本發(fā)明涉及一種可編程轉(zhuǎn)換邏輯的can-lonworks協(xié)議轉(zhuǎn)換器，還涉及一種can-lonworks協(xié)議轉(zhuǎn)換方法。

背景技術(shù)：

can是iso國際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議，can總線以其抗干擾性好、成本低廉等特點，在汽車及工業(yè)測控等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。can總線協(xié)議提供了osi參考模型三層協(xié)議(物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層)，并定義了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，應(yīng)用層協(xié)議根據(jù)應(yīng)用對象自行定義。can協(xié)議的數(shù)據(jù)幀格式如圖1，包括7個部分：幀起始(startofframe)、仲裁場(arbitrationfield)、控制場(controlfield)、數(shù)據(jù)場(datafield)、crc場(crcfield)、應(yīng)答場(ackfield)、幀結(jié)尾(endofframe)。其中幀起始、crc場、應(yīng)答場、幀結(jié)尾由can控制器自動完成，仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場有用戶根據(jù)應(yīng)用對象進(jìn)行設(shè)計。

仲裁場包括識別符和遠(yuǎn)程發(fā)送請求位。遠(yuǎn)程發(fā)送請求位區(qū)別幀類型，為0時表示幀類型為遠(yuǎn)程幀，為1時表示幀類型為數(shù)據(jù)幀；識別符在不同的幀格式中有所不同，標(biāo)準(zhǔn)幀格式的識別符為11bit，擴(kuò)展幀格式的識別符為29bit。

控制場共6bit，在不同的幀格式中意義不同。標(biāo)準(zhǔn)幀格式時，由4bit數(shù)據(jù)長度，1bitide和1bit保留位組成；拓展幀時，由4bit數(shù)據(jù)長度和2bit保留位組成。

數(shù)據(jù)場由發(fā)送數(shù)據(jù)組成，共8byte。

lonworks總線具有支持多種介質(zhì)、拓展能力強、開放性好等特點，在樓宇自動化及工業(yè)測控等領(lǐng)域占據(jù)相當(dāng)大的比例。lonworks技術(shù)的核心是神經(jīng)元芯片，它包括一個固化的高級通訊協(xié)議(lontalk)。lontalk協(xié)議提供了osi參考模型的全部七層協(xié)議，其中1-6層協(xié)議固化在神經(jīng)元芯片中，只有第七層應(yīng)用協(xié)議是根據(jù)應(yīng)用對象自行定義。lonworks節(jié)點之間的數(shù)據(jù)交換通過消息來完成，消息一般可被編碼為應(yīng)用消息(applicationmessage)、外來幀消息(foreignframemessage)和網(wǎng)絡(luò)變量(networkvariable)。應(yīng)用消息和外來幀消息的報文編碼分別如圖2、圖3所示，包括消息編碼和數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)變量的報文編碼如圖4所示，包括數(shù)據(jù)傳輸方向(dir)、網(wǎng)絡(luò)變量選擇器(selector)和數(shù)據(jù)。

無論是can總線還是lonworks總線，其應(yīng)用協(xié)議種類繁多?，F(xiàn)有的can-lonworks協(xié)議轉(zhuǎn)換器，其can總線和lonworks總線的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程遵循的是固定單一的轉(zhuǎn)換邏輯，僅適用于兩種指定的總線應(yīng)用協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，無法適用于其它應(yīng)用協(xié)議轉(zhuǎn)換的場景。

