專利名稱：CAN總線到LonWorks總線的智能網(wǎng)關(guān)及其實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種CAN總線到LonWorks總線的智能網(wǎng)關(guān)及其實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
隨著全世界成千上萬(wàn)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)商的出現(xiàn)和幾百萬(wàn)設(shè)備的安裝，Lonfforks系統(tǒng)已 經(jīng)成為樓宇自動(dòng)化、工業(yè)、運(yùn)輸和公共設(shè)備控制網(wǎng)首屈一指的開(kāi)放式解決方案。LonWorks的 基本元件同時(shí)具有通信與控制功能，并且固化了 IS0/0SI全部7層通信協(xié)議及34種I/O控 制對(duì)象。LonWorks改善了 CSMA(載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn))，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載很重時(shí)，也不會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò) 癱瘓，其網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議采用了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，稱之為“網(wǎng)絡(luò)變量”，使網(wǎng)絡(luò)通信的設(shè)計(jì) 簡(jiǎn)化為參數(shù)設(shè)計(jì)。CAN總線的技術(shù)特點(diǎn)為總線上任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其它 節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從。CAN總線采用非破壞性總線仲裁技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載很重的情況 下，也不會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。CAN總線節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下，可以自動(dòng)切斷它與總線的聯(lián) 系。CAN總線節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下，可自動(dòng)切斷它與總線的聯(lián)系。CAN具有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，一 點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播傳送數(shù)據(jù)的功能。國(guó)內(nèi)外對(duì)于CAN總線和LonWorks總線都是分別應(yīng)用于各自適用的領(lǐng)域，而實(shí)際應(yīng) 用中需要實(shí)現(xiàn)一種CAN總線到LonWorks總線的智能網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)，即實(shí)現(xiàn)這兩種總線間的通

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，提供一種CAN總線到LonWorks總線的智能網(wǎng)關(guān)及其實(shí)現(xiàn) 方法，以實(shí)現(xiàn)CAN總線和LonWorks總線之間的通信。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種CAN總線到LonWorks總線的智能網(wǎng)關(guān)，其 包括CAN收發(fā)器、LonWorks收發(fā)器、CAN控制器和LonWorks控制器，其中，所述CAN收發(fā)器，其一端與CAN總線連接，其另一端與所述CAN控制器連接；所述CAN控制器，其與所述LonWorks控制器連接；所述LonWorks收發(fā)器，其一端與LonWorks總線連接，其另一端與所述LonWorks 控制器連接。本發(fā)明還提供了一種CAN總線到LonWorks總線的智能網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn)方法，其是基于 上述的CAN總線到LonWorks總線的智能網(wǎng)關(guān)的，其特征在于，包括以下步驟步驟1 為CAN控制器和LonWorks控制器設(shè)置I/O接口的連接方式；步驟2 選擇LonWorks控制器的I/O工作對(duì)象；步驟3 所述CAN收發(fā)器接收并處理CAN報(bào)文，所述LonWorks收發(fā)器接收并處理 Lonfforks 艮文。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的CAN總線到LonWorks總線的智能網(wǎng)關(guān)及其實(shí)現(xiàn)方 法，可以實(shí)現(xiàn)CAN總線和LonWorks總線之間的通信。


