一種變流器中的can通信控制裝置及通信方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于變流器控制系統(tǒng)中的CAN通信控制裝置，其包括：CAN總線接口單元，其與現(xiàn)場總線連接，用以接收或發(fā)送所述通信控制裝置與總線網(wǎng)絡(luò)上其他變流器控制裝置之間需要傳遞的符合CAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或者自定義現(xiàn)場總線協(xié)議的報(bào)文；微控制單元，其與所述CAN總線接口電路連接，用以接收其他遠(yuǎn)程的變流器控制裝置通過總線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的符合CAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或者自定義現(xiàn)場總線協(xié)議的報(bào)文，并根據(jù)自身的配置文件對所述報(bào)文進(jìn)行解析處理，然后轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)信息；其中，所述配置文件通過與所述微控制單元連接的串行總線接口單元經(jīng)由串行總線網(wǎng)絡(luò)來在線寫入。本發(fā)明能夠方便、實(shí)時(shí)的實(shí)現(xiàn)給不同變流器CAN通信控制裝置配置不同通信報(bào)文ID，從而統(tǒng)一了基礎(chǔ)程序。
【專利說明】—種變流器中的CAN通信控制裝置及通信方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及一種變流器中的CAN通信控制裝置及方法。更具體地說，涉及一種電動(dòng)輪自卸車變流器中的CAN通信控制裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]CAN (Controller Area Network)即控制器局域網(wǎng)絡(luò)，由于其高性能、高可靠性、及獨(dú)特的設(shè)計(jì)，而越來越受到人們的重視。國外已有許多大公司的產(chǎn)品采用了這一技術(shù)。CAN最初是由德國的BOSCH公司為汽車監(jiān)測、控制系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的?，F(xiàn)代汽車越來越多地采用電子裝置控制，如發(fā)動(dòng)機(jī)的定時(shí)、注油控制、加速、剎車控制(ASC)及復(fù)雜的抗鎖定剎車系統(tǒng)(ABS)等。
[0003]目前CAN作為現(xiàn)場總線通信的一種方式也用到了礦山電動(dòng)輪自卸車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。由于CAN通信采用了生產(chǎn)者/消費(fèi)者的通信模式，該總線最大的特點(diǎn)是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，取而代之的是對通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼。采用這種方法的最大優(yōu)點(diǎn)是可使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)在理論上不受限制，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)都可以訪問數(shù)據(jù)總線。訪問數(shù)據(jù)總線的優(yōu)先級主要取決于發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文的標(biāo)識(shí)符(ID)。標(biāo)識(shí)符的優(yōu)先級高的話具有優(yōu)先的發(fā)送權(quán)利，此時(shí)總線上所有的節(jié)點(diǎn)都可以接收此幀數(shù)據(jù)，再根據(jù)節(jié)點(diǎn)是否需要來決定是否丟棄接收的數(shù)據(jù)。
[0004]目前，礦山電動(dòng)輪自卸車通信控制方案主要采用多軸不同CAN通信程序方案，或者不采用CAN通信方案而采用硬線控制方案，或者不采用CAN通信方案，而采用其他通信方式等。
[0005]在采用CAN通信總線作為控制總線的系統(tǒng)中，通過CAN2.0B協(xié)議與發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制板、多軸變流器進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對整車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制。而對于礦山電動(dòng)輪自卸車，一般采用兩驅(qū)、四驅(qū)、六驅(qū)、八驅(qū)甚至是十六驅(qū)方式，這就要求礦山電動(dòng)輪自卸車具備兩軸、四軸、六軸、八軸、十六軸變流器。而每軸變流器要求一個(gè)CAN通信控制板，由于每軸變流器傳輸?shù)耐ㄐ判畔?、控制信息、狀態(tài)信息、故障信息等不同，這就要求每個(gè)CAN通信控制板之間傳輸報(bào)文的標(biāo)識(shí)符(ID)不同，這也就造成了一臺(tái)電動(dòng)輪車十六軸變流器有16個(gè)不同的CAN通信程序，造成了 CAN通信程序在實(shí)際應(yīng)用中難以區(qū)分，后期維護(hù)難度大，通信程序難以統(tǒng)一。
[0006]目前多軸變流器CAN通信方案:采用的是每個(gè)通信板不同的程序，這就造成了多軸變流器后期維護(hù)復(fù)雜度高，前期需要開發(fā)不同的CAN通信方案及相關(guān)程序，開發(fā)的工作量大。
[0007]而如果礦山電動(dòng)輪車采用硬線控制，需要在車上布置大量硬線，且整車控制總線和強(qiáng)電電纜一起布置，容易受到干擾，不利于系統(tǒng)控制等。