can總線和lonworks總線之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，其核心是研究轉(zhuǎn)換邏輯，使兩種應(yīng)用協(xié)議按照轉(zhuǎn)換邏輯進(jìn)行轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)有的協(xié)議轉(zhuǎn)換器關(guān)注的是兩種總線底層協(xié)議的轉(zhuǎn)換，僅進(jìn)行can協(xié)議和lontalk協(xié)議的轉(zhuǎn)換，并不考慮其應(yīng)用層協(xié)議的種類繁多且各不相同，未關(guān)注兩種協(xié)議之間的復(fù)雜的邏輯關(guān)系，即未對lontalk協(xié)議的格式(消息類型、數(shù)據(jù)等)與can協(xié)議的格式(幀類型、幀格式、識別符、數(shù)據(jù)等)之間復(fù)雜的邏輯關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可認(rèn)為完成的僅僅是lontalk協(xié)議和can協(xié)議之間的透明傳輸，其轉(zhuǎn)換邏輯不支持修改。但協(xié)議轉(zhuǎn)換器在不同的應(yīng)用場合，需處理的lontalk的協(xié)議和can的協(xié)議也不盡相同，需要不同的轉(zhuǎn)換邏輯。如lontalk協(xié)議使用的消息類型可為應(yīng)用消息、外來幀消息和網(wǎng)絡(luò)變量中的之一，其消息編碼的長度也因消息類型而異；can幀類型可分遠(yuǎn)程幀和數(shù)據(jù)幀，幀格式可分標(biāo)準(zhǔn)幀和拓展幀，識別符的長度也因幀格式而異；因而，轉(zhuǎn)換邏輯所需解決的lontalk協(xié)議消息的消息編碼、數(shù)據(jù)與can協(xié)議的識別符、數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換邏輯不一而同。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種可適用于不同應(yīng)用層協(xié)議的can總線網(wǎng)絡(luò)和lonworks總線網(wǎng)絡(luò)之間通信，并且使用者可根據(jù)can協(xié)議和lontalk協(xié)議的應(yīng)用需求，對協(xié)議轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換邏輯進(jìn)行編程，使協(xié)議轉(zhuǎn)換器滿足應(yīng)用要求的可編程轉(zhuǎn)換邏輯的can-lonworks協(xié)議轉(zhuǎn)換器及協(xié)議轉(zhuǎn)換方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種可編程轉(zhuǎn)換邏輯的can-lonworks協(xié)議轉(zhuǎn)換器，其特征在于：包括can接口電路、mcu、神經(jīng)元芯片、lonworks接口電路、外部快閃存儲器、電源、eeprom以及上位機(jī)系統(tǒng)，所述mcu上集成有can控制器以用于完成can數(shù)據(jù)的處理，所述mcu、神經(jīng)元芯片上均連接一個外部快閃存儲器，所述can接口電路分別與can總線、mcu通訊連接，所述mcu與所述神經(jīng)元芯片通訊連接，所述lonworks接口電路分別與lonworks總線、神經(jīng)元芯片通訊連接，所述電源分別與所述mcu、神經(jīng)元芯片通訊連接以為所述mcu、神經(jīng)元芯片供電，所述上位機(jī)系統(tǒng)與所述mcu通訊連接，所述上位機(jī)能夠顯示can總線數(shù)據(jù)和lonworks總線數(shù)據(jù)，并能進(jìn)行轉(zhuǎn)換邏輯編程，所述eeprom與所述神經(jīng)元芯片通訊連接以存儲lontalk協(xié)議配置數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述can接口電路包括can收發(fā)器和隔離器，所述隔離器連接在所述can收發(fā)器和mcu之間。

優(yōu)選地，所述lonworks接口電路為lonworks收發(fā)器。

一種can-lonworks協(xié)議轉(zhuǎn)換方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一、上位機(jī)系統(tǒng)提供編程界面，用戶在上位機(jī)系統(tǒng)的編程界面對can轉(zhuǎn)lontalk的轉(zhuǎn)換邏輯以及l(fā)ontalk轉(zhuǎn)can的轉(zhuǎn)換邏輯，進(jìn)而實現(xiàn)can和lontalk之間的轉(zhuǎn)換邏輯的編輯；

步驟二、通過上位機(jī)系統(tǒng)的操作，將can轉(zhuǎn)lontalk的轉(zhuǎn)換邏輯以及l(fā)ontalk轉(zhuǎn)can的轉(zhuǎn)換邏輯下載到mcu，mcu將can轉(zhuǎn)lontalk的轉(zhuǎn)換邏輯以及l(fā)ontalk轉(zhuǎn)can的轉(zhuǎn)換邏輯存儲至mcu內(nèi)部的快閃存儲器或者所述的外部快閃存儲器內(nèi)；

步驟三、mcu接收并處理can接口電路傳送的can數(shù)據(jù)報文，對can數(shù)據(jù)報文按照can轉(zhuǎn)lontalk轉(zhuǎn)換邏輯進(jìn)行解析處理，進(jìn)而輸出can數(shù)據(jù)報文經(jīng)can轉(zhuǎn)lontalk轉(zhuǎn)換邏輯轉(zhuǎn)換后對應(yīng)的lontalk數(shù)據(jù)報文，然后將該lontalk數(shù)據(jù)報文發(fā)送到神經(jīng)元芯片中，進(jìn)而向lonworks接口輸出該lontalk數(shù)據(jù)報文；

lonworks總線經(jīng)lonworks接口電路向神經(jīng)元芯片傳送的lontalk數(shù)據(jù)報文被傳送至mcu中，mcu接收神經(jīng)元芯片的lontalk數(shù)據(jù)報文，解析并執(zhí)行l(wèi)ontalk轉(zhuǎn)can轉(zhuǎn)換邏輯，向can接口電路輸出轉(zhuǎn)換為can數(shù)據(jù)報文的lontalk數(shù)據(jù)報文；