圖1是本發(fā)明所述的CAN總線到LonWorks總線的智能網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明所述的CAN總線到LonWorks總線的智能網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn)方法的一具體 實(shí)施方式應(yīng)用的智能網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明所述的CAN總線到LonWorks總線的智能網(wǎng)關(guān)，包括CAN收發(fā) 器、CAN控制器、Lonfforks收發(fā)器和LonWorks控制器，其中所述CAN收發(fā)器，其一端與CAN總線連接，其另一端與所述CAN控制器連接；所述CAN控制器，其與所述LonWorks控制器連接；所述LonWorks收發(fā)器，其一端與LonWorks總線連接，其另一端與所述LonWorks 控制器連接。優(yōu)選的，本發(fā)明所述的CAN總線到LonWorks總線的智能網(wǎng)關(guān)，還包括復(fù)位電路，所 述復(fù)位電路與所述LonWorks控制器連接。優(yōu)選的，本發(fā)明所述的CAN總線到LonWorks總線的智能網(wǎng)關(guān)，還包括光耦隔離電 路，所述光耦隔離電路的一端與所述CAN收發(fā)器連接，所述光耦隔離電路的另一端與所述 CAN控制器連接。優(yōu)選的，所述CAN控制器的型號(hào)為SJA1000，所述LonWorks控制器采用神經(jīng)元芯片 3150，所述CAN收發(fā)器的型號(hào)為82C250，Lonfforks收發(fā)器的型號(hào)為FTT-10A。本發(fā)明還提供了一種CAN總線到LonWorks總線的智能網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn)方法，其是基于 上述的CAN總線到LonWorks總線的智能網(wǎng)關(guān)的，包括以下步驟步驟1 為CAN控制器和LonWorks控制器設(shè)置I/O接口的連接方式；步驟2 選擇LonWorks控制器的I/O工作對(duì)象；步驟3 所述CAN收發(fā)器接收并處理CAN報(bào)文，所述LonWorks收發(fā)器接收并處理 Lonfforks 艮文。當(dāng)所述CAN控制器的型號(hào)為SJA1000，所述LonWorks控制器采用神經(jīng)元芯片 3150 ；在步驟1中，SJA1000的mode腳接高電平，使其工作在Intel方式；SJA1000的中 斷管腳INT懸空，使其工作在查詢方式；SJA1000的地址數(shù)據(jù)復(fù)用總線ADO AD7接到神經(jīng) 元芯片3150的IOO 107，SJA1000的地址鎖存信號(hào)信號(hào)管腳ALE接神經(jīng)元芯片3150的 108，SJA1000的寫(xiě)信號(hào)管腳WR接神經(jīng)元芯片3150的109，SJA1000的讀信號(hào)管腳RD接神 經(jīng)元芯片3150的1010，SJA1000的片選信號(hào)管腳CS接地。在步驟2中，為神經(jīng)元芯片3150定義一個(gè)并行1/0對(duì)象，該并行1/0對(duì)象為多總 線 1/0 對(duì)象 io_local_bus。下面結(jié)合圖2說(shuō)明本發(fā)明所述的方法的一具體實(shí)施方式
，本實(shí)施方式由以下步驟 組成步驟1、設(shè)計(jì)智能網(wǎng)關(guān)的硬件原理圖，為CAN控制器SJA1000與神經(jīng)元芯片3150選擇 1/0接口的連接方式；步驟2、選擇神經(jīng)元芯片3150的1/0工作對(duì)象；步驟3、為智能網(wǎng)關(guān)設(shè) 計(jì)軟件實(shí)現(xiàn)方案。
具體實(shí)施方式
一中步驟1如附圖2所示對(duì)SJA1000與神經(jīng)元芯片3150的連接方 式進(jìn)行設(shè)置如下SJA1000的mode腳接高電平，使其工作在Intel方式；SJA1000的中斷管 腳INT懸空，為了使其工作在查詢方式。SJA1000的地址數(shù)據(jù)復(fù)用總線ADO AD7接到神 經(jīng)元芯片3150的100 I07，SJA1000的地址鎖存信號(hào)信號(hào)管腳ALE接神經(jīng)元芯片3150的 108，SJA1000的寫(xiě)信號(hào)管腳WR接神經(jīng)元芯片3150的109，SJA1000的讀信號(hào)管腳RD接神 經(jīng)元芯片3150的1010，SJA1000的片選信號(hào)管腳CS接地。