專利名稱：多協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，具體涉及一種多協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換設(shè)備，實(shí)現(xiàn) Zigbee, CAN, Ethernet協(xié)議之間的互相轉(zhuǎn)換。
背景技術(shù)：
目前在工業(yè)應(yīng)用場合，存在著多種現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，其中CAN總線網(wǎng)絡(luò)具有成本低、 可靠性高、實(shí)時性強(qiáng)的特點(diǎn)，CAN是ControlIer Area Network的縮寫，是ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化的 串行通信協(xié)議，被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動化、船舶、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)設(shè)備等方面。但是，上位 機(jī)有線網(wǎng)絡(luò)比較流行的是TCP/IP以太網(wǎng)，采用的接口是肚&111討。目前在工業(yè)控制領(lǐng)域， Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)也比較流行，是一種新興的短距離、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本、低復(fù)雜度 的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括無線數(shù)據(jù)采集、無線工業(yè)控制、消費(fèi)性電子設(shè)備、汽車 自動化、家庭和樓宇自動化、醫(yī)用設(shè)備控制、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制等場合，在未來定將更為普及。因 而，具備CAN接口的設(shè)備要接入工業(yè)以太網(wǎng)或Zigbee無線網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)延伸，勢必需要通過 能夠?qū)崿F(xiàn)接口轉(zhuǎn)換的協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備來轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)有技術(shù)中，CAN網(wǎng)關(guān)/轉(zhuǎn)換器可以無縫地聯(lián)系CAN-bus網(wǎng)絡(luò)和其它通訊網(wǎng)絡(luò)，比 如RS-232、RS-485串行總線、Ethernet以太網(wǎng)、光纖網(wǎng)路等；已經(jīng)支持多種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò) 互連，包括iCAN、DeviceNet、Modbus、TCP/IP等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議；同時，實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議與Zigbee 協(xié)議之間的互轉(zhuǎn)設(shè)備也已被使用，如通過Zigbee-Wifi網(wǎng)關(guān)可實(shí)現(xiàn)Zigbee和TCP/IP協(xié)議 的雙向透明轉(zhuǎn)換，從而達(dá)到Zigbee和以太網(wǎng)的無縫連接。然而，對于同時能完成三者(CAN、 TCP/IP.Zigbee)之間的互轉(zhuǎn)的多協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備還不曾被開發(fā)，但這必將是通訊接口設(shè)備需 求的發(fā)展方向。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是提供一種多協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換設(shè)備，使用該設(shè)備可完成CAN總線 與以太網(wǎng)、無線網(wǎng)之間的連接，提高網(wǎng)絡(luò)延伸性能，拓寬使用范圍。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種多協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換設(shè)備，包 括一殼體，殼體內(nèi)設(shè)有協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，所述殼體上設(shè)有復(fù)數(shù)個接口，所述協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊主要 由主通訊控制模塊和TCP/IP通訊控制模塊、Zigbee通訊控制模塊3個模塊組成，所述主通 訊控制模塊通過串行接口分別與所述TCP/IP通訊控制模塊及所述Zigbee通訊控制模塊連 接，所述主通訊控制模塊由CAN轉(zhuǎn)換電路、DSP芯片及串口轉(zhuǎn)換電路連接組成，由所述CAN轉(zhuǎn) 換電路接收轉(zhuǎn)換CAN總線信號，經(jīng)DSP芯片，由所述串口轉(zhuǎn)換電路輸出，所述TCP/IP通訊控 制模塊的輸出端與所述殼體上的以太網(wǎng)接口連接，所述Zigbee通訊控制模塊的輸出端與 所述殼體上的Zigbee天線接口連接。上述技術(shù)方案中，所述DSP芯片為帶有軟件程序的DSP微處理器，該DSP微處理器 內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)緩沖存儲區(qū)。所述主通訊控制模塊中的DSP芯片內(nèi)預(yù)設(shè)相應(yīng)的程序軟件，支持 CAN2. OBXanopen, J1939三種CAN應(yīng)用層協(xié)議，根據(jù)輸入信號的不同CAN應(yīng)用層協(xié)議，將相應(yīng)的程序下載到DSP芯片中，即可實(shí)現(xiàn)三種協(xié)議的轉(zhuǎn)換。