如此can接口電路進(jìn)行can數(shù)據(jù)報文的收發(fā)；lonworks接口電路進(jìn)行l(wèi)ontalk數(shù)據(jù)報文的收發(fā)；

步驟四、通過can接口電路收發(fā)的can數(shù)據(jù)報文對應(yīng)的can總線數(shù)據(jù)以及通過lonworks接口電路收發(fā)的lontalk數(shù)據(jù)報文對應(yīng)的lontalk總線數(shù)據(jù)通過上位機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行顯示。

can和lontalk之間轉(zhuǎn)換邏輯的編輯包括設(shè)置can協(xié)議的幀類型、幀格式與lontalk協(xié)議的消息類型之間的轉(zhuǎn)換邏輯。

作為改進(jìn)，can轉(zhuǎn)lontalk的轉(zhuǎn)換邏輯方法為：編輯can協(xié)議的識別符、長度、數(shù)據(jù)的賦值表達(dá)式，所述賦值表達(dá)式包括lontalk協(xié)議的消息編碼或網(wǎng)絡(luò)變量選擇器、長度、數(shù)據(jù)以及操作符，所述操作符包括邏輯運算符和算術(shù)運算符。

作為改進(jìn)，lontalk轉(zhuǎn)can的轉(zhuǎn)換邏輯方法為：編輯lontalk協(xié)議的消息編碼或網(wǎng)絡(luò)變量選擇器、長度、數(shù)據(jù)的賦值表達(dá)式，所述賦值表達(dá)式包括can協(xié)議的識別符、長度、數(shù)據(jù)以及操作符，所述操作符包括邏輯運算符和算術(shù)運算符。

上位機(jī)系統(tǒng)顯示can總線數(shù)據(jù)和lontalk總線數(shù)據(jù)的過程為：mcu存儲最近一次從can接口電路接收的can數(shù)據(jù)報文，標(biāo)志為接收的can數(shù)據(jù)報文；

mcu存儲最近一次根據(jù)lontalk轉(zhuǎn)can轉(zhuǎn)換邏輯轉(zhuǎn)換而來的can數(shù)據(jù)報文，標(biāo)識為發(fā)送的can數(shù)據(jù)報文；

mcu存儲最近一次從神經(jīng)元芯片接收的lontalk數(shù)據(jù)報文，標(biāo)志為接收的lontalk數(shù)據(jù)報文；

mcu存儲最近一次根據(jù)can轉(zhuǎn)lontalk轉(zhuǎn)換邏輯轉(zhuǎn)換而來的lontalk數(shù)據(jù)報文，標(biāo)識為發(fā)送的lontalk數(shù)據(jù)報文；

上位機(jī)系統(tǒng)從mcu獲取接收的can數(shù)據(jù)報文、發(fā)送的can數(shù)據(jù)報文、接收的lontalk數(shù)據(jù)報文和發(fā)送的lontalk數(shù)據(jù)報文；

上位機(jī)系統(tǒng)在界面上實時更新顯示can總線數(shù)據(jù)和lonworks總線數(shù)據(jù)，所述can總線數(shù)據(jù)包括接收的can數(shù)據(jù)報文、發(fā)送的can數(shù)據(jù)報文，所述lonworks總線數(shù)據(jù)包括接收的lontalk數(shù)據(jù)報文和發(fā)送的lontalk數(shù)據(jù)報文。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明中的可編程轉(zhuǎn)換邏輯的can-lonworks協(xié)議轉(zhuǎn)換器及協(xié)議轉(zhuǎn)換方法可以通過上位機(jī)系統(tǒng)對can和lontalk之間的轉(zhuǎn)換邏輯進(jìn)行編程，進(jìn)而下載至mcu中使用，如此在can-lonworks協(xié)議轉(zhuǎn)換的不同應(yīng)用場景，通過對can和lontalk之間的轉(zhuǎn)換邏輯的適應(yīng)性編程來滿足應(yīng)用需求，使得can總線和lonworks總線的應(yīng)用范圍更廣。