步驟2中對(duì)神經(jīng)元芯片3150的I/O工作對(duì)象的選擇具體實(shí)現(xiàn)如下為神經(jīng)元芯片 3150定義一個(gè)并行I/O對(duì)象類型，具體為多總線(Muxbus) I/O對(duì)象i0_l0Cal_buS，程序中 定義語(yǔ)句如下I0_0muxbus io_local_bus ；該I/O對(duì)象類型使用全部的11個(gè)I/O引腳形成一個(gè)8為地址和雙向數(shù)據(jù)總線接 口。該對(duì)象使用引腳100 107，用于8位地址總線和8位數(shù)據(jù)總線。引腳108 1010為 控制信號(hào)，其中108為地址鎖定選通，高電平有效；109為寫(xiě)選通，低電平有效；1010為讀選 通，低電平有效。它總是由神經(jīng)元芯片驅(qū)動(dòng)。步驟3為智能網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)軟件實(shí)現(xiàn)方案的程序流程圖如附圖3所示程序設(shè)計(jì)包括 初始化模塊、CAN報(bào)文接收處理模塊和LonWorks報(bào)文接收處理模塊。在初始化模塊中，定 義IO對(duì)象、兩個(gè)輸入網(wǎng)絡(luò)變量NV_ID_Gateway_in和NV_Data_Gateway_in及兩個(gè)輸出網(wǎng)絡(luò) 變量NV_ID_Gateway_out和NV_Data_Gateway_out，兩個(gè)輸入網(wǎng)絡(luò)變量對(duì)應(yīng)于所發(fā)送CAN報(bào) 文的ID和數(shù)據(jù)場(chǎng)，兩個(gè)輸出網(wǎng)絡(luò)變量對(duì)應(yīng)于所接收CAN報(bào)文的ID和數(shù)據(jù)場(chǎng)(在LonWorks 網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點(diǎn)中均存在與其對(duì)應(yīng)的四個(gè)網(wǎng)絡(luò)變量，如NV_ID_Node_out、NV_Data_Node_ out、NV_ID_Node_in、NV_Data_Node_in)，將 LonWorks 節(jié)點(diǎn)中的輸出網(wǎng)絡(luò)變量 NV_ID_Node_ out、NV_Data_Node_out鏈接至智能網(wǎng)關(guān)中對(duì)應(yīng)的輸入網(wǎng)絡(luò)變量NV_ID_Gateway_in、NV_ Data_Gateway_in,將智能網(wǎng)關(guān)中的輸出網(wǎng)絡(luò)變量 NV_ID_Gateway_out、NV_Data_Gateway_ out鏈接至LonWorks節(jié)點(diǎn)中對(duì)應(yīng)的輸入網(wǎng)絡(luò)變量NV_ID_Node_in、NV_Data_Node_in ；為神 經(jīng)元芯片3150定義一個(gè)并行1/0對(duì)象類型，具體為多總線(Muxbus) 1/0對(duì)象io_loCal_ bus，程序中定義語(yǔ)句如下I0_0muxbus io_local_bus ；最后對(duì)SJA1000進(jìn)行初始化，在 CAN報(bào)文接收處理模塊中，循環(huán)檢測(cè)SJA1000接收緩沖器狀態(tài)位，當(dāng)其為真時(shí)讀取接收緩沖 器內(nèi)容，將其標(biāo)識(shí)符、RTR和DLC寫(xiě)入NV_ID_Gateway_out，將其數(shù)據(jù)場(chǎng)內(nèi)容寫(xiě)入NV_Data_ Gateway_out,并釋放接收緩沖器，此時(shí)這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)變量的值自動(dòng)映射到LonWorks節(jié)點(diǎn)中 的NV_ID_Node_in、NV_Data_Node_in中，這就完成了將CAN總線報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到LonWorks總線 的功能；在LonWorks報(bào)文接收處理模塊中，循環(huán)檢測(cè)兩個(gè)輸入網(wǎng)絡(luò)變量NV_ID_Gateway_in 及NV_Data_Gateway_in的值是否更新，如果更新，代表接收到LonWorks總線報(bào)文，將這兩 個(gè)網(wǎng)絡(luò)變量的值寫(xiě)入SJA1000的發(fā)送緩沖器中，并發(fā)送該報(bào)文到CAN總線上，這就完成了將 Lonfforks總線報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到CAN總線的功能。以上說(shuō)明對(duì)發(fā)明而言只是說(shuō)明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在 不脫離所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改、變化或等效，但都將 落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種CAN總線到LonWorks總線的智能網(wǎng)關(guān)，其特征在于，其包括CAN收發(fā)器、LonWorks收發(fā)器、CAN控制器和LonWorks控制器，其中，所述CAN收發(fā)器，其一端與CAN總線連接，其另一端與所述CAN控制器連接；所述CAN控制器，其與所述LonWorks控制器連接；所述LonWorks收發(fā)器，其一端與LonWorks總線連接，其另一端與所述LonWorks控制器連接。