[0008]為此，需要針對多軸變流器CAN通信控制系統(tǒng)提供一種方案以簡化系統(tǒng)通信方案的設(shè)計(jì)以及減少后期維護(hù)的工作量。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種用于變流器控制系統(tǒng)中的CAN通信控制裝置，其包括=CAN總線接口單元，其與現(xiàn)場總線連接，用以接收或發(fā)送所述通信控制裝置與總線網(wǎng)絡(luò)上其他變流器控制裝置之間需要傳遞的符合CAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或者自定義現(xiàn)場總線協(xié)議的報(bào)文；微控制單元，其與所述CAN總線接口電路連接，用以接收其他遠(yuǎn)程的變流器控制裝置通過總線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的符合CAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或者自定義現(xiàn)場總線協(xié)議的報(bào)文，并根據(jù)自身的配置文件對所述報(bào)文進(jìn)行解析處理，然后轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)信息；其中，所述配置文件通過與所述微控制單元連接的串行總線接口單元經(jīng)由串行總線網(wǎng)絡(luò)來在線寫入。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述裝置還包括雙端口存儲(chǔ)器，其一端口與所述微控制單元連接，用以接收并保存已解析處理的數(shù)據(jù)信息，其另一端口通過應(yīng)用接口電路與本地變流器處理設(shè)備連接，以實(shí)現(xiàn)該設(shè)備對其中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的獨(dú)立訪問。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述應(yīng)用接口電路通過地址總線數(shù)據(jù)總線和控制總線與本地變流器設(shè)備連接，還包括用以輸入復(fù)位信號(hào)的第一端子、輸出忙狀態(tài)信號(hào)的第二端子以及輸出中斷請求信號(hào)的第三端子。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述CAN總線接口單元還包括依次連接的總線接口電路、總線收發(fā)電路以及總線隔離電路，所述總線隔離電路用以將CAN總線上的干擾隔離，從而保證可靠的數(shù)據(jù)通信。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述CAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議為CAN2.0A/2.0B。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述配置文件的格式包括但不限于:開始標(biāo)識(shí)符、接收報(bào)文的數(shù)量、接收循環(huán)時(shí)間、接收報(bào)文對應(yīng)的ID和存儲(chǔ)地址、發(fā)送報(bào)文的數(shù)量、發(fā)送循環(huán)時(shí)間、發(fā)送報(bào)文對應(yīng)的ID和存儲(chǔ)地址、結(jié)束標(biāo)識(shí)符。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述微控制單元中還包括協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，其用以將接收的CAN報(bào)文解析處理后，并實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換成符合串行通信協(xié)議的數(shù)據(jù)，然后通過串行接口電路發(fā)送到串行通信總線上。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，還提供了一種多軸變流器控制系統(tǒng)，其包括與各個(gè)軸對應(yīng)的變流器控制裝置；如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的CAN通信控制裝置，其與所述變流器控制裝置總線通信連接，用以接收或發(fā)送所述通信控制裝置與現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)上的其他變流器控制裝置之間需要傳遞的符合CAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或者自定義現(xiàn)場總線協(xié)議的報(bào)文；以及與所述CAN通信控制裝置串行通信連接的主機(jī)，其用以將配置文件通過串行通信方式寫入到所述CAN通信控制裝置中，以便其能夠接收其他遠(yuǎn)程的變流器控制裝置通過總線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的符合CAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或者自定義現(xiàn)場總線協(xié)議的報(bào)文，并根據(jù)自身的配置文件對所述報(bào)文進(jìn)行解析處理，然后轉(zhuǎn)換成并行的數(shù)據(jù)信息。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的多軸變流器控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主機(jī)還將通過所述CAN通信控制裝置中的協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊來實(shí)時(shí)讀取CAN通信控制裝置中通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)，以便對所述CAN通信控制裝置的通信狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，還提供了一種CAN通信控制裝置中的通信方法，其包括以下步驟；
