一種can網(wǎng)絡集線器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種CAN網(wǎng)絡集線器，包括微控制器MCU、與微控制器MCU相連接的CAN收發(fā)電路、數(shù)據(jù)存儲電路、指示燈電路、RS232電路、與CAN收發(fā)電路相連接的防浪涌電路、與RS232電路相連接的隔離電路、為CAN收發(fā)電路、微控制器MCU、指示燈電路、RS232電路供電的電源電路，微控制器MCU包括XMOS芯片，電源電路包括DC—DC轉換電路。本實用新型體積小、接線簡單、安裝方便，通過在每個網(wǎng)絡端口配接一個設備節(jié)點，能夠有效解決CAN網(wǎng)絡集線器某個節(jié)點掉線而使網(wǎng)絡癱瘓的問題，提高了CAN網(wǎng)絡整體的傳輸距離，降低了消防行業(yè)CAN網(wǎng)絡集線器的使用成本。
【專利說明】
一種CAN網(wǎng)絡集線器
技術領域
[0001]本實用新型涉及火災報警系統(tǒng)通信領域，特別是涉及一種CAN網(wǎng)絡集線器。
【背景技術】
[0002]隨著消防行業(yè)的快速發(fā)展，行業(yè)內(nèi)對火災報警控制系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)要求越來越高，要求聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能在遠距離、強干擾的的環(huán)境條件下正常工作。然而傳統(tǒng)的RS232、RS485、ARCNET令牌環(huán)網(wǎng)絡已經(jīng)不能很好的滿足聯(lián)網(wǎng)使用需求。
[0003]CAN網(wǎng)絡能夠較好地解決通訊距離短、抗干擾性差的問題，但網(wǎng)絡節(jié)點的首尾兩端需要配接120 Ω的電阻，一旦中間有節(jié)點掉線將會導致整個網(wǎng)絡癱瘓，從而影響系統(tǒng)的正常工作，而使用CAN網(wǎng)絡集線器則可以解決此問題。
[0004]目前CAN網(wǎng)絡集線器市場價格高、配置低、可用網(wǎng)絡端口少、無法自動更新升級，不能較好地滿足消防行業(yè)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的使用要求。因此亟需提供一種新型的CAN網(wǎng)絡集線器來解決上述問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種CAN網(wǎng)絡集線器，每個網(wǎng)絡端口配接一個設備節(jié)點，能夠有效解決CAN網(wǎng)絡集線器某個節(jié)點掉線而使網(wǎng)絡癱瘓的問題。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型采用的一個技術方案是:提供一種CAN網(wǎng)絡集線器，包括微控制器MCU、與微控制器MCU相連接的CAN收發(fā)電路、數(shù)據(jù)存儲電路、指示燈電路、RS232電路、與CAN收發(fā)電路相連接的防浪涌電路、與RS232電路相連接的隔離電路、為CAN收發(fā)電路、微控制器MCU、指示燈電路、RS232電路供電的電源電路，微控制器MCU包括XMOS芯片，電源電路包括DC—DC轉換電路。
[0007]在本實用新型一個較佳實施例中，微控制器M⑶還包括復位電路D3、M⑶電源濾波電容C18—C33、外部晶振Gl、J一LINK調(diào)試接口 X7、與J一LINK調(diào)試接口X7相連的上拉電阻R39—R43及下拉電阻R44、與復位電路D3相連的上拉電阻R33、XM0S芯片Dl相連的上拉電阻R34、電阻R2、電阻R57、R30，R57的一端連接外部晶振Gl的一端、另一端連接R30，R30的另一端連接外部晶振Gl的另一端。
[0008]在本實用新型一個較佳實施例中，CAN收發(fā)電路包括CAN收發(fā)器D4—D8、濾波電容C8—C12、C35—C39、總線上拉電阻R51 — R55，濾波電容C8—C12分別與CAN收發(fā)器D4—08的輸出端引腳相連，濾波電容C35—C39與總線上拉電阻R51—R55分別組成RC電路并分別與CAN收發(fā)器D4—D8的輸入端引腳相連。
