專利名稱：一種基于ARM9的CANopen網關的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種CANopen網關，尤其涉及一種將GPS定位技術獲得的速度、位 置和海拔等信息傳送到CANopen總線上的CANopen網關。
背景技術：
近年來，隨著工業(yè)控制技術的快速發(fā)展，現(xiàn)場總線由于其可靠性高、成本低、故障 率低等優(yōu)點得到越來越廣泛的應用。CANopen通訊方式是目前發(fā)展迅速的通訊方式之一，具 有代碼開源，接口簡單，價格低廉，調試方便，性能可靠等優(yōu)點。特別是在列車、城市輕軌，地 鐵，汽車等領域，很多設備都提供CANopen接口來進行設備間的通訊。CANopen總線控制技術也被廣泛應用于列車控制，隨著對列車控制技術的要求越 來越高，需要實時的列車速度、位置和海拔等信息，目前列車速度的信息是通過在列車上安 裝速度傳感器進行實時測量獲得的，而海拔和位置等信息列車上還沒有相應的測量裝置， 也沒有參與到控制中。如果應用GPS技術，可以直接將列車的速度、位置和海拔等信息通過 CANopen總線發(fā)給主控單元MPU，并參與到控制中。GPS全球定位系統(tǒng)的基本原理是測量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機之間的距 離，然后綜合多顆衛(wèi)星的數(shù)據就可知道接收機的具體位置。全球定位系統(tǒng)的主要特點一是 全天候；二是全球覆蓋；三是三維定速定時高精度；四是快速省時高效率；五是應用廣泛。但是，GPS網絡的數(shù)據不能直接與CANopen總線互聯(lián)，需要一個由GPS網絡到 CANopen總線的一個數(shù)據轉換裝置，即GPS-CANopen網關，從而將GPS網絡的數(shù)據傳送到 CANopen總線上。發(fā)明內容為解決現(xiàn)有技術存在的上述問題，本實用新型設計一種將GPS定位技術獲得的速 度、位置、海拔等信息發(fā)送到CANopen總線上的CANopen網關，從而解決GPS網絡和CANopen 總線的互聯(lián)問題。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案如下一種基于ARM9的CANopen網關，包括GPS接收模塊、CANopen總線收發(fā)器、CANopen 總線協(xié)議控制器和ARM9中央處理器，所述的GPS接收模塊與ARM9中央處理器雙向連接，所 述的CANopen總線協(xié)議控制器與ARM9中央處理器雙向連接，所述的CANopen總線收發(fā)器與 CANopen總線協(xié)議控制器雙向連接，所述的GPS接收模塊通過天線與GPS網絡連接。所述的GPS接收模塊通過天線與GPS網絡連接，接收速度、位置和海拔等信息并將 數(shù)據發(fā)送到ARM9中央處理器。所述的ARM9中央處理器，負責CANopen總線協(xié)議控制器和GPS接收模塊的數(shù)據交 換，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。[0011 ] 所述的CANopen總線協(xié)議控制器根據CANopen總線通訊協(xié)議規(guī)定，讀取ARM9中央 處理器寫入CANopen總線協(xié)議控制器中的數(shù)據，經過編碼生成CANopen數(shù)據幀。[0012]所述的CANopen總線收發(fā)器，接收CANopen總線協(xié)議控制器的CANopen數(shù)據幀并 發(fā)送到CANopen總線上。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下有益效果1、由于本實用新型將通過GPS定位技術獲得的速度、位置、海拔等信息送到 CANopen總線上，主控單元MPU從CANopen總線上獲取信息，可以實時地測得列車的位置、速 度、海拔等信息，可以對列車的運行軌跡進行有效跟蹤，也可以對列車進行控制，避免列車 追尾、相撞等事故的發(fā)生，并且具有高可靠性、高信息量、高靈活性以及安裝方便、易于使用 的特點。2、由于本實用新型填補了國內這一領域的空白，為工業(yè)控制的CANopen總線和 GPS網絡的結合提供了解決方案，具有設計新穎、高可靠性、高靈活性和成本低廉的特點，在 城市輕軌、地鐵、汽車、農林機械等工業(yè)領域有廣泛的應用前景。