[0019]系統(tǒng)初始化并讀寫通過串行通信總線上發(fā)送的配置文件，其中，系統(tǒng)初始化包括執(zhí)行引導(dǎo)程序、加載實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、加載CAN通信接口和串行通信接口的驅(qū)動(dòng)程序；[0020]接收或發(fā)送所述通信控制裝置與總線網(wǎng)絡(luò)上其他變流器控制裝置之間需要傳遞的符合CAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或者自定義現(xiàn)場總線協(xié)議的報(bào)文；
[0021]接收其他遠(yuǎn)程的變流器控制裝置通過總線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的符合CAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或者自定義協(xié)議的報(bào)文，并根據(jù)讀寫入的所述配置文件對所述報(bào)文進(jìn)行解析處理，然后轉(zhuǎn)換成并行的數(shù)據(jù)信息；
[0022]將接收的符合CAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或者自定義現(xiàn)場協(xié)議的報(bào)文實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換成符合串行通信協(xié)議的數(shù)據(jù)，然后通過串行接口電路發(fā)送到串行通信總線上；
[0023]在主機(jī)上實(shí)時(shí)顯示通過串行通信總線接收的數(shù)據(jù)以監(jiān)控所述CAN通信控制裝置的工作狀態(tài)。
[0024]本發(fā)明帶來了以下有益效果:
[0025]本發(fā)明采用通過串口給CAN通信控制裝置編寫配置文件的方法，可以在線實(shí)時(shí)修改和配置相關(guān)通信參數(shù)及內(nèi)容，能夠方便、實(shí)時(shí)的實(shí)現(xiàn)給不同變流器CAN通信控制裝置配置不同通信報(bào)文ID，從而保證CAN通信板基礎(chǔ)程序一樣，只需要在后期運(yùn)用時(shí)候通過串口配置不同配置文件，實(shí)現(xiàn)多軸變流器的控制。同時(shí)，通過實(shí)時(shí)的例如CAN協(xié)議轉(zhuǎn)RS232協(xié)議網(wǎng)關(guān)功能，可以簡單的通過PC機(jī)串口助手實(shí)時(shí)監(jiān)測CAN通信數(shù)據(jù)報(bào)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)礦山電動(dòng)輪自卸車通信系統(tǒng)的在線診斷。
[0026]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]附圖僅用于說明目的，不作為限制，其與下面將要描述的實(shí)施例結(jié)合起來以闡述本發(fā)明的原理，附圖中:
[0028]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的CAN通信控制裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0029]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例將CAN通信控制裝置用于變流器控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0030]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的CAN通信控制裝置中的軟件實(shí)現(xiàn)的架構(gòu)圖；
[0031]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)CAN通信的軟件流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下將結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。需要說明的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明各實(shí)施例以及各實(shí)施例中的各個(gè)特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0033]如圖1所示，其中顯示了一種用于變流器控制系統(tǒng)中的CAN通信控制裝置100。其包括:CAN總線接口單元101、微控制單元102和串行總線接口單元103。CAN總線接口單元101用于將CAN通信控制裝置100接入到CAN現(xiàn)場總線上，因此其與現(xiàn)場總線連接，以接收或發(fā)送CAN通信控制裝置100與總線網(wǎng)絡(luò)上其他遠(yuǎn)程的或者說非本地的變流器控制裝置之間需要傳遞的符合CAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或者自定義現(xiàn)場總線協(xié)議的報(bào)文。[0034]微控制單元102作為CAN通信控制裝置100的核心部件，其與CAN總線接口單元101連接，以接收其他遠(yuǎn)程的或者說非本地的變流器控制裝置通過總線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的符合CAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或者自定義現(xiàn)場總線協(xié)議的報(bào)文，并根據(jù)自身的配置文件對報(bào)文進(jìn)行解析處理，然后轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)信息。該并行數(shù)據(jù)信息通過獨(dú)立訪問的方式存儲(chǔ)到一雙端口存儲(chǔ)裝置中，該存儲(chǔ)裝置后面將會(huì)描述。