[0009]在本實用新型一個較佳實施例中，電源電路包括DC—DC轉換模塊DlO、D11，與DlO相連的輸入濾波電容C14、補償電容Cl、續(xù)流電感L1、輸出濾波電容C34、肖特基二極管V40、反饋電壓分壓電阻R49及R50，其中肖特基二極管V40的負極與續(xù)流電感LI的一端相連、正極接地，續(xù)流電感LI的另一端與輸出濾波電容C34的正極相連，輸出濾波電容C34的負極接地，R50的一端連接電源、另一端連接R49，R49的另一端接地；電源電路還包括與D11相連的輸入濾波電容C15、補償電容C41、續(xù)流電感L2、輸出濾波電容C13及C16、反饋電壓分壓電阻R48、電阻R47，其中輸出濾波電容C13與C16并聯(lián)，兩者的正極均連接電源、負極接地，R47與C41相并聯(lián)；電源電路還包括24V電源輸入模塊，所述模塊由肖特基二極管V41 — V44、自恢復保險絲FUTVS管V38組成，其中肖特基二極管V41 — V44組成橋路與TVS管V38并聯(lián)。
[0010]在本實用新型一個較佳實施例中，指示燈電路包括故障指示燈V16—V20、分別與故障指示燈V16—V20相連的分壓電阻Rll — R15，正常指示燈V24—V27及V45、分別與正常指示燈V24—V27及V45相連的分壓電阻R19—R23，高速低速CAN指示燈V23及V48、分別與高速低速CAN指示燈V23、V48相連的分壓電阻R18、R26，電源指示燈V22、與電源指示燈V22相連的分壓電阻R17，系統(tǒng)運行指示燈V47、與系統(tǒng)運行指示燈V47相連的分壓電阻R25。
[0011]在本實用新型一個較佳實施例中，數(shù)據(jù)存儲電路包括SPIFlash D2、與SPI FlashD2相連的上拉電阻R38。
[0012]在本實用新型一個較佳實施例中，RS232電路包括串口電平轉換芯片D12，光耦隔離器件D13、D14，九針串口X6，與串口電平轉換芯片D12相連的限流電阻R9—R10、電容C3—C7、下拉電阻R45—R46，與光耦隔離器件D13相連的限流電阻R27、上拉電阻R32，與光耦隔離器件D14相連的限流電阻R29、上拉電阻R31，其中，限流電阻R9—RlO的另一端與九針串口 X6相連。
[0013]在本實用新型一個較佳實施例中，隔離電路包括電源隔離器D15、與電源隔離器D15輸出端相連的輸出濾波電容C45、負載電阻R28，C45與R28并聯(lián)。
[0014]在本實用新型一個較佳實施例中，防浪涌電路包括TVS管V28—V37，限流電阻1?58—1?67，濾波電感1^3—1^7，120 0匹配電阻1?3—1?7，匹配電阻跳線器乂2、乂8、乂9、乂14、乂15，其中，TVS管V28—V37分別與限流電阻R58—R67并聯(lián)、并聯(lián)端分別與匹配電阻跳線器X2、X8、X9、X14、X15的引腳相連;濾波電感L3—L7、120Q匹配電阻R3—R7均分別與匹配電阻跳線器X2、X8、X9、X14、X15 的引腳相連。
[0015]本實用新型的有益效果是:本實用新型接線簡單、安裝方便，通過在每個網(wǎng)絡端口配接一個設備節(jié)點，能夠有效解決CAN網(wǎng)絡集線器某個節(jié)點掉線而使網(wǎng)絡癱瘓的問題，提高了 CAN網(wǎng)絡整體的傳輸距離，降低了消防行業(yè)CAN網(wǎng)絡集線器的使用成本；
[0016]所述CAN網(wǎng)絡集線器中的電源電路采用DC—DC轉換電路，與傳統(tǒng)LDO線性降壓器件相比具有更小的體積;微控制器首次采用了多核調(diào)度的XMOS芯片，功能可維護性增強，突破了市場上現(xiàn)有集線器的4網(wǎng)絡端口，端口數(shù)量增加，相比與當前市場的CAN集線器產(chǎn)品具有更好的價格優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型CAN網(wǎng)絡集線器一較佳實施例的原理框圖。
[0018]圖2為所述CAN網(wǎng)絡集線器的微控制器M⑶的電路原理圖。
[0019]圖3為所述CAN網(wǎng)絡集線器的CAN收發(fā)電路原理圖。
[0020]圖4為所述CAN網(wǎng)絡集線器的電源電路原理圖。
[0021 ]圖5為所述CAN網(wǎng)絡集線器的指示燈電路原理圖。