2.如權(quán)利要求1所述的CAN總線到LonWorks總線的智能網(wǎng)關(guān)，其特征在于，其還包括 復(fù)位電路，所述復(fù)位電路與所述LonWorks控制器連接。(由于在撰寫(xiě)時(shí)將神經(jīng)元芯片上位 為L(zhǎng)onWorks控制器，因此我方進(jìn)行了如上修改，請(qǐng)貴方確認(rèn))
3.如權(quán)利要求1或2所述的CAN總線到LonWorks總線的智能網(wǎng)關(guān)，其特征在于，其還 包括光耦隔離電路，所述光耦隔離電路的一端與所述CAN收發(fā)器連接，所述光耦隔離電路 的另一端與所述CAN控制器連接。
4.如權(quán)利要求1或2所述的CAN總線到LonWorks總線的智能網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述 CAN控制器的型號(hào)為SJA1000，所述LonWorks控制器采用神經(jīng)元芯片3150，所述CAN收發(fā)器 的型號(hào)為82C250，Lonfforks收發(fā)器的型號(hào)為FTT-10A。
5.一種CAN總線到LonWorks總線的智能網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn)方法，其是基于如權(quán)利要求1所述 的CAN總線到LonWorks總線的智能網(wǎng)關(guān)的，其特征在于，包括以下步驟步驟1 為CAN控制器和LonWorks控制器設(shè)置I/O接口的連接方式；步驟2 選擇LonWorks控制器的I/O工作對(duì)象；步驟3 所述CAN收發(fā)器接收并處理CAN報(bào)文，所述LonWorks收發(fā)器接收并處理 Lonfforks 艮文。
6.如權(quán)利要求5所述的CAN總線到LonWorks總線的智能網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在 于，所述CAN控制器的型號(hào)為SJA1000，所述LonWorks控制器采用神經(jīng)元芯片3150 ；在步驟1中，SJA1000的mode腳接高電平，使其工作在Intel方式；SJA1000的中斷管 腳INT懸空，使其工作在查詢方式；SJA1000的地址數(shù)據(jù)復(fù)用總線ADO AD7接到神經(jīng)元芯 片3150的IOO 107，SJA1000的地址鎖存信號(hào)信號(hào)管腳ALE接神經(jīng)元芯片3150的108， SJA1000的寫(xiě)信號(hào)管腳WR接神經(jīng)元芯片3150的109，SJA1000的讀信號(hào)管腳RD接神經(jīng)元 芯片3150的1010，SJA1000的片選信號(hào)管腳CS接地。
7.如權(quán)利要求6所述的CAN總線到LonWorks總線的智能網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在 于，在步驟2中，為神經(jīng)元芯片3150定義一個(gè)并行I/O對(duì)象，該并行I/O對(duì)象為多總線I/O 對(duì)象 io_local—bus。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種CAN總線到LonWorks總線的智能網(wǎng)關(guān)及其實(shí)現(xiàn)方法，所述智能網(wǎng)關(guān)包括CAN收發(fā)器、LonWorks收發(fā)器、CAN控制器和LonWorks控制器，其中，所述CAN收發(fā)器，其一端與CAN總線連接，其另一端與所述CAN控制器連接；所述CAN控制器，其與所述LonWorks控制器連接；所述LonWorks收發(fā)器，其一端與LonWorks總線連接，其另一端與所述LonWorks控制器連接。所述實(shí)現(xiàn)方法包括以下步驟步驟1為CAN控制器和LonWorks控制器設(shè)置I/O接口的連接方式；步驟2選擇LonWorks控制器的I/O工作對(duì)象；步驟3所述CAN收發(fā)器接收并處理CAN報(bào)文，所述LonWorks收發(fā)器接收并處理LonWorks報(bào)文。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)CAN總線和LonWorks總線之間的通信。
文檔編號(hào)H04L12/40GK101924716SQ201010267609
公開(kāi)日2010年12月22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)明者佟為明, 張博琦, 李鳳閣, 李辰, 趙志衡, 陳培友, 高月龍 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)