[0035]具體說，本發(fā)明的CAN通信控制裝置100可支持CAN2.0A/2.0B及自定義協(xié)議方式。
[0036]為了能夠在線實(shí)時(shí)寫入或修改網(wǎng)絡(luò)通信所需要的配置文件，本發(fā)明的CAN通信控制裝置100還包括一串行總線接口單元103。這樣，配置文件便可通過與微控制單元102連接的串行總線接口單元經(jīng)由串行總線網(wǎng)絡(luò)來在線寫入。在一個(gè)實(shí)施例中，可以通過例如RS-232串行通信自定義協(xié)議來對CAN通信控制板所需要的配置文件進(jìn)行寫入和刪除。
[0037]該配置文件的格式包括但不限于:開始標(biāo)識(shí)符、接收報(bào)文的數(shù)量、接收循環(huán)時(shí)間、接收報(bào)文對應(yīng)的ID和存儲(chǔ)地址、發(fā)送報(bào)文的數(shù)量、發(fā)送循環(huán)時(shí)間、發(fā)送報(bào)文對應(yīng)的ID和存儲(chǔ)地址、結(jié)束標(biāo)識(shí)符。
[0038]其中，在一個(gè)配置文件的例子中，開始標(biāo)識(shí)符用兩字節(jié)的數(shù)據(jù)位FFFF(以下的數(shù)據(jù)均采用16進(jìn)制)表示。接收報(bào)文的數(shù)量設(shè)為O?FFFF條CAN報(bào)文，其中，每個(gè)報(bào)文對應(yīng)唯一一個(gè)ID。接收循環(huán)時(shí)間用兩個(gè)字節(jié)的16進(jìn)制數(shù)據(jù)XXXX來表示，因此接收循環(huán)時(shí)間的范圍可在O?FFFF毫秒內(nèi)設(shè)定。接收報(bào)文對應(yīng)的ID和存儲(chǔ)地址:ID、接收到的報(bào)文要保存的存儲(chǔ)地址(例如尋址空間為2k的存儲(chǔ)器)、規(guī)定擴(kuò)展幀還是標(biāo)準(zhǔn)幀的識(shí)別符。
[0039]另外，在本發(fā)明的配置文件中，還規(guī)定了發(fā)送報(bào)文的配置信息。例如配置發(fā)送報(bào)文的數(shù)量用16進(jìn)制的兩字節(jié)數(shù)據(jù)XXXX表示，其表明本發(fā)明的通信控制裝置可接收O?FFFF條數(shù)目的CAN報(bào)文。
[0040]發(fā)送循環(huán)時(shí)間的配置與接收報(bào)文的配置信息相類似，也為16進(jìn)制的兩字節(jié)數(shù)據(jù)XXXX，因此發(fā)送循環(huán)時(shí)間可設(shè)置O?FFFF毫秒。
[0041]配置發(fā)送報(bào)文對應(yīng)的ID和存儲(chǔ)地址包括配置ID、要發(fā)送的報(bào)文所在的存儲(chǔ)位置、要發(fā)送的報(bào)文是擴(kuò)展幀還是標(biāo)準(zhǔn)幀。
[0042]最后，該配置文件以結(jié)束符例如16進(jìn)制的5A5A來表示結(jié)束。
[0043]如圖1所示，CAN通信控制裝置中還包括雙端口存儲(chǔ)器(Dual Port Memory，簡稱DPRAM) 104。DPRAM104的一端口與微控制單元102連接，用以接收并保存已解析處理的數(shù)據(jù)信息，其另一端口通過應(yīng)用接口電路105 (圖1)與本地變流器處理設(shè)備連接，以實(shí)現(xiàn)該設(shè)備對其中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的獨(dú)立訪問。
[0044]在一個(gè)實(shí)施例中，雙端口存儲(chǔ)裝置DPRAM104包含一個(gè)例如2K字節(jié)的雙端口 RAM，使用一個(gè)34針的連接器，即圖1中的應(yīng)用接口電路105。DPRAM104允許本通信控制裝置100與本地的其他設(shè)備獨(dú)立地對不同存儲(chǔ)區(qū)尋址。在本實(shí)施例中，通過微控制單元102的本地總線接口來訪問該DPRAM104，并通過中斷或輪詢的方式來實(shí)現(xiàn)寫入或讀取操作。對于大量的連續(xù)數(shù)據(jù)(比如模擬量的數(shù)據(jù)信息)的傳輸，在本通信控制裝置100和本地的其他設(shè)備如變流器處理設(shè)備的應(yīng)用程序間采用握手機(jī)制來進(jìn)行通信，從而保證了系統(tǒng)的通信安全和數(shù)據(jù)完整性。通過雙口 RAM的方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問，其電路結(jié)構(gòu)簡單、通信速率快、成本低、，且通用性好，因此可方便地將通信控制裝置接入到各處理控制系統(tǒng)中。[0045]此外，還可以從圖1中看到，CAN總線接口單元101還包括依次連接的總線接口電路101a、總線收發(fā)電路IOlb以及總線隔離電路101c。其中，總線隔離電路IOlc用以將CAN總線上的干擾與通信控制裝置隔離，從而保證可靠的數(shù)據(jù)通信。因此，CAN總線接口單元101是電隔離的，并且是依據(jù)CAN總線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)?？偩€協(xié)議完全由微控制單元102中的CAN通信應(yīng)用模塊來處理，不需要任何其他應(yīng)用控制器的干預(yù)。
