本發(fā)明涉及通信、消防等領(lǐng)域，特別是一種中繼器及其數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂品椒ā?/p>

背景技術(shù)：

在消防監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)，電源電能是主要的監(jiān)測(cè)指標(biāo)之一。而在一幢樓內(nèi)往往有成千上百的檢測(cè)節(jié)點(diǎn)，這樣我們想對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中監(jiān)控，就需要一種支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制的現(xiàn)場(chǎng)總線，將各個(gè)節(jié)點(diǎn)串起來(lái)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和傳輸。CAN總線恰好符合這一需求。

CAN總線是一種多主方式的串行通信總線，具有優(yōu)良的穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性、遠(yuǎn)程通信能力以及超強(qiáng)的硬件CRC糾錯(cuò)等特性；CAN總線技術(shù)的應(yīng)用不再僅限于汽車行業(yè)，而是擴(kuò)展到了機(jī)械、紡織、控制等行業(yè)，并被公認(rèn)為是最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。然而由于受制于CAN收發(fā)器，CAN總線通信距離和網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)被分別限制在10 km和110個(gè)之內(nèi)。但是在稍大型的CAN總線系統(tǒng)中，這往往是不夠的，這時(shí)就需要用CAN總線中繼器對(duì)CAN總線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)展。

在CAN總線擴(kuò)展時(shí)，需要利用CAN中繼器。而現(xiàn)有的CAN中繼器設(shè)計(jì)大多采用MCU加CAN控制器的雙芯片或多芯片解決方案。在處理數(shù)據(jù)或信息傳送過程中，實(shí)現(xiàn)具有不同波特率的CAN總線數(shù)據(jù)或信息傳遞中轉(zhuǎn)時(shí)，其處理器的負(fù)荷較大，難以滿足大型CAN總線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)或信息的高效傳輸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供了一種中繼器，解決了現(xiàn)有技術(shù)中一種或以上的技術(shù)問題，滿足了CAN總線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)或信息的高效傳輸。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種中繼器，包括

一第一CAN收發(fā)器，用于與其對(duì)應(yīng)連接的CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)或信息的傳遞；

一第二CAN收發(fā)器，用于與其對(duì)應(yīng)連接的CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)或信息的傳遞；

一第一撥碼開關(guān)，用于配置一ID信息；

一第二撥碼開關(guān)，用于配置一第一波特率、第二波特率以及一第一BOOT模式、一第二BOOT模式；

一微控制器，所述第一CAN收發(fā)器、第二CAN收發(fā)器、第一撥碼開關(guān)、第二撥碼開關(guān)均連接于所述微控制器；

所述微控制器用于從所述第一撥碼開關(guān)讀取ID信息；以及用于將該ID信息設(shè)置為該中繼器的ID信息；以及用于從所述第二撥碼開關(guān)讀取所述第一波特率和第二波特率以及所述第一BOOT模式和第二BOOT模式；以及用于將所述第一波特率、第一BOOT模式配置給所述第一CAN收發(fā)器，將所述第二波特率、第二BOOT模式配置給所述第二CAN收發(fā)器；以及用于控制所述第一CAN收發(fā)器、第二CAN收發(fā)器數(shù)據(jù)或信息的接收和發(fā)送。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述中繼器還包括一時(shí)鐘模塊，連接于所述微控制器，所述時(shí)鐘模塊用于設(shè)定延時(shí)時(shí)間；所述微控制器還用于定義和存儲(chǔ)一接收中斷標(biāo)志；以及用于根據(jù)所述第一波特率、第二波特率配置所述第一CAN收發(fā)器、第二CAN收發(fā)器的分頻系數(shù)；

用于將該ID信息配置為第一CAN收發(fā)器和第二CAN收發(fā)器的數(shù)據(jù)幀標(biāo)準(zhǔn)ID信息。

所述第一撥碼開關(guān)包括8位撥碼，其配置的ID信息范圍為0~255。

所述第二撥碼開關(guān)包括8位撥碼，其中，前兩位撥碼用于配置BOOT0和BOOT1的電平狀態(tài)，以配置所述微控制器復(fù)位后程序的啟動(dòng)區(qū)域；第三位到第五位撥碼用于配置第一波特率，第六位到第八位用于配置第二波特率。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述中繼器還包括