[0022]圖6為所述CAN網(wǎng)絡集線器的數(shù)據(jù)存儲電路原理圖。
[0023]圖7為所述CAN網(wǎng)絡集線器的RS232電路原理圖。
[0024]圖8為所述CAN網(wǎng)絡集線器的隔離電路原理圖。
[0025]圖9為所述CAN網(wǎng)絡集線器的防浪涌電路原理圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖對本實用新型的較佳實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優(yōu)點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本實用新型的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0027]請參閱圖1，本實用新型實施例包括:
[0028]—種CAN網(wǎng)絡集線器，包括微控制器MCU、與微控制器M⑶相連接的CAN收發(fā)電路、數(shù)據(jù)存儲電路、指示燈電路、RS232電路、與CAN收發(fā)電路相連接的防浪涌電路、與RS232電路相連接的隔離電路、為CAN收發(fā)電路、微控制器MCU、指示燈電路、RS232電路供電的電源電路。
[0029]下面結合圖2—9，具體描述所述CAN網(wǎng)絡集線器的各個電路結構。
[0030]請參閱圖2，微控制器MCU包括XMOS芯片、復位電路D3、M⑶電源濾波電容C18—C33、外部晶振Gl、J一LINK調(diào)試接口X7、與J一LINK調(diào)試接口X7相連的上拉電阻R39—R43及下拉電阻R44、與復位電路D3相連的上拉電阻R33、XM0S芯片Dl相連的上拉電阻R34、電阻R2、電阻R57、R30，R57的一端連接外部晶振Gl的一端、另一端連接R30，R30的另一端連接外部晶振Gl的另一端。微控制器MCU主要負責CAN網(wǎng)絡各個通道數(shù)據(jù)的接收、存儲、轉發(fā)，同時負責點亮系統(tǒng)相關的運行指示燈、正常指示燈和故障指示燈，通過復位電路D3執(zhí)行復位操作、MCU電源濾波電容C18—C33對電源進行濾波、外部晶振Gl為系統(tǒng)提供時鐘信號，并首次采用了多核調(diào)度的XMOS芯片，功能可維護性增強，突破了市場上現(xiàn)有集線器的4網(wǎng)絡端口，端口數(shù)量增加。
[0031]請參閱圖3，CAN收發(fā)電路主要負責CAN信號的電平轉換，增強信號傳輸距離，同時也負責CAN信號的發(fā)送和接收，所述電路包括CAN收發(fā)器D4—D8、濾波電容C8—C12、C35—C39、總線上拉電阻R51 — R55，濾波電容C8—C12分別與CAN收發(fā)器D4—D8的輸出端引腳相連，濾波電容C35—C39與總線上拉電阻R51 — R55分別組成RC電路，每個RC電路再分別與CAN收發(fā)器D4—D8的輸入端引腳相連。
[0032]防浪涌電路吸收CAN收發(fā)電路前端的瞬時大電流和大電壓，保證CAN網(wǎng)絡正常通信。如圖9所示，防浪涌電路包括TVS管V28—V37，限流電阻R58—R67，濾波電感L3—L7，120Ω匹配電阻!?3—1?7，匹配電阻跳線器乂248、乂9414415，其中，1'￥3管￥28—￥37分別與限流電阻R58—R67并聯(lián)、并聯(lián)端分別與匹配電阻跳線器X2、X8、X9、X14、X15的引腳相連;濾波電感L3—L7、120Q匹配電阻R3—R7均分別與匹配電阻跳線器X2、X8、X9、X14、X15的引腳相連。
[0033]請參閱圖4，電源電路包括DC—DC轉換模塊D1、D11，與D1相連的輸入濾波電容C14、補償電容Cl、續(xù)流電感L1、輸出濾波電容C34、肖特基二極管V40、反饋電壓分壓電阻R49及R50，其中肖特基二極管V40的負極與續(xù)流電感LI的一端相連、正極接地，續(xù)流電感LI的另一端與輸出濾波電容C34的正極相連，輸出濾波電容C34的負極接地，R50的一端連接電源、另一端連接R49，R49的另一端接地；電源電路還包括與D11相連的輸入濾波電容Cl 5、補償電容C41、續(xù)流電感L2、輸出濾波電容Cl 3及Cl 6、反饋電壓分壓電阻R48、電阻R47，其中輸出濾波電容C13與C16并聯(lián)，兩者的正極均連接電源、負極接地，R47與C41相并聯(lián)；電源電路還包括24V電源輸入模塊，所述模塊由肖特基二極管V41 — V44、自恢復保險絲Fl、TVS管V38組成，其中肖特基二極管V41 — V44組成橋路與TVS管V38并聯(lián)。電源電路為XMOS芯片提供電源，同時也為相關的外設和指示燈提供電源。
