-DP通信控制器4，再進(jìn)入光電隔離轉(zhuǎn)換器5，最后通過RS485總 線驅(qū)動(dòng)器6發(fā)送到PR0FIBUS-DP總線；數(shù)據(jù)的另一種傳輸路徑為PR0FIBUS_DP總線數(shù)據(jù)通 過RS485總線驅(qū)動(dòng)器6進(jìn)入光電隔離轉(zhuǎn)換器5，再進(jìn)入PR0FIBUS-DP通信控制器4，然后進(jìn) 入ARM7中央控制器3進(jìn)行邏輯運(yùn)算處理，處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)入J1939總線協(xié)議控制器2，最后 通過J1939總線收發(fā)器1送到J1939總線。本實(shí)用新型各模塊的功能如下J1939總線協(xié)議控制器2，根據(jù)J1939總線通訊協(xié)議規(guī)定，接收J(rèn)1939數(shù)據(jù)幀，被 ARM7中央控制器3讀取。讀取ARM7中央控制器3寫入J1939協(xié)議控制器中的數(shù)據(jù)，經(jīng)過編 碼生成J1939數(shù)據(jù)幀發(fā)送到J1939總線。PR0FIBUS-DP通信控制器4，接收PR0FIBUS-DP總線數(shù)據(jù)幀，經(jīng)過解碼處理后傳給 ARM7中央控制器3。讀取ARM7中央控制器3寫入PR0FIBUS-DP通信控制寄存器中的數(shù)據(jù)， 經(jīng)過編碼生成PR0FIBUS-DP總線數(shù)據(jù)幀發(fā)送到PR0FIBUS-DP總線。ARM7中央控制器3是基于負(fù)責(zé)J1939總線協(xié)議控制器2和PR0FIBUS-DP通信控制 器4，具有圖形化編程接口，用戶使用符合IEC61131-3的語言編寫控制邏輯。光電隔離轉(zhuǎn)換器5，是PR0FIBUS-DP通信控制器4與RS485總線驅(qū)動(dòng)器6的電氣接 口，起到電氣隔離的作用。RS485總線驅(qū)動(dòng)器6，是光電隔離轉(zhuǎn)換器5和PR0FIBUS-DP總線物理層的電氣接 口，起到電信號(hào)轉(zhuǎn)換作用。J1939總線收發(fā)器1是J1939總線協(xié)議控制器2與J1939總線物理層的電氣接口， 起到電信號(hào)轉(zhuǎn)換作用。本實(shí)用新型的ARM7中央控制器3，負(fù)責(zé)J1939總線協(xié)議控制器2和PR0FIBUS-DP 通信控制器4的數(shù)據(jù)交換，具有圖形化編程接口。ARM7中央控制器3運(yùn)行符合IEC61131-3 的PLC解釋器，解釋執(zhí)行用戶編寫的應(yīng)用程序。ARM7中央控制器3通過標(biāo)準(zhǔn)的總線讀寫來 控制J1939協(xié)議控制器發(fā)送或者接受J1939總線的數(shù)據(jù)，J1939協(xié)議控制器負(fù)責(zé)總線的監(jiān)
4視和管理、發(fā)送或接收數(shù)據(jù)、編碼或解碼數(shù)據(jù)幀。J1939總線收發(fā)器1負(fù)責(zé)將收發(fā)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換成符合J1939總線物理層規(guī)定的電信號(hào)，同時(shí)對(duì)J1939的總線控制電路進(jìn)行隔離和保護(hù)。 ARM7中央控制器3負(fù)責(zé)控制PR0FIBUS-DP通信控制器4，實(shí)現(xiàn)PR0FIBUS-DP總線數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換 與共享。ARM7中央控制器3及其外圍接口電路實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)關(guān)的中央控制功能，主要包括ARM7 中央控制器3，代碼存儲(chǔ)器，配置存儲(chǔ)器，程序存儲(chǔ)器。ARM7中央控制器3具有速度快、體積 小、接口豐富、功耗低、無需輔助散熱設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，主要負(fù)責(zé)運(yùn)行PLC解釋器和用戶的應(yīng)用 程序。代碼存儲(chǔ)器由非易失性閃存(FLASH)組成，永久存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)的控制代碼。配置存儲(chǔ)器 由非易失性閃存(FLASH)組成，永久存儲(chǔ)用戶的應(yīng)用數(shù)據(jù)和總線配置數(shù)據(jù)。程序存儲(chǔ)器由 同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(SDRAM)組成，具有速度快、容量大的優(yōu)點(diǎn)，用于代碼運(yùn)行時(shí)的內(nèi) 存分配。用戶可以通過圖形化編程工具進(jìn)行應(yīng)用程序的編寫和編譯，生成二進(jìn)制代碼文件 后通過網(wǎng)絡(luò)接口下載至配置存儲(chǔ)器中，運(yùn)行于ARM7中央控制器3的PLC解釋器將自動(dòng)加載 并執(zhí)行用戶應(yīng)用程序，對(duì)總線數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯處理。
權(quán)利要求1. 一種基于ARM7CPU核的網(wǎng)關(guān)，包括J1939總線收發(fā)器(1)、J1939總線協(xié)議控制器 ⑵、ARM7中央控制器(3)、PR0FIBUS-DP通信控制器⑷、光電隔離轉(zhuǎn)換器(5)、RS485總線 驅(qū)動(dòng)器(6)，所述的J1939總線收發(fā)器(1)的一個(gè)接口與J1939總線雙向連接、另一個(gè)接口 依次與J1939總線協(xié)議控制器(2)、ARM7中央控制器(3)、PR0FIBUS_DP通信控制器⑷、光 電隔離轉(zhuǎn)換器(5)、RS485總線驅(qū)動(dòng)器(6)和RS485總線雙向連接；所述的ARM7中央控制器 ⑶是基于ARM7CPU核的中央控制器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于ARM7CPU核的網(wǎng)關(guān)，包括J1939總線收發(fā)器、J1939總線協(xié)議控制器、ARM7中央控制器、PROFIBUS-DP通信控制器、光電隔離轉(zhuǎn)換器、RS485總線驅(qū)動(dòng)器，J1939總線收發(fā)器依次與J1939總線協(xié)議控制器、ARM7中央控制器、PROFIBUS-DP通信控制器、光電隔離轉(zhuǎn)換器和RS485總線驅(qū)動(dòng)器雙向連接；ARM7中央控制器是基于ARM7CPU核的中央控制器。本實(shí)用新型為J1939總線和PROFIBUS-DP總線的結(jié)合提供了解決方案，設(shè)計(jì)新穎、可靠、靈活，在農(nóng)林機(jī)械、制造業(yè)自動(dòng)化、過程控制自動(dòng)化、電力、鐵路交通、軌道車輛行業(yè)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)H04L12/66GK201789521SQ20102051782
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者姜磊, 李春昭, 馬晨普 申請(qǐng)人:中國北車股份有限公司大連電力牽引研發(fā)中心