所述主通訊控制模塊將CAN協(xié)議 轉(zhuǎn)為Modbus協(xié)議的模塊，TCP/IP通訊控制模塊是將Modbus協(xié)議轉(zhuǎn)為Modbus/TCP協(xié)議的模 塊，Zigbee通訊控制模塊是將Modbus協(xié)議轉(zhuǎn)為Zigbee協(xié)議的模塊，將CAN協(xié)議轉(zhuǎn)為Modbus 協(xié)議，以及Modbus協(xié)議轉(zhuǎn)為Modbus/TCP協(xié)議或Zigbee協(xié)議的轉(zhuǎn)換過程可采用現(xiàn)有技術(shù)來 實(shí)現(xiàn)。上述技術(shù)方案中，所述TCP/IP通訊控制模塊與所述Zigbee通訊控制模塊上分別 設(shè)有一 RS232接口。上述技術(shù)方案中，所述主通訊控制模塊經(jīng)TTL電平轉(zhuǎn)換電路與所述TCP/IP通訊控 制模塊連接。上文中，所述主通訊控制模塊內(nèi)部的DSP芯片控制協(xié)議數(shù)據(jù)的流向，CAN轉(zhuǎn)換電路 承擔(dān)協(xié)議的轉(zhuǎn)換，串口轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)與下一模塊的連接，具體轉(zhuǎn)換過程如下①執(zhí)行初始化 程序，對協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊(3個通訊控制模塊)進(jìn)行初始化配置操作；②主通訊控制模塊讀取 CAN總線上的單個節(jié)點(diǎn)信息，根據(jù)已知總線上采用的CAN應(yīng)用層協(xié)議類型，包括CAN2. 0B、 Canopen, J1939，采用相應(yīng)的程序?qū)⒆x取的CAN協(xié)議數(shù)據(jù)幀存儲在內(nèi)部的數(shù)據(jù)緩沖存儲區(qū) 中；③將數(shù)據(jù)緩沖存儲區(qū)的CAN協(xié)議數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換成Modbus協(xié)議數(shù)據(jù)幀存儲在DSP芯片數(shù) 據(jù)緩沖存儲區(qū)中；④根據(jù)外部要求的接口輸出方式，DSP芯片內(nèi)部程序控制串口轉(zhuǎn)換電路， 將Modbus協(xié)議數(shù)據(jù)輸出到提供相應(yīng)接口的模塊(TCP/IP通訊控制模塊或Zigbee通訊控制 模塊)中。如果要求Zigbee無線接口輸出，數(shù)據(jù)通過串行接口 UART流入Zigbee通訊控制 模塊，轉(zhuǎn)換成Zigbee協(xié)議數(shù)據(jù)輸出；如果要求TCP/IP以太網(wǎng)接口輸出，數(shù)據(jù)通過串行接口 UART流入TCP/IP通訊控制模塊，轉(zhuǎn)換成Modbus/TCP協(xié)議數(shù)據(jù)輸出。⑤主通訊控制模塊的 內(nèi)部程序循環(huán)執(zhí)行步驟② ④，直到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與傳輸要求終止。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)是1、由于本實(shí)用新型協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊由主通訊控制模塊、TCP/IP通訊控制模塊及 Zigbee通訊控制模塊組成，由主通訊控制模塊接收CAN總線信號，并通過CAN轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn) 換，DSP芯片控制數(shù)據(jù)流向，將CAN協(xié)議轉(zhuǎn)為Modbus協(xié)議，再根據(jù)輸出要求，由串口轉(zhuǎn)換電 路傳送給相應(yīng)的通訊控制模塊完成向TCP/IP或Zigbee協(xié)議的轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)CAN現(xiàn)場總 線向以太網(wǎng)或無線網(wǎng)絡(luò)的延伸，滿足用戶對不同協(xié)議通訊的需求，拓寬CAN總線設(shè)備使用 范圍；2、根據(jù)輸入CAN總線應(yīng)用層協(xié)議的不同，DSP芯片調(diào)用相應(yīng)的程序進(jìn)行轉(zhuǎn)換，支持 CAN2. OB、Canopen, J1939三種CAN應(yīng)用層協(xié)議，適用范圍寬廣；3、各通訊控制模塊經(jīng)串行接口連接，即插即用，耦合性低，方便升級維護(hù)。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一中協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一中主通訊控制模塊的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一中殼體上的接線端子分布示意圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例一中殼體上接口分布示意圖。其中1、殼體；2、插接端子；3、以太網(wǎng)接口 ；4、Zigbee天線接口 ；7、電源；8、接地； 9、CAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備CAN_H ； 10、CAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備CAN_L。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述實(shí)施例一參見圖1 4所示，一種多協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換設(shè)備，包括一鋁合金殼體1， 殼體ι內(nèi)設(shè)有協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，所述殼體1上設(shè)有插接端子2、以太網(wǎng)接口 3及Zigbee天線接 口 4。如圖3所示，將7接+24V電源(或接+5V電源，兩者不能同時接)，8接地，11接CAN 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備CAN_H，10接CAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備CAN_L。