一種傳輸速率自動(dòng)切換的can通信裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及數(shù)據(jù)傳輸及通訊領(lǐng)域，尤其涉及一種傳輸速率自動(dòng)切換的CAN通
I Pt 目.0
【背景技術(shù)】
[0002]CAN總線技術(shù)得到了越來越多的應(yīng)用，但CAN信號(hào)的傳輸受到信號(hào)傳輸距離、傳輸速率、線纜的阻抗容抗特性、電磁干擾、環(huán)境因素等影響。目前，為了增加CAN總線傳輸?shù)目垢蓴_能力，可通過使用匹配的終端電阻、在CAN裝置中使用匹配的電容、CAN總線使用阻抗特性小的屏蔽雙絞線、使用CAN收發(fā)隔離等方式。另外，CAN信號(hào)在低速率傳輸時(shí)的抗干擾能力相對(duì)較強(qiáng)，可采用較低的CAN傳輸速率。如CAN傳輸速率在500kb/s情況下，可靠傳輸距離公認(rèn)的為130米；在溫度過高或過低、電磁干擾等作用下，CAN的可靠傳輸距離可能較低到110米，而同等條件下，若采用250kb/s的CAN傳輸速率，130米的距離還可以進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)傳輸。目前的CAN裝置大多使用固定傳輸速率，并測(cè)試驗(yàn)證某傳輸速率下CAN信號(hào)能夠可靠傳輸。
[0003]采用固定傳輸速率的CAN裝置，在特殊情況下，如環(huán)境溫度的過高或過低變化、高頻的震動(dòng)，CAN總線上的阻抗特性和容抗特性可能變化較大，CAN信號(hào)波形可能產(chǎn)生失真，導(dǎo)致原本速率下CAN信號(hào)的錯(cuò)誤幀較多。這些情況導(dǎo)致CAN傳輸?shù)目煽啃暂^低，甚至信號(hào)傳輸失敗。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種傳輸速率自動(dòng)切換的CAN通信裝置，以解決根據(jù)錯(cuò)誤幀出現(xiàn)概率切換CAN通訊速率的技術(shù)問題。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種傳輸速率自動(dòng)切換的CAN通信裝置，其特征在于，包括:處理器模塊，主從切換開關(guān)，第一、第二 CAN收發(fā)隔離電路；所述處理器模塊與主從切換開關(guān)相連，以對(duì)CAN通信裝置進(jìn)行設(shè)定主從設(shè)置；所述處理器模塊與第一 CAN收發(fā)隔離電路相連，以進(jìn)行CAN通信；所述處理器模塊與第二 CAN收發(fā)隔離電路相連，以偵聽CAN總線上的錯(cuò)誤幀；所述處理器模塊適于根據(jù)錯(cuò)誤幀出現(xiàn)概率切換匹配的CAN通信速率。
[0006]進(jìn)一步，所述處理器模塊還與速率切換組合開關(guān)，所述速率切換組合開關(guān)包括:自動(dòng)/手動(dòng)切換開關(guān)、若干速率切換開關(guān)。
[0007]進(jìn)一步，所述速率切換開關(guān)包括:250kb/s選擇開關(guān)、150kb/s選擇開關(guān)、50kb/s選擇開關(guān)、20kb/s選擇開關(guān)。
[0008]進(jìn)一步，所述速率切換組合開關(guān)適于采用撥碼開關(guān)。
[0009]進(jìn)一步，所述處理器模塊還與適于顯示實(shí)時(shí)CAN傳輸速率和/或?qū)崟r(shí)錯(cuò)誤幀出現(xiàn)概率的顯示模塊相連。
[0010]進(jìn)一步，所述CAN通信裝置還設(shè)有電源指示燈、運(yùn)行指示燈、故障指示燈。[0011 ] 進(jìn)一步，所述處理器模塊還連接有復(fù)位開關(guān)。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型的CAN通信裝置能夠讓CAN總線在惡劣環(huán)境下選擇較低的傳輸速率，以保證CAN信號(hào)的傳輸可靠性，避免了固定傳輸速率的CAN裝置無法實(shí)現(xiàn)CAN總線速率監(jiān)測(cè)和切換功能。
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0014]圖1是本實(shí)用新型的傳輸速率自動(dòng)切換的CAN通信裝置的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。
[0016]如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種傳輸速率自動(dòng)切換的CAN通信裝置，包括:處理器模塊，主從切換開關(guān)，第一、第二 CAN收發(fā)隔離電路；所述處理器模塊與主從切換開關(guān)相連，以對(duì)CAN通信裝置進(jìn)行設(shè)定主從設(shè)置；所述處理器模塊與第一 CAN收發(fā)隔離電路相連，以進(jìn)行CAN通信；所述處理器模塊與第二 CAN收發(fā)隔離電路相連，以偵聽CAN總線上的錯(cuò)誤幀；所述處理器模塊適于根據(jù)錯(cuò)誤幀出現(xiàn)概率切換匹配的CAN通信速率。