一SWD模塊，連接于所述微控制器，所述SWD模塊用于程序的更新下載調(diào)試；

一USB接口模塊，連接于所述微控制器；

一RS485收發(fā)器，連接于所述微控制器；

一指示燈模塊，連接于所述微控制器。

本發(fā)明還公開了一種中繼器的數(shù)據(jù)傳遞控制方法。

實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是：一種中繼器的數(shù)據(jù)傳遞控制方法，包括以下步驟，

S1）手動(dòng)設(shè)置所述第一撥碼開關(guān)，配置一ID信息；手動(dòng)設(shè)置所述第二撥碼開關(guān)，配置一第一波特率、第二波特率以及以及芯片復(fù)位后程序的啟動(dòng)區(qū)域；

S2）啟動(dòng)中繼器，所述微控制器從所述第一撥碼開關(guān)讀取所述ID信息，并將所述ID信息配置為所述中繼器的ID信息；

S3）初始化設(shè)置所述第一CAN收發(fā)器、第二CAN收發(fā)器：包括以下步驟，

S31）所述微控制器從所述第二撥碼開關(guān)讀取所述第一波特率、第二波特率以及BOOT0和BOOT1的設(shè)置的電瓶狀態(tài)，并將所述第一波特率配置給所述第一CAN收發(fā)器，將所述第二波特率配置給所述第二CAN收發(fā)器；

S4）所述微控制器控制所述第一CAN收發(fā)器、第二CAN收發(fā)器數(shù)據(jù)或信息的接收和發(fā)送。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述步驟S2）中還包括以下步驟，

S21）初始化設(shè)置時(shí)鐘模塊、指示燈模塊和GPIO模塊，包括設(shè)置所述時(shí)鐘模塊的延時(shí)時(shí)間；

S22）定義所述微控制器的接收中斷標(biāo)志。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述步驟S3）包括還包括以下步驟：

S32）所述微控制器根據(jù)所述第一波特率、第二波特率配置所述第一CAN收發(fā)器、第二CAN收發(fā)器的分頻系數(shù)；

S33）所述微控制器將所述ID信息配置為第一CAN收發(fā)器和第二CAN收發(fā)器的數(shù)據(jù)幀標(biāo)準(zhǔn)ID信息。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述步驟S4）還包括以下步驟；

S41）所述微控制器控制所述第一CAN收發(fā)器接收與之相連接的CAN總線的數(shù)據(jù)或信息；

S42）所述微控制器實(shí)時(shí)監(jiān)聽所述第一CAN收發(fā)器以及讀取接收中斷標(biāo)志的值；

S43）判斷接收中斷標(biāo)志的值是否為1，若為1，則進(jìn)入步驟S44）；若不為1，則進(jìn)入步驟S45）；

S44）若接收中斷標(biāo)志的值為1，表示此時(shí)所述第一CAN收發(fā)器接收中斷，所述微控制器將所述第一CAN收發(fā)器接收到的數(shù)據(jù)或信息按照所述第二CAN收發(fā)器的通信協(xié)議打包，控制所述第二CAN收發(fā)器將該打包的數(shù)據(jù)或信息傳遞至與所述第二CAN收發(fā)器相連的CAN總線，同時(shí)，所述微控制器將所述接收中斷標(biāo)志的值賦為0；

S45）若接收中斷標(biāo)志的值為0，表示此時(shí)所述第一CAN收發(fā)器接收未中斷，則所述微控制器觸發(fā)時(shí)鐘模塊，所述時(shí)鐘模塊計(jì)時(shí)延時(shí)時(shí)間；

S46）當(dāng)達(dá)到延時(shí)時(shí)間后，返回步驟S41）。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述步驟S46）還包括以下步驟，

S461）所述時(shí)鐘模塊的計(jì)數(shù)器記錄數(shù)據(jù)收發(fā)的循環(huán)次數(shù)；

S462）所述微控制器判定該循環(huán)次數(shù)是否達(dá)到所設(shè)上限；若沒有達(dá)到，則返回步驟S41）；若達(dá)到，則進(jìn)入步驟S463）