[0046]本通信控制裝置100包括的串行通信接口單元103除了用于配置文件的寫入之外，還用于通過微控制單元中的協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊102a，將接收的CAN報(bào)文解析處理后，并實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換成符合串行通信協(xié)議的數(shù)據(jù)，然后發(fā)送到串行通信總線上，從而實(shí)現(xiàn)CAN協(xié)議轉(zhuǎn)串行通信協(xié)議的網(wǎng)關(guān)功能。這里串行通信接口單元103不限于符合RS-232、RS-485、PS2等標(biāo)準(zhǔn)的電路設(shè)計(jì)。
[0047]由于本發(fā)明的CAN通信裝置100可以實(shí)現(xiàn)CAN協(xié)議到RS-232等串行通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換，因此其中實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)關(guān)的功能。這樣，可以方便地將與本發(fā)明的CAN通信控制裝置100交互的設(shè)備連接到例如工控主機(jī)上，從而利用工控主機(jī)上的串口助手軟件方便地監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備之間的通信情況。或者進(jìn)一步地，將現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)與其他協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)，從而達(dá)到控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息在最大范圍和程度上共享。
[0048]本發(fā)明的CAN通信控制裝置為了實(shí)現(xiàn)與本地的變流器處理設(shè)備的交互，采用的內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換接口為DPRAM，通過該存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)與CAN通信控制裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。對此上面以及討論，在此不再贅述。
[0049]如圖1所示，應(yīng)用接口電路105通過地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線將本通信控制裝置100與本地變流器設(shè)備連接。在用以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用接口電路105的連接器例子中，其還包括用以輸入復(fù)位信號(hào)的第一端子105a、輸出忙狀態(tài)信號(hào)的第二端子105b以及輸出中斷請求信號(hào)的第三端子105c。
[0050]如圖2所示，為根`據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例將CAN通信控制裝置用于變流器控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
[0051]為了說明的方便，本發(fā)明的例子中的變流器控制系統(tǒng)是應(yīng)用于礦山電動(dòng)輪自卸車的控制的。其中根據(jù)其驅(qū)動(dòng)方式，設(shè)置了例如16軸的變流器。因此，如前所述，本發(fā)明提供一種多軸變流器控制系統(tǒng)，其包括與各個(gè)軸對應(yīng)的變流器控制裝置20(^ (i從I到16，但本發(fā)明不限于此，可以為任意數(shù)量)和CAN通信控制裝置IOOitl CAN通信控制裝置IOOi與其他設(shè)有變流器控制裝置200i總線通信連接，用以接收或發(fā)送所述通信控制裝置與現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)上的其他變流器控制裝置之間需要傳遞的符合CAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或者自定義現(xiàn)場總線協(xié)議的報(bào)文。
[0052]此外，本發(fā)明的系統(tǒng)還包括與CAN通信控制裝置IOOi串行通信連接的工控主機(jī)300。工控主機(jī)300用以將配置文件通過串行通信方式寫入到CAN通信控制裝置IOOi中，以便其能夠接收其他遠(yuǎn)程的變流器控制裝置通過總線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的符合CAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或者自定義現(xiàn)場總線協(xié)議的報(bào)文，并根據(jù)自身的配置文件對所述報(bào)文進(jìn)行解析處理，然后轉(zhuǎn)換成并行的數(shù)據(jù)信息。
[0053]為了 CAN通信控制裝置自帶的網(wǎng)關(guān)功能，可以利用主機(jī)300將通過CAN通信控制裝置中的協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊來實(shí)時(shí)讀取CAN通信控制裝置中通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)，以便對現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的通信狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。[0054]下面以舉例的方式詳細(xì)介紹實(shí)現(xiàn)CAN通信控制裝置中的通信方法。