[0034]請參閱圖5，指示燈電路包括故障指示燈V16—V20、分別與故障指示燈V16—V20相連的分壓電阻Rll — R15，正常指示燈V24—V27及V45、分別與正常指示燈V24—V27及V45相連的分壓電阻R19—R23，高速低速CAN指示燈V23及V48、分別與高速低速CAN指示燈V23、V48相連的分壓電阻R18、R26，電源指示燈V22、與電源指示燈V22相連的分壓電阻R17，系統(tǒng)運行指示燈V47、與系統(tǒng)運行指示燈V47相連的分壓電阻R25。指示燈電路根據(jù)MCU發(fā)出的電平信號，控制正常指示燈、故障指示燈、系統(tǒng)運行指示燈的亮滅。
[0035]請參閱圖6，數(shù)據(jù)存儲電路包括SPI Flash D2、與SPI Flash D2相連的上拉電阻R38，其存儲了 CAN信號接收中尚未發(fā)送的數(shù)據(jù)，在此處進行一級緩沖。
[0036]請參閱圖7，RS232電路包括串口電平轉換芯片D12，光耦隔離器件D13、D14，九針串口X6，與串口電平轉換芯片D12相連的限流電阻R9—R10、電容C3—C7、下拉電阻R45—R46，與光耦隔離器件D13相連的限流電阻R27、上拉電阻R32，與光耦隔離器件D14相連的限流電阻R29、上拉電阻R31，其中，限流電阻R9—RlO的另一端與九針串口X6相連。RS232電路通過光耦隔離電路和外部設備取得通信聯(lián)系，通過串口電平轉換芯片可以正常地接收、發(fā)送相應的數(shù)據(jù)。
[0037]隔離電路主要為RS232通信中光耦隔離電路提供隔離電壓，保證通信中不會因為串口的損壞導致電路受損。如圖8所示，所述隔離電路包括電源隔離器D15、與電源隔離器D15輸出端相連的輸出濾波電容C45、負載電阻R28，C45與R28并聯(lián)。
[0038]所述CAN網(wǎng)絡集線器收集網(wǎng)絡各通道接收到的數(shù)據(jù)并將其存儲在SPIFLASH的環(huán)形緩沖區(qū)中，再以廣播的形式將接收數(shù)據(jù)發(fā)送到其余通道上，從而完成CAN網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的交換功會K。
[0039]本實用新型接線簡單、安裝方便，通過在每個網(wǎng)絡端口配接一個設備節(jié)點，能夠有效解決CAN網(wǎng)絡集線器某個節(jié)點掉線而使網(wǎng)絡癱瘓的問題，提高了CAN網(wǎng)絡整體的傳輸距離，降低了消防行業(yè)CAN網(wǎng)絡集線器的使用成本。
[0040]所述CAN網(wǎng)絡集線器中的電源電路采用DC—DC轉換電路，與傳統(tǒng)LDO線性降壓器件相比具有更小的體積;微控制器首次采用了多核調(diào)度的XMOS芯片，功能可維護性增強，突破了市場上現(xiàn)有集線器的4網(wǎng)絡端口，端口數(shù)量增加，相比與當前市場的CAN集線器產(chǎn)品具有更好的價格優(yōu)勢。
[0041]以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種CAN網(wǎng)絡集線器，其特征在于，包括微控制器MCU、與微控制器M⑶相連接的CAN收發(fā)電路、數(shù)據(jù)存儲電路、指示燈電路、RS232電路、與CAN收發(fā)電路相連接的防浪涌電路、與RS232電路相連接的隔離電路、為CAN收發(fā)電路、微控制器MCU、指示燈電路、RS232電路供電的電源電路，微控制器MCU包括XMOS芯片，電源電路包括DC—DC轉換電路。2.根據(jù)權利要求1所述的CAN網(wǎng)絡集線器，其特征在于，微控制器MCU還包括復位電路D3、MCU電源濾波電容C18—C33、外部晶振G1、J 一LI NK調(diào)試接口 X7、與J一LINK調(diào)試接口 X7相連的上拉電阻R39—R43及下拉電阻R44、與復位電路D3相連的上拉電阻R33、XM0S芯片D1、與XMOS相連的上拉電阻R34、電阻R2、電阻R57、R30，R57的一端連接外部晶振Gl的一端、另一端連接R30，R30的另一端連接外部晶振GI的另一端。