S463）所述微控制器記錄該數(shù)據(jù)收發(fā)循環(huán)上限，同時(shí)將所述計(jì)數(shù)器的值賦為0，并重新返回步驟S41）。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明的中繼器及其數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂品椒?，微控制器采用STM32F105內(nèi)部集成雙bxCAN控制器，支持CAN協(xié)議V2.0A和V2.0B，波特率最高可達(dá)1Mb/s，具有3個(gè)發(fā)送郵箱和2個(gè)3級(jí)深度的FIFO，能夠以最小的處理器的負(fù)荷來(lái)高效處理大量收到的報(bào)文，而且通過第一撥碼開關(guān)和第二撥碼開關(guān)的設(shè)置，能夠根據(jù)實(shí)時(shí)傳輸距離，及時(shí)控制傳輸速率，以達(dá)到高效的數(shù)據(jù)或信息的傳輸，通過第一收發(fā)器和第二收發(fā)器的分頻控制，達(dá)到數(shù)據(jù)或信息傳輸?shù)姆植竭M(jìn)行，能夠有效提高傳輸效率以及有效的保證數(shù)據(jù)或信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，通過計(jì)時(shí)模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)每次傳輸?shù)挠?jì)數(shù)，有利于數(shù)據(jù)的查詢和統(tǒng)計(jì)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的中繼器模塊示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的中繼器應(yīng)用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的第一撥碼開關(guān)示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的第二撥碼開關(guān)示意圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例的中繼器數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂品椒ú襟E流程圖。

其中。

1中繼器； 2 CAN總線

11第一CAN收發(fā)器； 12第二CAN收發(fā)器；

13第一撥碼開關(guān)； 14第二撥碼開關(guān)；

15微控制器； 16時(shí)鐘模塊；

17 SWD模塊； 18 USB接口模塊；

19 RS485收發(fā)器； 10 指示燈模塊。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例的說(shuō)明是參考附加的圖式，用以例示本發(fā)明可用以實(shí)施的特定實(shí)施例。本發(fā)明所提到的方向用語(yǔ)，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「頂」、「底」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語(yǔ)是用以說(shuō)明及理解本發(fā)明，而非用以限制本發(fā)明。

實(shí)施例：如圖1所示，一種中繼器，包括一第一CAN收發(fā)器11、一第二CAN收發(fā)器12、一第一撥碼開關(guān)13、一第二撥碼開關(guān)14、一微控制器15、一時(shí)鐘模塊16、一SWD模塊17、一USB接口模塊18、一RS485收發(fā)器19、一指示燈模塊10、一GPIO模塊以及一電源模塊。上述模塊均連接于微控制器15。

其中，在本實(shí)施例中，第一CAN收發(fā)器11和第二CAN收發(fā)器12使用內(nèi)置控制器和TGA1040數(shù)據(jù)收發(fā)器。

第一CAN收發(fā)器11和第二CAN收發(fā)器12用于與其各自對(duì)應(yīng)連接的CAN總線2進(jìn)行數(shù)據(jù)或信息的傳遞。

本實(shí)施例中，如圖2所示，第一CAN收發(fā)器11與下層級(jí)的CAN總線2進(jìn)行數(shù)據(jù)或信息的傳遞，第二CAN收發(fā)器12與上層級(jí)的CAN總線2進(jìn)行數(shù)據(jù)或信息的傳遞。

如圖3、圖4所示；本實(shí)施例中，第一撥碼開關(guān)13、第二撥碼開關(guān)14均有8位撥碼。其中，第一撥碼開關(guān)13用于配置一ID信息；其配置的ID信息范圍為0~255。第二撥碼開關(guān)14用于配置一第一波特率、第二波特率以及微控制器的BOOT模式。其中，第二撥碼開關(guān)14包括8位撥碼，其中，前兩位撥碼用于配置BOOT0和BOOT1的電平狀態(tài)，以配置所述微控制器復(fù)位后程序的啟動(dòng)區(qū)域，第三位到第五位撥碼用于配置第一波特率，第六位到第八位用于配置第二波特率。

本實(shí)施例中，微控制器15采用STM32f105RBT6，是一款基于STM32的CAN總線中繼器。STM32F105內(nèi)部集成雙bxCAN控制器。支持CAN協(xié)議V2.0A和V2.0B，波特率最高可達(dá)1Mb/s，具有3個(gè)發(fā)送郵箱和2個(gè)3級(jí)深度的FIFO，能夠以最小的CPU負(fù)荷來(lái)高效處理大量收到的報(bào)文。微控制器15是本中繼器1的計(jì)算與處理中心，同時(shí)控制其他模塊的工作，實(shí)現(xiàn)控制第一CAN收發(fā)器11的數(shù)據(jù)接收、接收數(shù)據(jù)接收解析、打包和以及控制第二CAN收發(fā)器12的數(shù)據(jù)發(fā)送。具體的，微控制器15用于初始化設(shè)置與之相連的各個(gè)模塊，包括從第一撥碼開關(guān)13讀取ID信息；以及將該ID信息設(shè)置為該中繼器1的ID信息；以及從第二撥碼開關(guān)14讀取第一波特率和第二波特率以及所述微控制器15的BOOT模式（即微控制器復(fù)位后程序的啟動(dòng)區(qū)域）；以及將第一波特率配置給第一CAN收發(fā)器11，將第二波特率配置給第二CAN收發(fā)器12；以及控制第一CAN收發(fā)器11、第二CAN收發(fā)器12數(shù)據(jù)或信息的接收和發(fā)送；微控制器15還用于定義和存儲(chǔ)一接收中斷標(biāo)志；以及用于根據(jù)所述第一波特率、第二波特率配置所述第一CAN收發(fā)器11、第二CAN收發(fā)器12的分頻系數(shù)；將該ID信息配置為第一CAN收發(fā)器11和第二CAN收發(fā)器12的數(shù)據(jù)幀標(biāo)準(zhǔn)ID信息。