[0055]如圖3所示，其中顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的CAN通信控制裝置中的軟件實(shí)現(xiàn)的架構(gòu)圖。
[0056]其中，如圖3所示的那樣，CAN通信軟件結(jié)構(gòu)主要分為以下程序內(nèi)容結(jié)構(gòu):引導(dǎo)程序?qū)?、底層硬件?qū)動(dòng)程序?qū)印AN驅(qū)動(dòng)程序API層、串口驅(qū)動(dòng)API層以及應(yīng)用層程序，其主要實(shí)現(xiàn)如下所述。
[0057]引導(dǎo)程序?qū)又饕獙?shí)現(xiàn)微控制單元中的內(nèi)部存儲(chǔ)器的規(guī)劃、程序的存放位置初始化、七種工作模式定義、異常模式的處理，堆棧的生成、時(shí)鐘設(shè)定、中斷設(shè)定和中斷函數(shù)的初始化、主程序入口設(shè)定等。底層硬件驅(qū)動(dòng)程序?qū)又饕獙?shí)現(xiàn)CAN相關(guān)寄存器的配置、串口相關(guān)寄存器的配置、看門狗IO的設(shè)置、DPRAM的寄存器設(shè)置初始化。CAN驅(qū)動(dòng)程序API層主要實(shí)現(xiàn)CAN相關(guān)寄存器操作函數(shù)、CAN收發(fā)函數(shù)、CAN異常的處理及總線管理。串口驅(qū)動(dòng)API層主要實(shí)現(xiàn)串口 UART的寄存器的操作函數(shù)、UART數(shù)據(jù)收發(fā)函數(shù)、通信異常管理等。操作系統(tǒng)層，在該層上，主要采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)UCOS-1I作為本通信控制裝置的操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的任務(wù)和相關(guān)資源管理。應(yīng)用程序?qū)又饕獙?shí)現(xiàn)CAN總線節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用任務(wù)、UART串口的應(yīng)用和數(shù)據(jù)管理任務(wù)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了 CAN與UART串口網(wǎng)關(guān)及數(shù)據(jù)管理等功能。此外，應(yīng)用程序?qū)舆€用以實(shí)現(xiàn)配置文件的讀寫過程及保存功能。
[0058]下面以CAN通信控制裝置中的軟件主要實(shí)現(xiàn)CAN2.0B協(xié)議功能為例來介紹通信流程。
[0059]本發(fā)明的通信方法的軟件執(zhí)行的流程主要分為三個(gè)階段:初始化階段、任務(wù)運(yùn)行階段、結(jié)束階段，下面詳細(xì)描述其實(shí)現(xiàn)過程:
[0060]初始化階段主要包括系統(tǒng)的初始化和配置文件讀寫，系統(tǒng)初始化包括引導(dǎo)程序的執(zhí)行、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)UCOS-1I系統(tǒng)加載，CAN和Rs232串口的驅(qū)動(dòng)加載等過程；配置文件讀寫時(shí)在系統(tǒng)加載成功進(jìn)入應(yīng)用程序首先有30s時(shí)間，決定是否重新改寫配置文件內(nèi)容，若需要在線修改配置文件，可以通過Rs232自定義協(xié)議進(jìn)行在線修改配置文件，若在30s內(nèi)未接到相關(guān)指令，則默認(rèn)加載系統(tǒng)默認(rèn)的配置文件。
[0061]任務(wù)運(yùn)行階段:主要有三個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)，分別為CAN發(fā)送任務(wù)、CAN接收任務(wù)、CAN轉(zhuǎn)Rs232網(wǎng)關(guān)任務(wù)。CAN發(fā)送任務(wù)通過讀取配置文件中的發(fā)送任務(wù)循環(huán)時(shí)間決定任務(wù)時(shí)間周期，讀取配置文件中的ID和報(bào)文內(nèi)容獲取地址來生成報(bào)文及相關(guān)的發(fā)送ID ;CAN接收任務(wù)通過讀取配置文件中的接收任務(wù)循環(huán)時(shí)間決定任務(wù)時(shí)間周期，讀取配置文件中的ID和報(bào)存儲(chǔ)地址來將指定ID報(bào)文存儲(chǔ)到相應(yīng)的報(bào)文中去。CAN轉(zhuǎn)Rs232網(wǎng)關(guān)任務(wù)能實(shí)時(shí)的將CAN通信板接收和發(fā)送的報(bào)文內(nèi)容及ID轉(zhuǎn)化Rs232串口自定義方式，這樣可以通過PC機(jī)的串口助手，可以實(shí)時(shí)的顯示CAN通信板的通信情況，實(shí)時(shí)診斷其通信功能。
[0062]結(jié)束階段:主要實(shí)現(xiàn)各個(gè)任務(wù)異常情況下的任務(wù)資源的釋放，將整個(gè)系統(tǒng)各個(gè)狀態(tài)設(shè)置在最安全狀態(tài)。
[0063]如上所述及如圖4所示，本發(fā)明提供了一種電動(dòng)輪自卸車變流器CAN通信控制方法。其包括以下步驟:
[0064]S401、系統(tǒng)初始化并讀寫通過串行通信總線上發(fā)送的配置文件，其中，系統(tǒng)初始化包括執(zhí)行引導(dǎo)程序、加載實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、加載CAN通信接口和串行通信接口的驅(qū)動(dòng)程序；