[0017]本傳輸速率自動(dòng)切換的CAN通信裝置的工作原理如下:
[0018]設(shè)置CAN通信裝置主從，當(dāng)CAN總線現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境變化導(dǎo)致CAN信號(hào)傳輸可靠性降低時(shí)，主CAN通信裝置通過監(jiān)測(cè)總線上的錯(cuò)誤幀率，選擇合適降低的CAN通信速率并通知各從CAN通信裝置，從CAN通信裝置響應(yīng)主CAN通信裝置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)降低CAN總線的傳輸速率以實(shí)現(xiàn)較低傳輸速率的CAN通信。當(dāng)主CAN通信裝置檢測(cè)到CAN信號(hào)傳輸?shù)目煽啃陨?，且傳輸速率相?duì)較低時(shí)，自動(dòng)提高上的CAN通信速率，并通知CAN從CAN通信裝置，CAN從CAN通信裝置響應(yīng)實(shí)現(xiàn)提高傳輸速率的CAN通信。
[0019]進(jìn)一步，所述處理器模塊還與速率切換組合開關(guān)，主要涉及手動(dòng)速率切換，所述速率切換組合開關(guān)包括:自動(dòng)/手動(dòng)切換開關(guān)、若干速率切換開關(guān)。
[0020]進(jìn)一步，所述速率切換開關(guān)包括:250kb/s選擇開關(guān)、150kb/s選擇開關(guān)、50kb/s選擇開關(guān)、20kb/s選擇開關(guān)。
[0021]具體的，主CAN通信裝置自動(dòng)切換傳輸速率的處理流程，下面將舉例說明。
[0022]假設(shè)主CAN通信裝置的默認(rèn)CAN信號(hào)傳輸速率是250kb/s ；CAN總線允許CAN信號(hào)傳輸速率為:20kb/s、50kb/s、125kb/s、250kb/s ;主、從CAN通信裝置之間的廣播心跳時(shí)間是2秒；CAN錯(cuò)誤幀率的容忍值是3%。主CAN通信裝置自適應(yīng)傳輸速率處理流程如下:
[0023]主CAN通信裝置通過監(jiān)測(cè)CAN通道監(jiān)測(cè)CAN總線上的錯(cuò)誤幀，并且計(jì)算出錯(cuò)誤幀出現(xiàn)的概率(簡(jiǎn)稱錯(cuò)誤幀率)。
[0024]當(dāng)CAN總線上的錯(cuò)誤幀率在3%到50%之間(不含3%和50% )，則相應(yīng)速率切換:
[0025]主CAN通信裝置記錄錯(cuò)誤幀報(bào)警，并且在隨后的廣播心跳數(shù)據(jù)幀中，包含降低CAN傳輸速率的數(shù)據(jù)，比如原來使用默認(rèn)傳輸速率250kb/s，現(xiàn)在計(jì)劃將CAN傳輸速率降低一個(gè)檔次，為125kb/s。
[0026]若CAN總線上的錯(cuò)誤幀率小于等于3%，則可以設(shè)定不需要提高CAN的傳輸速率；或當(dāng)錯(cuò)誤幀率等于0%時(shí)，則表明此時(shí)CAN總線在此速率下傳輸可靠性高，主CAN通信裝置在隨后的廣播心跳數(shù)據(jù)幀中，包含提高傳輸速率的數(shù)據(jù)幀，比如原來使用默認(rèn)傳輸速率50kb/s，則現(xiàn)將傳輸速率提高一個(gè)檔次，為125kb/s。
[0027]提高CAN傳輸速率，錯(cuò)誤幀率超過容忍值3 %，降低CAN傳輸速率，使錯(cuò)誤幀率等于0%，并且為了防止傳輸速率的頻繁切換，即設(shè)定在CAN在較低傳輸速率下工作較長(zhǎng)時(shí)間(例如但不限于如30分鐘)后，進(jìn)行一次提高CAN傳輸速率的嘗試；或由上位機(jī)或其他方式給主CAN通信裝置發(fā)送提高CAN傳輸速率的命令(所述主CAN通信裝置還設(shè)有與處理器模塊相連的串口)。
[0028]從CAN通信裝置自動(dòng)切換傳輸速率的處理流程如下:
[0029]從CAN通信裝置偵聽主CAN通信裝置發(fā)送來的廣播心跳幀。
[0030]若偵聽超時(shí)，則輪流指定規(guī)定的幾種CAN傳輸速率，等待心跳周期；
[0031]若在心跳時(shí)間內(nèi)偵聽到主CAN通信裝置發(fā)送來的心跳廣播幀，則從CAN通信裝置先返回心跳確認(rèn)幀給主CAN通信裝置，然后判斷心跳廣播幀中是否由降低CAN傳輸速率的要求，則從CAN通信裝置使用心跳廣播幀中指定的CAN傳輸速率。
[0032]進(jìn)一步，主CAN通信裝置和從CAN通信裝置CAN通信速率手動(dòng)/自動(dòng)模式切換過程的握手流程為:
[0033]主CAN通信裝置發(fā)起傳輸速率手動(dòng)/自動(dòng)模式切換命令，并等待從CAN通信裝置響應(yīng)。
[0034]從CAN通信裝置收到切換命令后，返回切換確認(rèn)幀，并切換為主CAN通信裝置要求的模式。
[0035]主CAN通信裝置收到從CAN通信裝置返回的切換確認(rèn)幀。
[0036]進(jìn)一步，所述速率切換組合開關(guān)適于采用撥碼開關(guān)。