時(shí)鐘模塊16，連接于微控制器15，時(shí)鐘模塊16用于設(shè)定延時(shí)時(shí)間。當(dāng)監(jiān)測(cè)到收發(fā)中斷值為0時(shí)，則延時(shí)一預(yù)設(shè)之間后，再重新控制第一CAN收發(fā)器11接收數(shù)據(jù)或信息。本實(shí)施例中，延時(shí)時(shí)間設(shè)定為10ms。而且10ms的延時(shí)時(shí)間既保證了數(shù)據(jù)或信息的及時(shí)傳遞，也能夠有效的控制數(shù)據(jù)或信息不錯(cuò)亂，提高數(shù)據(jù)或信息的傳遞效率。

SWD模塊17用于程序的更新下載調(diào)試。

USB接口模塊18和RS485收發(fā)器19設(shè)有預(yù)留接口，可與微控制器15實(shí)現(xiàn)USB和485通信，與CAN總線2組合可實(shí)現(xiàn)CAN總線2轉(zhuǎn)USB通信和CAN總線2轉(zhuǎn)485通信，具體根據(jù)情況選擇，使中繼器1接入和通信實(shí)現(xiàn)柔性化。

指示燈模塊10包括第一指示燈、第二指示燈、第三指示燈，第一指示燈用于指示第一CAN收發(fā)器11的工作狀態(tài)，如第一指示燈閃爍時(shí)表示第一CAN收發(fā)器11正在接收數(shù)據(jù)或信息，當(dāng)接收中斷標(biāo)志的值為1時(shí)，則第一指示燈取反；第二指示燈用于指示第二CAN收發(fā)器12的工作狀態(tài)，如第二指示燈閃爍時(shí)表示第二CAN收發(fā)器12正在發(fā)送數(shù)據(jù)或信息，當(dāng)接收中斷標(biāo)志的值為0時(shí)，則第二指示燈取反；；第三指示燈表示計(jì)數(shù)器次數(shù)判斷時(shí)程序的運(yùn)行狀態(tài)，如當(dāng)計(jì)時(shí)器的次數(shù)達(dá)到所預(yù)設(shè)的值時(shí)，本實(shí)施例中為預(yù)設(shè)值為1000，則第三指示燈取反。

為了充分的說(shuō)明上述實(shí)施例，以下提供了一種上述中繼器工作時(shí)數(shù)據(jù)傳遞控制方法。

如圖5所示，一種中繼器的數(shù)據(jù)傳遞控制方法，包括以下步驟。

S1）手動(dòng)設(shè)置第一撥碼開關(guān)13，配置一ID信息。手動(dòng)設(shè)置第二撥碼開關(guān)14，配置一第一波特率、第二波特率以及中繼器的BOOT模式。在該步驟中，通過撥動(dòng)8位撥碼來(lái)設(shè)置，如撥動(dòng)第二撥碼器的前2位來(lái)設(shè)置微控制器的BOOT模式，撥動(dòng)第二撥碼器的第3到5位來(lái)設(shè)置第一CAN收發(fā)器11第一波特率，撥動(dòng)第二撥碼器的第6到8位來(lái)設(shè)置第二CAN收發(fā)器12第二波特率，波特率是按照傳輸距離來(lái)設(shè)置的。

S2）啟動(dòng)中繼器1。首先初始化設(shè)置中繼器1的部分模塊和單元，如步驟S21）初始化設(shè)置時(shí)鐘模塊16、指示燈模塊10和GPIO模塊，包括設(shè)置時(shí)鐘模塊16的延時(shí)時(shí)間。