[0065]S402、接收或發(fā)送所述通信控制裝置與總線網(wǎng)絡(luò)上其他變流器控制裝置之間需要傳遞的符合CAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或者自定義現(xiàn)場總線協(xié)議的報(bào)文；
[0066]S403、接收其他遠(yuǎn)程的變流器控制裝置通過總線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的符合CAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或者自定義協(xié)議的報(bào)文，并根據(jù)讀寫入的所述配置文件對所述報(bào)文進(jìn)行解析處理，然后轉(zhuǎn)換成并行的數(shù)據(jù)信息；
[0067]S404、將接收的符合CAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或者自定義現(xiàn)場協(xié)議的報(bào)文實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換成符合串行通信協(xié)議的數(shù)據(jù)，然后通過串行接口電路發(fā)送到串行通信總線上；
[0068]S405、在工控主機(jī)上實(shí)時(shí)顯示通過串行通信總線接收的數(shù)據(jù)以監(jiān)控所述CAN通信控制裝置的工作狀態(tài)。
[0069]CAN總線通信模塊可集成到工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備中以實(shí)現(xiàn)CAN總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信控制，滿足這些設(shè)備與其它自動(dòng)化裝置通訊的需要。模塊自帶高性能微控制器，獨(dú)立于主應(yīng)用程序處理總線通信協(xié)議。微控制器與CAN總線接口間加入通信隔離裝置，解決了 CAN總線線路上的外界信號(hào)干擾。
[0070]應(yīng)該理解的是，本發(fā)明所公開的實(shí)施例不限于這里所公開的特定結(jié)構(gòu)、處理步驟或材料，而應(yīng)當(dāng)延伸到相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所理解的這些特征的等同替代。還應(yīng)當(dāng)理解的是，在此使用的術(shù)語僅用于描述特定實(shí)施例的目的，而并不意味著限制。
[0071 ] 說明書中提到的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”意指結(jié)合實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，說明書通篇各個(gè)地方出現(xiàn)的短語“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”并不一定均指同一個(gè)實(shí)施例。
[0072] 雖然本發(fā)明所揭露的實(shí)施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明而采用的實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實(shí)施的形式上及細(xì)節(jié)上作任何的修改與變化，但本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于變流器控制系統(tǒng)中的CAN通信控制裝置，其特征在于，包括: CAN總線接口單元，其與現(xiàn)場總線連接，用以接收或發(fā)送所述通信控制裝置與總線網(wǎng)絡(luò)上其他變流器控制裝置之間需要傳遞的符合CAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或者自定義現(xiàn)場總線協(xié)議的報(bào)文； 微控制單元，其與所述CAN總線接口電路連接，用以接收其他遠(yuǎn)程的變流器控制裝置通過總線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的符合CAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或者自定義現(xiàn)場總線協(xié)議的報(bào)文，并根據(jù)自身的配置文件對所述報(bào)文進(jìn)行解析處理，然后轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)信息； 其中，所述配置文件通過與所述微控制單元連接的串行總線接口單元經(jīng)由串行總線網(wǎng)絡(luò)來在線寫入。
2.如權(quán)利要求1所述的CAN通信控制裝置，其特征在于，所述裝置還包括雙端口存儲(chǔ)器，其一端口與所述微控制單元連接，用以接收并保存已解析處理的數(shù)據(jù)信息，其另一端口通過應(yīng)用接口電路與本地變流器處理設(shè)備連接，以實(shí)現(xiàn)該設(shè)備對其中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的獨(dú)立訪問。
3.如權(quán)利要求2所述的CAN通信控制裝置，其特征在于，所述應(yīng)用接口電路通過地址總線數(shù)據(jù)總線和控制總線與本地變流器設(shè)備連接，還包括用以輸入復(fù)位信號(hào)的第一端子、輸出忙狀態(tài)信號(hào)的第二端子以及輸出中斷請求信號(hào)的第三端子。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的CAN通信控制裝置，其特征在于， 所述CAN總線接口單元還包括依次連接的總線接口電路、總線收發(fā)電路以及總線隔離電路，所述總線隔離電路用以將CAN總線上的干擾隔離，從而保證可靠的數(shù)據(jù)通信。