附圖說明

圖1為can協(xié)議的數(shù)據(jù)幀格式圖。

圖2為lonworks節(jié)點之間的應(yīng)用消息報文結(jié)構(gòu)圖。

圖3為lonworks節(jié)點之間的外來幀消息報文結(jié)構(gòu)圖。

圖4為lonworks節(jié)點之間的網(wǎng)絡(luò)變量報文結(jié)構(gòu)圖。

圖5為本發(fā)明實施例中可編程轉(zhuǎn)換邏輯的can-lonworks協(xié)議轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1所示，本實施例中的可編程轉(zhuǎn)換邏輯的can-lonworks協(xié)議轉(zhuǎn)換器，包括can接口電路1、mcu2、神經(jīng)元芯片3、lonworks接口電路4、外部快閃存儲器5、電源6、eeprom7以及上位機(jī)系統(tǒng)8。

其中mcu2上集成有can控制器以用于完成can數(shù)據(jù)的處理。

mcu2、神經(jīng)元芯片3上均連接一個外部快閃存儲器5。mcu2通過i2c或spi或sci的通訊方式與外部快閃存儲器5通信進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。神經(jīng)元芯片3通過i2c或spi或sci的通訊方式與所述外部存儲器flash通信進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。

can接口電路1分別與can總線、mcu2通訊連接，can接口電路1包括can收發(fā)器和隔離器，隔離器連接在can收發(fā)器和mcu2之間。

mcu2與神經(jīng)元芯片3通訊連接。mcu2通過i2c或spi或sci或uart通訊方式與神經(jīng)元芯片3通信完成數(shù)據(jù)交換。

lonworks接口電路4分別與lonworks總線、神經(jīng)元芯片3通訊連接，電源6分別與mcu2、神經(jīng)元芯片3通訊連接以為mcu2、神經(jīng)元芯片3供電。本實施例中l(wèi)onworks接口電路4為lonworks收發(fā)器。

上位機(jī)系統(tǒng)8與mcu2通訊連接，上位機(jī)能夠顯示can總線數(shù)據(jù)和lonworks總線數(shù)據(jù)，并能進(jìn)行轉(zhuǎn)換邏輯編程。mcu2通過uart/usb/以太網(wǎng)通訊方式與上位機(jī)系統(tǒng)8通信完成人機(jī)交互。

eeprom7與神經(jīng)元芯片3通訊連接以存儲lontalk協(xié)議配置數(shù)據(jù)。神經(jīng)元芯片3通過i2c/spi/sci通訊方式與所述eeprom7通信進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。

采用前述的can-lonworks協(xié)議轉(zhuǎn)換器進(jìn)行的can-lonworks協(xié)議轉(zhuǎn)換方法，包括以下步驟：

步驟一、上位機(jī)系統(tǒng)8提供編程界面，用戶在上位機(jī)系統(tǒng)8的編程界面對can轉(zhuǎn)lontalk的轉(zhuǎn)換邏輯以及l(fā)ontalk轉(zhuǎn)can的轉(zhuǎn)換邏輯，進(jìn)而實現(xiàn)can和lontalk之間的轉(zhuǎn)換邏輯的編輯；

步驟二、通過上位機(jī)系統(tǒng)8的操作，將can轉(zhuǎn)lontalk的轉(zhuǎn)換邏輯以及l(fā)ontalk轉(zhuǎn)can的轉(zhuǎn)換邏輯下載到mcu2，mcu2將can轉(zhuǎn)lontalk的轉(zhuǎn)換邏輯以及l(fā)ontalk轉(zhuǎn)can的轉(zhuǎn)換邏輯存儲至mcu2內(nèi)部的快閃存儲器或者所述的外部快閃存儲器5內(nèi)；

can和lontalk之間轉(zhuǎn)換邏輯的編輯包括設(shè)置can協(xié)議的幀類型、幀格式與lontalk協(xié)議的消息類型之間的轉(zhuǎn)換邏輯；

can轉(zhuǎn)lontalk的轉(zhuǎn)換邏輯方法為：編輯can協(xié)議的識別符、長度、數(shù)據(jù)的賦值表達(dá)式，所述賦值表達(dá)式包括lontalk協(xié)議的消息編碼或網(wǎng)絡(luò)變量選擇器、長度、數(shù)據(jù)以及操作符，所述操作符包括邏輯運算符和算術(shù)運算符；

lontalk轉(zhuǎn)can的轉(zhuǎn)換邏輯方法為：編輯lontalk協(xié)議的消息編碼或網(wǎng)絡(luò)變量選擇器、長度、數(shù)據(jù)的賦值表達(dá)式，所述賦值表達(dá)式包括can協(xié)議的識別符、長度、數(shù)據(jù)以及操作符，所述操作符包括邏輯運算符和算術(shù)運算符；