在步驟S22）中定義微控制器15的接收中斷標(biāo)志（receivestate）。如receivestate=1是，則說(shuō)明第一CAN收發(fā)器11接收中斷，receivestate=0是，則說(shuō)明第一CAN收發(fā)器11接收中斷中止。

微控制器15從所述第一撥碼開關(guān)13讀取所述ID信息，并將所述ID信息配置為所述中繼器1的ID信息。中繼器1將該ID信息作為與與之連接的CAN總線2進(jìn)行通信地址。

S3）初始化設(shè)置第一CAN收發(fā)器11、第二CAN收發(fā)器12。初始化設(shè)置包括以下步驟。

S31）微控制器15從所述第二撥碼開關(guān)14讀取所述第一波特率、第二波特率以并將所述第一波特率配置給所述第一CAN收發(fā)器11，將所述第二波特率配置給所述第二CAN收發(fā)器12。

S32）微控制器15根據(jù)所述第一波特率、第二波特率配置所述第一CAN收發(fā)器11、第二CAN收發(fā)器12的分頻系數(shù)。

S33）微控制器15將所述ID信息配置為第一CAN收發(fā)器11和第二CAN收發(fā)器12的數(shù)據(jù)幀標(biāo)準(zhǔn)ID信息。

初始化設(shè)置第一CAN收發(fā)器11、第二CAN收發(fā)器12是為了通過微控制器15分別分頻分時(shí)控制第一CAN收發(fā)器11、第二CAN收發(fā)器12的收發(fā)，使收發(fā)步驟能夠按序進(jìn)行。

S4）微控制器15控制第一CAN收發(fā)器11、第二CAN收發(fā)器12數(shù)據(jù)或信息的接收和發(fā)送。

所述步驟S4）還包括以下步驟。

S41）微控制器15控制第一CAN收發(fā)器11接收與之相連接的CAN總線2的數(shù)據(jù)或信息。即在接收中斷標(biāo)志中止階段，第一CAN收發(fā)器11接收數(shù)據(jù)或信息。

S42）微控制器15實(shí)時(shí)監(jiān)聽第一CAN收發(fā)器11以及讀取接收中斷標(biāo)志的值。該步驟是實(shí)時(shí)監(jiān)聽的作用，以便能夠及時(shí)的分頻控制第一CAN收發(fā)器11中斷接收和控制第二CAN收發(fā)器12發(fā)送打包的數(shù)據(jù)或信息，其具體判斷步驟如下。

S43）判斷接收中斷標(biāo)志的值是否為1，若為1，則進(jìn)入步驟S44）；若不為1，則進(jìn)入步驟S45）。

S44）若接收中斷標(biāo)志的值為1，表示此時(shí)第一CAN收發(fā)器11接收中斷，微控制器15將所述第一CAN收發(fā)器11接收到的數(shù)據(jù)或信息按照所述第二CAN收發(fā)器12的通信協(xié)議打包，控制第二CAN收發(fā)器12將該打包的數(shù)據(jù)或信息傳遞至與第二CAN收發(fā)器12相連的CAN總線2，同時(shí)，所述微控制器15將所述接收中斷標(biāo)志的值賦為0。

S45）若接收中斷標(biāo)志的值為0，表示此時(shí)第一CAN收發(fā)器11接收未中斷，則所述微控制器15觸發(fā)時(shí)鐘模塊16，所述時(shí)鐘模塊16計(jì)時(shí)延時(shí)時(shí)間；

S46）當(dāng)達(dá)到延時(shí)時(shí)間后，返回步驟S41）。

所述步驟S46）還包括以下步驟。

S461）所述時(shí)鐘模塊16的計(jì)數(shù)器記錄數(shù)據(jù)收發(fā)的循環(huán)次數(shù)；

S462）所述微控制器15判定該循環(huán)次數(shù)是否達(dá)到所設(shè)上限；若沒有達(dá)到，則返回步驟S41）；若達(dá)到，則進(jìn)入步驟S463）

S463）所述微控制器15記錄該數(shù)據(jù)收發(fā)循環(huán)上限，同時(shí)將所述計(jì)數(shù)器的值賦為0，并重新返回步驟S41）。

應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于經(jīng)充分說(shuō)明的本發(fā)明來(lái)說(shuō)，還可具有多種變換及改型的實(shí)施方案，并不局限于上述實(shí)施方式的具體實(shí)施例。上述實(shí)施例僅僅作為本發(fā)明的說(shuō)明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制?？傊景l(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)包括那些對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見的變換或替代以及改型。