5.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的CAN通信控制裝置，其特征在于，所述CAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議為 CAN2.0A/2.0B。`
6.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的CAN通信控制裝置，其特征在于，所述配置文件的格式包括但不限于:開始標(biāo)識(shí)符、接收報(bào)文的數(shù)量、接收循環(huán)時(shí)間、接收報(bào)文對應(yīng)的ID和存儲(chǔ)地址、發(fā)送報(bào)文的數(shù)量、發(fā)送循環(huán)時(shí)間、發(fā)送報(bào)文對應(yīng)的ID和存儲(chǔ)地址、結(jié)束標(biāo)識(shí)符。
7.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的CAN通信控制裝置，其特征在于，所述微控制單元中還包括協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，其用以將接收的CAN報(bào)文解析處理后，并實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換成符合串行通信協(xié)議的數(shù)據(jù)，然后通過串行接口電路發(fā)送到串行通信總線上。
8.一種多軸變流器控制系統(tǒng)，其特征在于，包括 與各個(gè)軸對應(yīng)的變流器控制裝置， 如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的CAN通信控制裝置，其與所述變流器控制裝置總線通信連接，用以接收或發(fā)送所述通信控制裝置與現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)上的其他變流器控制裝置之間需要傳遞的符合CAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或者自定義現(xiàn)場總線協(xié)議的報(bào)文；以及 與所述CAN通信控制裝置串行通信連接的主機(jī)，其用以將配置文件通過串行通信方式寫入到所述CAN通信控制裝置中，以便其能夠接收其他遠(yuǎn)程的變流器控制裝置通過總線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的符合CAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或者自定義現(xiàn)場總線協(xié)議的報(bào)文，并根據(jù)自身的配置文件對所述報(bào)文進(jìn)行解析處理，然后轉(zhuǎn)換成并行的數(shù)據(jù)信息。
9.如權(quán)利要求8所述的多軸變流器控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主機(jī)還將通過所述CAN通信控制裝置中的協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊來實(shí)時(shí)讀取CAN通信控制裝置中通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)，以便對所述CAN通信控制裝置的通信狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
10.一種CAN通信控制裝置中的通信方法，其特征在于，包括以下步驟； 系統(tǒng)初始化并讀寫通過串行通信總線上發(fā)送的配置文件，其中，系統(tǒng)初始化包括執(zhí)行引導(dǎo)程序、加載實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、加載CAN通信接口和串行通信接口的驅(qū)動(dòng)程序； 接收或發(fā)送所述通信控制裝置與總線網(wǎng)絡(luò)上其他變流器控制裝置之間需要傳遞的符合CAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或者自定義現(xiàn)場總線協(xié)議的報(bào)文； 接收其他遠(yuǎn)程的變流器控制裝置通過總線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的符合CAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或者自定義協(xié)議的報(bào)文，并根據(jù)讀寫入的所述配置文件對所述報(bào)文進(jìn)行解析處理，然后轉(zhuǎn)換成并行的數(shù)據(jù)信息； 將接收的符合CAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或者自定義現(xiàn)場協(xié)議的報(bào)文實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換成符合串行通信協(xié)議的數(shù)據(jù)，然后通過串行接口電路發(fā)送到串行通信總線上； 在主機(jī)上實(shí)時(shí)顯示通過串行通信總線接收的數(shù)據(jù)以監(jiān)控所述CAN通信控制裝置的工作狀 態(tài)。
【文檔編號(hào)】H04L12/40GK103699074SQ201310672203
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】劉輝榮, 付如愿, 劉浩平, 周志宇, 梅文慶, 劉海濤, 藍(lán)德劭, 楊大成 申請人:南車株洲電力機(jī)車研究所有限公司