如圖1所示，所述協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊主要由主通訊控制模塊和TCP/IP通訊控制模塊、 Zigbee通訊控制模塊3個模塊組成，所述主通訊控制模塊通過串行接口 UART1，經(jīng)TTL電平 轉(zhuǎn)換電路與所述TCP/IP通訊控制模塊連接，通過串行接口 UART2直接與所述Zigbee通訊 控制模塊連接，所述TCP/IP通訊控制模塊的輸出端與所述殼體1上的以太網(wǎng)接口 3連接， 所述Zigbee通訊控制模塊的輸出端與所述殼體1上的Zigbee天線接口 4連接。同時，所 述TCP/IP通訊控制模塊與所述Zigbee通訊控制模塊上分別設(shè)有一 RS232接口。如圖2所示，所述主通訊控制模塊由CAN轉(zhuǎn)換電路、DSP芯片及串口轉(zhuǎn)換電路連接 組成，所述DSP芯片為帶有軟件程序的DSP微處理器，該DSP微處理器內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)緩沖存儲 區(qū)。由所述CAN轉(zhuǎn)換電路接收轉(zhuǎn)換CAN總線信號，經(jīng)DSP芯片控制數(shù)據(jù)流向，由所述串口轉(zhuǎn) 換電路輸出。具體過程為①執(zhí)行初始化程序，對協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊(3個通訊控制模塊)進(jìn)行初 始化配置操作；②主通訊控制模塊讀取CAN總線上的單個節(jié)點(diǎn)信息，根據(jù)已知總線上采用 的CAN應(yīng)用層協(xié)議類型，包括CAN2. OB、Canopen, J1939，采用相應(yīng)的程序?qū)⒆x取的CAN協(xié) 議數(shù)據(jù)幀存儲在內(nèi)部的數(shù)據(jù)緩沖存儲區(qū)中；③將數(shù)據(jù)緩沖存儲區(qū)的CAN協(xié)議數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換 成Modbus協(xié)議數(shù)據(jù)幀存儲在DSP芯片數(shù)據(jù)緩沖存儲區(qū)中；④根據(jù)外部要求的接口輸出方 式，DSP芯片內(nèi)部程序控制串口轉(zhuǎn)換電路，將Modbus協(xié)議數(shù)據(jù)輸出到提供相應(yīng)接口的模塊 (TCP/IP通訊控制模塊或Zigbee通訊控制模塊)中。如果要求Zigbee無線接口 4輸出， 數(shù)據(jù)通過串行接口 UART2流入Zigbee通訊控制模塊，轉(zhuǎn)換成Zigbee協(xié)議數(shù)據(jù)輸出；如果要 求TCP/IP以太網(wǎng)接口 3輸出，數(shù)據(jù)通過串行接口 UARTl流入TCP/IP通訊控制模塊，轉(zhuǎn)換成 Modbus/TCP協(xié)議數(shù)據(jù)輸出。⑤主通訊控制模塊的內(nèi)部程序循環(huán)執(zhí)行步驟② ④，直到數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)換與傳輸要求終止。
權(quán)利要求1.一種多協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換設(shè)備，包括一殼體，殼體內(nèi)設(shè)有協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，所述殼體上設(shè) 有復(fù)數(shù)個接口，其特征在于所述協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊主要由主通訊控制模塊和TCP/IP通訊控制 模塊、Zigbee通訊控制模塊3個模塊組成，所述主通訊控制模塊通過串行接口分別與所述 TCP/IP通訊控制模塊及所述Zigbee通訊控制模塊連接，所述主通訊控制模塊由CAN轉(zhuǎn)換電 路、DSP芯片及串口轉(zhuǎn)換電路連接組成，由所述CAN轉(zhuǎn)換電路接收轉(zhuǎn)換CAN總線信號，經(jīng)DSP 芯片，由所述串口轉(zhuǎn)換電路輸出，所述TCP/IP通訊控制模塊的輸出端與所述殼體上的以太 網(wǎng)接口連接，所述Zigbee通訊控制模塊的輸出端與所述殼體上的Zigbee天線接口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于所述DSP芯片為DSP微 處理器，該DSP微處理器內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)緩沖存儲區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于所述TCP/IP通訊控制 模塊與所述Zigbee通訊控制模塊上分別設(shè)有一 RS232接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于所述主通訊控制模塊 經(jīng)TTL電平轉(zhuǎn)換電路與所述TCP/IP通訊控制模塊連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換設(shè)備，包括一殼體，殼體內(nèi)設(shè)有協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，所述殼體上設(shè)有復(fù)數(shù)個接口，其特征在于所述協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊主要由主模塊和TCP/IP模塊、Zigbee模塊3個模塊組成，所述主模塊通過串行接口分別與所述TCP/IP模塊及所述Zigbee模塊連接，所述主模塊由CAN轉(zhuǎn)換電路、DSP芯片及串口轉(zhuǎn)換電路連接組成，所述TCP/IP模塊的輸出端與所述殼體上的以太網(wǎng)接口連接，所述Zigbee模塊的輸出端與所述殼體上的Zigbee天線接口連接。本實(shí)用新型通過主通訊控制模塊接收并轉(zhuǎn)換CAN信號，由TCP/IP、Zigbee兩個通訊控制模塊轉(zhuǎn)換出相應(yīng)的協(xié)議信號，實(shí)現(xiàn)三種協(xié)議下的通訊設(shè)備互聯(lián)。
文檔編號H04L29/06GK201821380SQ20102023088
公開日2011年5月4日 申請日期2010年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者袁愛進(jìn), 郭長城, 閆鑫 申請人:三一重機(jī)有限公司