3.根據(jù)權利要求1所述的CAN網(wǎng)絡集線器，其特征在于，CAN收發(fā)電路包括CAN收發(fā)器D4—D8、濾波電容C8—C12、C35—C39、總線上拉電阻R51 — R55，濾波電容C8—C12分別與CAN收發(fā)器D4—D8的輸出端引腳相連，濾波電容C35—C39與總線上拉電阻R51 — R55分別組成RC電路并分別與CAN收發(fā)器D4—D8的輸入端引腳相連。4.根據(jù)權利要求1所述的CAN網(wǎng)絡集線器，其特征在于，電源電路包括DC—DC轉換模塊010、011，與010相連的輸入濾波電容(:14、補償電容(:1、續(xù)流電感1^1、輸出濾波電容034、肖特基二極管V40、反饋電壓分壓電阻R49及R50，其中肖特基二極管V40的負極與續(xù)流電感LI的一端相連、正極接地，續(xù)流電感LI的另一端與輸出濾波電容C 3 4的正極相連，輸出濾波電容C34的負極接地，R50的一端連接電源、另一端連接R49，R49的另一端接地；電源電路還包括與Dll相連的輸入濾波電容C15、補償電容C41、續(xù)流電感L2、輸出濾波電容C13及C16、反饋電壓分壓電阻R48、電阻R47，其中輸出濾波電容C13與C16并聯(lián)，兩者的正極均連接電源、負極接地，R47與C41相并聯(lián)；電源電路還包括24V電源輸入模塊，所述模塊由肖特基二極管V41一V44、自恢復保險絲FUTVS管V38組成，其中肖特基二極管V41 — V44組成橋路與TVS管V38并聯(lián)。5.根據(jù)權利要求1所述的CAN網(wǎng)絡集線器，其特征在于，指示燈電路包括故障指示燈V16—V20、分別與故障指示燈V16—V20相連的分壓電阻Rll — R15，正常指示燈V24—V27及V45、分別與正常指示燈V24—V27及V45相連的分壓電阻R19—R23，高速低速CAN指示燈V23及V48、分別與高速低速CAN指示燈V23、V48相連的分壓電阻R18、R26，電源指示燈V22、與電源指示燈V22相連的分壓電阻R17，系統(tǒng)運行指示燈V47、與系統(tǒng)運行指示燈V47相連的分壓電阻R25。6.根據(jù)權利要求1所述的CAN網(wǎng)絡集線器，其特征在于，數(shù)據(jù)存儲電路包括SPIFlashD2、與SPI Flash D2相連的上拉電阻R38。7.根據(jù)權利要求1所述的CAN網(wǎng)絡集線器，其特征在于，RS232電路包括串口電平轉換芯片D12，光耦隔離器件D13、D14，九針串口X6，與串口電平轉換芯片D12相連的限流電阻R9—R10、電容C3—C7、下拉電阻R45—R46，與光耦隔離器件D13相連的限流電阻R27、上拉電阻R32，與光耦隔離器件D14相連的限流電阻R29、上拉電阻R31，其中，限流電阻R9—RlO的另一端與九針串口 X6相連。8.根據(jù)權利要求1所述的CAN網(wǎng)絡集線器，其特征在于，隔離電路包括電源隔離器D15、與電源隔離器D15輸出端相連的輸出濾波電容C45、負載電阻R28，C45與R28并聯(lián)。9.根據(jù)權利要求1所述的CAN網(wǎng)絡集線器，其特征在于，防浪涌電路包括TVS管V28—V37，限流電阻R58—R67，濾波電感L3—L7，120 Ω匹配電阻R3—R7，匹配電阻跳線器X2、X8、父9、乂14、乂15，其中，1'￥3管￥28—￥37分別與限流電阻1?58—1?67并聯(lián)、并聯(lián)端分別與匹配電阻跳線器X2、X8、X9、X14、X15的引腳相連;濾波電感L3—L7、120Q匹配電阻R3—R7均分別與匹配電阻跳線器X2、X8、X9、X14、X15的引腳相連。
【文檔編號】G06F13/40GK205665694SQ201620490930
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月21日
【發(fā)明人】王勝, 錢熠, 馮勇, 翁斌, 單夫來, 李勇, 蔡加星, 胡長杰, 張慶慶
【申請人】蚌埠依愛消防電子有限責任公司