[0037]進(jìn)一步，所述處理器模塊還與適于顯示實(shí)時(shí)CAN傳輸速率和/或?qū)崟r(shí)錯(cuò)誤幀出現(xiàn)概率的顯示模塊相連。
[0038]進(jìn)一步，所述CAN通信裝置還設(shè)有電源指示燈、運(yùn)行指示燈、故障指示燈。
[0039]進(jìn)一步，所述處理器模塊還連接有復(fù)位開關(guān)。
[0040]所述處理器模塊例如但不限于采用單片機(jī)、嵌入式處理器等。
[0041 ] 所述CAN通信裝置能夠?qū)崿F(xiàn)CAN通信速率的自動(dòng)切換，以實(shí)現(xiàn)在在環(huán)境溫度變化、電磁干擾等的情況下提高CAN通信的可靠性。并且，該CAN通信裝置擁有自動(dòng)速率模式和手動(dòng)速率模式控制開關(guān)、主從切換開關(guān)、LCD顯示、LED狀態(tài)指示等，方便控制和查看CAN運(yùn)行狀態(tài)；并且該CAN通信裝置在煤礦、油田、汽車等領(lǐng)域有較好的應(yīng)用前景。
[0042]以上述依據(jù)本實(shí)用新型的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)實(shí)用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)實(shí)用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種傳輸速率自動(dòng)切換的CAN通信裝置，其特征在于，包括:處理器模塊，主從切換開關(guān)，第一、第二 CAN收發(fā)隔離電路； 所述處理器模塊與主從切換開關(guān)相連，以對(duì)CAN通信裝置進(jìn)行設(shè)定主從設(shè)置； 所述處理器模塊與第一 CAN收發(fā)隔離電路相連，以進(jìn)行CAN通信； 所述處理器模塊與第二 CAN收發(fā)隔離電路相連，以偵聽CAN總線上的錯(cuò)誤幀； 所述處理器模塊適于根據(jù)錯(cuò)誤幀出現(xiàn)概率切換匹配的CAN通信速率。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CAN通信裝置，其特征在于， 所述處理器模塊還與速率切換組合開關(guān)， 所述速率切換組合開關(guān)包括:自動(dòng)/手動(dòng)切換開關(guān)、若干速率切換開關(guān)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的CAN通信裝置，其特征在于， 所述速率切換開關(guān)包括:250kb/s選擇開關(guān)、150kb/s選擇開關(guān)、50kb/s選擇開關(guān)、20kb/s選擇開關(guān)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的CAN通信裝置，其特征在于， 所述速率切換組合開關(guān)適于采用撥碼開關(guān)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的CAN通信裝置，其特征在于， 所述處理器模塊還與適于顯示實(shí)時(shí)CAN傳輸速率和/或?qū)崟r(shí)錯(cuò)誤幀出現(xiàn)概率的顯示模塊相連。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的CAN通信裝置，其特征在于， 所述CAN通信裝置還設(shè)有電源指示燈、運(yùn)行指示燈、故障指示燈。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的CAN通信裝置，其特征在于， 所述處理器模塊還連接有復(fù)位開關(guān)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種傳輸速率自動(dòng)切換的CAN通信裝置，包括：處理器模塊，主從切換開關(guān)，第一、第二CAN收發(fā)隔離電路；所述處理器模塊與主從切換開關(guān)相連，以對(duì)CAN通信裝置進(jìn)行設(shè)定主從設(shè)置；所述處理器模塊與第一CAN收發(fā)隔離電路相連，以進(jìn)行CAN通信；所述處理器模塊與第二CAN收發(fā)隔離電路相連，以偵聽CAN總線上的錯(cuò)誤幀；所述處理器模塊適于根據(jù)錯(cuò)誤幀出現(xiàn)概率切換匹配的CAN通信速率；本實(shí)用新型的CAN通信裝置能夠讓CAN總線在惡劣環(huán)境下選擇較低的傳輸速率，以保證CAN信號(hào)的傳輸可靠性，避免了固定傳輸速率的CAN裝置無法實(shí)現(xiàn)CAN總線速率監(jiān)測(cè)和切換功能。
【IPC分類】H04L12/40
【公開號(hào)】CN205029687
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520851075
【發(fā)明人】仲啟端, 王有鋒
【申請(qǐng)人】新譽(yù)軌道交通科技有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2015年10月29日