本實用新型有附圖2張，其中圖1為本實用新型基于ARM9的CANopen網關的結構框圖。圖2為ARM9中央處理器及其外圍接口電路結構框圖。圖中1、ARM9中央處理器，2、GPS接收模塊，3、CANopen總線收發(fā)器，4、CANopen總 線協(xié)議控制器。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型進行進一步地描述。如圖1所示，一種基于ARM9的 CANopen網關，包括GPS接收模塊2、CANopen總線收發(fā)器3、CANopen總線協(xié)議控制器4和 ARM9中央處理器1，所述的GPS接收模塊2與ARM9中央處理器1雙向連接，所述的CANopen 總線協(xié)議控制器4與ARM9中央處理器1雙向連接，所述的CANopen總線收發(fā)器3與CANopen 總線協(xié)議控制器4雙向連接，所述的GPS接收模塊2通過天線與GPS網絡連接。本實用新型所述的GPS接收模塊2通過天線與GPS網絡連接，接收速度、位置和海 拔等信息并發(fā)送到ARM9中央處理器1。本實用新型所述的ARM9中央處理器1，負責CANopen總線協(xié)議控制器4和GPS接 收模塊2的數(shù)據交換，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。本實用新型所述的CANopen總線協(xié)議控制器4根據CANopen總線通訊協(xié)議規(guī)定， 讀取ARM9中央處理器1寫入CANopen總線協(xié)議控制器4中的數(shù)據，經過編碼生成CANopen 數(shù)據幀。本實用新型所述的CANopen總線收發(fā)器3，接收CANopen總線協(xié)議控制器4的 CANopen數(shù)據幀并發(fā)送到CANopen總線。下面結合圖1-2對本實用新型的電路及其工作原理作進一步說明本實用新型的 電路包括CANopen總線控制電路、GPS接收模塊控制電路、ARM9中央處理器1及其外圍接口 電路，具體電路分類如下如圖1所示，CANopen總線控制電路是CANopen總線和ARM9中央處理器1接口的主要控制電路，主要包括CANopen總線協(xié)議控制器4、CANopen總線收發(fā)器3和ARM9中央處 理器1接口電路。ARM9中央處理器1通過標準的總線讀寫來控制CANopen總線協(xié)議控制器 4發(fā)送或者接受CANopen總線的數(shù)據，CANopen總線協(xié)議控制器4負責總線的監(jiān)視和管理、 發(fā)送或接收數(shù)據、編碼或解碼數(shù)據幀。CANopen總線收發(fā)器3負責將收發(fā)的數(shù)據轉換成符合 CANopen總線物理層規(guī)定的電信號，同時對CANopen的總線控制電路進行隔離和保護。如圖1所示，GPS接收模塊控制電路是GPS接收模塊和ARM9中央處理器1接口的 主要控制電路，主要包括GPS接收模塊2和ARM9中央處理器1接口電路。ARM9中央處理器 1通過標準的總線讀寫來GPS接收模塊2通過定位技術接收到的數(shù)據。如圖2所示，ARM9中央處理器1及其外圍接口電路實現(xiàn)了網關的中央控制功能，主 要包括ARM9中央處理器1、代碼存儲器、配置存儲器、程序存儲器、電源管理電路、復位電路 和實時時鐘。ARM9中央處理器1具有速度快、體積小、接口豐富、功耗低、無需輔助散熱設備 的優(yōu)點，主要負責運行PLC解釋器和用戶的應用程序。代碼存儲器由非易失性閃存(FLASH) 組成，永久存儲網關的控制代碼。配置存儲器由非易失性閃存(FLASH)組成，永久存儲用戶 的應用數(shù)據和總線配置數(shù)據。程序存儲器由同步動態(tài)隨機訪問存儲器(SDRAM)組成，具有 速度快、容量大的優(yōu)點，用于代碼運行時的內存分配。用戶可以通過圖形化編程工具進行應 用程序的編寫和編譯，生成二進制代碼文件后通過網絡接口下載至配置存儲器中，運行于 ARM9中央處理器1的PLC解釋器將自動加載并執(zhí)行用戶應用程序，對總線數(shù)據進行邏輯處 理。本實用新型不局限于上述實施例，任何在本實用新型披露的技術范圍內的等同構 思或者改變，均列為本實用新型的保護范圍。
權利要求1. 一種基于ARM9的CANopen網關，其特征是包括GPS接收模塊(2) XANopen總線收 發(fā)器(3)、CANopen總線協(xié)議控制器(4)和ARM9中央處理器(1)，所述的GPS接收模塊(2) 與ARM9中央處理器(1)雙向連接，所述的CANopen總線協(xié)議控制器(4)與ARM9中央處理 器⑴雙向連接，所述的CANopen總線收發(fā)器(3)與CANopen總線協(xié)議控制器(4)雙向連 接，所述的GPS接收模塊( 通過天線與GPS網絡連接。
專利摘要一種基于ARM9的CANopen網關，包括CANopen總線收發(fā)器、CANopen總線協(xié)議控制器、ARM9中央處理器和GPS接收模塊，所述的GPS接收模塊與ARM9中央處理器雙向連接，所述的CANopen總線協(xié)議控制器與ARM9中央處理器雙向連接，所述的CANopen總線協(xié)議控制器與CANopen總線收發(fā)器雙向連接，所述的GPS接收模塊通過天線與GPS網絡連接。本實用新型將通過GPS定位技術獲得的速度、位置、海拔等信息送到CANopen總線上，實現(xiàn)了GPS網絡和CANopen總線的數(shù)據交換，具有高可靠性、高靈活性和成本低廉的特點，在城市輕軌、地鐵、汽車、農林機械等工業(yè)領域有廣泛的應用前景。
文檔編號H04L12/66GK201830286SQ20102053801
公開日2011年5月11日 申請日期2010年9月19日 優(yōu)先權日2010年9月19日
發(fā)明者于躍, 任寶兵, 寧壽輝, 杜振環(huán), 王曉鵬 申請人:中國北車股份有限公司大連電力牽引研發(fā)中心