步驟三、mcu2接收并處理can接口電路1傳送的can數(shù)據(jù)報文，對can數(shù)據(jù)報文按照can轉(zhuǎn)lontalk轉(zhuǎn)換邏輯進(jìn)行解析處理，進(jìn)而輸出can數(shù)據(jù)報文經(jīng)can轉(zhuǎn)lontalk轉(zhuǎn)換邏輯轉(zhuǎn)換后對應(yīng)的lontalk數(shù)據(jù)報文，然后將該lontalk數(shù)據(jù)報文發(fā)送到神經(jīng)元芯片3中，進(jìn)而向lonworks接口輸出該lontalk數(shù)據(jù)報文；

lonworks總線經(jīng)lonworks接口電路4向神經(jīng)元芯片3傳送的lontalk數(shù)據(jù)報文被傳送至mcu2中，mcu2接收神經(jīng)元芯片3的lontalk數(shù)據(jù)報文，解析并執(zhí)行l(wèi)ontalk轉(zhuǎn)can轉(zhuǎn)換邏輯，向can接口電路1輸出轉(zhuǎn)換為can數(shù)據(jù)報文的lontalk數(shù)據(jù)報文；

如此can接口電路1進(jìn)行can數(shù)據(jù)報文的收發(fā)；lonworks接口電路4進(jìn)行l(wèi)ontalk數(shù)據(jù)報文的收發(fā)；

步驟四、通過can接口電路1收發(fā)的can數(shù)據(jù)報文對應(yīng)的can總線數(shù)據(jù)以及通過lonworks接口電路4收發(fā)的lontalk數(shù)據(jù)報文對應(yīng)的lontalk總線數(shù)據(jù)通過上位機(jī)系統(tǒng)8進(jìn)行顯示；

上位機(jī)系統(tǒng)8顯示can總線數(shù)據(jù)和lontalk總線數(shù)據(jù)的過程為：mcu2存儲最近一次從can接口電路1接收的can數(shù)據(jù)報文，標(biāo)志為接收的can數(shù)據(jù)報文；

mcu2存儲最近一次根據(jù)lontalk轉(zhuǎn)can轉(zhuǎn)換邏輯轉(zhuǎn)換而來的can數(shù)據(jù)報文，標(biāo)識為發(fā)送的can數(shù)據(jù)報文；

mcu2存儲最近一次從神經(jīng)元芯片3接收的lontalk數(shù)據(jù)報文，標(biāo)志為接收的lontalk數(shù)據(jù)報文；

mcu2存儲最近一次根據(jù)can轉(zhuǎn)lontalk轉(zhuǎn)換邏輯轉(zhuǎn)換而來的lontalk數(shù)據(jù)報文，標(biāo)識為發(fā)送的lontalk數(shù)據(jù)報文；

上位機(jī)系統(tǒng)8從mcu2獲取接收的can數(shù)據(jù)報文、發(fā)送的can數(shù)據(jù)報文、接收的lontalk數(shù)據(jù)報文和發(fā)送的lontalk數(shù)據(jù)報文；

上位機(jī)系統(tǒng)8在界面上實時更新顯示can總線數(shù)據(jù)和lonworks總線數(shù)據(jù)，所述can總線數(shù)據(jù)包括接收的can數(shù)據(jù)報文、發(fā)送的can數(shù)據(jù)報文，所述lonworks總線數(shù)據(jù)包括接收的lontalk數(shù)據(jù)報文和發(fā)送的lontalk數(shù)據(jù)報文。

本發(fā)明中的可編程轉(zhuǎn)換邏輯的can-lonworks協(xié)議轉(zhuǎn)換器及協(xié)議轉(zhuǎn)換方法可以通過上位機(jī)系統(tǒng)8對can和lontalk之間的轉(zhuǎn)換邏輯進(jìn)行編程，進(jìn)而下載至mcu2中使用，如此在can-lonworks協(xié)議轉(zhuǎn)換的不同應(yīng)用場景，通過對can和lontalk之間的轉(zhuǎn)換邏輯的適應(yīng)性編程來滿足應(yīng)用需求，使得can總線和lonworks總線的應(yīng)用范圍更廣。