具有隔離式安全柵的can總線網(wǎng)絡(luò)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有隔離式安全柵的CAN總線網(wǎng)絡(luò)，包括第一區(qū)、第二區(qū)和信號(hào)隔離器。該第一區(qū)內(nèi)設(shè)有第一CAN總線，并分布有一個(gè)或多個(gè)第一CAN處理裝置、第一CAN收發(fā)器、第一CAN控制器、CAN網(wǎng)關(guān)。該第二區(qū)內(nèi)設(shè)有第二CAN總線，并分布有一個(gè)或多個(gè)第二CAN處理裝置以及第二CAN收發(fā)器。光電隔離器設(shè)于第一區(qū)與第二區(qū)之間，光電隔離器一邊的光電器件驅(qū)動(dòng)端和輸出端分別與第二CAN控制器的發(fā)射端和接收端相連，光電隔離器另一邊的輸出端和光電器件驅(qū)動(dòng)端分別與第二CAN收發(fā)器的發(fā)射端和接收端相連。
【專利說明】具有隔離式安全柵的CAN總線網(wǎng)絡(luò)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及防爆【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種具有隔離式安全柵的CAN總線網(wǎng)絡(luò)。

【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)總線是自動(dòng)化控制信息交換命脈。在工業(yè)縱向中，控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network, CAN)總線,得到了廣泛應(yīng)用。由于CAN總線通訊的可靠、以及拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)的便利，成為數(shù)字系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的優(yōu)選方案。
[0003]在特殊領(lǐng)域中，CAN總線可能會(huì)被應(yīng)用在易燃易爆的危險(xiǎn)場(chǎng)合中。由于防爆標(biāo)準(zhǔn)的要求，不允許的危險(xiǎn)區(qū)CAN電信號(hào)直接相通于安全區(qū)的CAN電信號(hào)，必須經(jīng)過耐壓隔離或防爆技術(shù)處理，才能使兩種不同區(qū)域信號(hào)互連。
[0004]然而由于CAN BUS信號(hào)通信總線沖突檢測(cè)，不斷進(jìn)行偵聽，安全區(qū)的CANBUS與危險(xiǎn)區(qū)CANBUS經(jīng)過隔離后，如果直接疊加在同一通信物理介質(zhì)上，CAN BUS會(huì)因通信不好而鎖死。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有隔離式安全柵的CAN總線網(wǎng)絡(luò)，使得危險(xiǎn)區(qū)的CAN信號(hào)與安全區(qū)CAN信號(hào)即使經(jīng)隔離仍能互相通信。
[0006]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是一種具有隔離式安全柵的CAN總線網(wǎng)絡(luò)，包括第一區(qū)、第二區(qū)和光電隔離器。該第一區(qū)內(nèi)設(shè)有第一 CAN總線，并分布有一個(gè)或多個(gè)第一 CAN處理裝置、第一 CAN收發(fā)器、第一 CAN控制器、CAN網(wǎng)關(guān)、以及第二 CAN控制器；第一 CAN處理裝置的CAN信號(hào)端連接于第一 CAN總線,第一 CAN總線連接于第一 CAN收發(fā)器的CAN信號(hào)端，第一 CAN收發(fā)器的發(fā)射端和接收端分別與第一 CAN控制器的發(fā)射端和接收端相連，第一 CAN控制器103的控制信號(hào)端分別與CAN網(wǎng)關(guān)相應(yīng)控制信號(hào)端相連；CAN網(wǎng)關(guān)的相應(yīng)控制信號(hào)端分別與第二 CAN控制器相應(yīng)控制信號(hào)端相連。該第二區(qū)內(nèi)設(shè)有第二 CAN總線，并分布有一個(gè)或多個(gè)第二 CAN處理裝置以及第二 CAN收發(fā)器，第二 CAN收發(fā)器的CAN信號(hào)端與第二 CAN總線，第二 CAN處理裝置的CAN信號(hào)端連接于第二 CAN總線。光電隔離器設(shè)于第一區(qū)與第二區(qū)之間，光電隔離器一邊的光電器件驅(qū)動(dòng)端和輸出端分別與第二 CAN控制器的發(fā)射端和接收端相連，光電隔離器另一邊的輸出端和光電器件驅(qū)動(dòng)端分別與第二 CAN收發(fā)器的發(fā)射端和接收端相連。
[0007]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，CAN總線網(wǎng)絡(luò)的第一區(qū)的數(shù)目為一個(gè)或多個(gè)。
[0008]CAN總線網(wǎng)絡(luò)，CAN總線網(wǎng)絡(luò)的第二區(qū)的數(shù)目為一個(gè)或多個(gè)。
[0009]CAN總線網(wǎng)絡(luò)的該光電隔離器的光電器件為發(fā)光二極管。
[0010]CAN總線網(wǎng)絡(luò)的該CAN網(wǎng)關(guān)包含處理器，用以分別處理來自該第一 CAN控制器的信號(hào)和來自該第二 CAN控制器的信號(hào)。
[0011]本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，通過光電隔離器將第一區(qū)的CAN總線與第二區(qū)的CAN總線隔離。不同區(qū)域的兩組CAN總線信號(hào)經(jīng)過CAN網(wǎng)關(guān)內(nèi)的處理器處理運(yùn)算，對(duì)來自某方的信號(hào)經(jīng)處理后傳至另一方，達(dá)到它們之間的信號(hào)耦合。這樣，不同區(qū)域的CAN BUS信號(hào)似乎同一物理介質(zhì)上傳輸通信。從而，起到了隔離通信的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說明，其中:
[0013]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的具有隔離式安全柵的CAN總線網(wǎng)絡(luò)的電原理框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的具有隔離式安全柵的CAN總線網(wǎng)絡(luò)的電原理框圖。參照?qǐng)D1所示，CAN總線網(wǎng)絡(luò)被區(qū)分為第一區(qū)和第二區(qū)。第一區(qū)通常被定義為安全區(qū)，第二區(qū)通常被定義為危險(xiǎn)區(qū)。顧名思義，安全區(qū)為不會(huì)有爆炸風(fēng)險(xiǎn)或有極低爆炸風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域，危險(xiǎn)區(qū)為有爆炸風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域。安全區(qū)和危險(xiǎn)區(qū)可根據(jù)CAN總線網(wǎng)絡(luò)實(shí)際布置的環(huán)境來定義。安全區(qū)和危險(xiǎn)區(qū)可分別具有一個(gè)或多個(gè)。
[0015]在安全區(qū)內(nèi)設(shè)有第一 CAN總線，即CAN BUS101o安全區(qū)內(nèi)還分布有第一 CAN處理裝置100、第一 CAN收發(fā)器102、第一 CAN控制器103、CAN網(wǎng)關(guān)104、第二 CAN控制器105等設(shè)備。第一 CAN處理裝置100的CAN信號(hào)端連接于安全區(qū)的CAN BUSlOl。安全區(qū)的CANBUSlOl連接于第一 CAN收發(fā)器102的CAN信號(hào)端。第一 CAN收發(fā)器102的發(fā)射端(Tx端)和接收端(Rx端)分別與第一 CAN控制器103的Tx端和Rx端相連。第一 CAN控制器103的控制信號(hào)端分別與CAN網(wǎng)關(guān)104相應(yīng)控制信號(hào)端相連；CAN網(wǎng)關(guān)104的相應(yīng)控制信號(hào)端分別與第二 CAN控制器105相應(yīng)控制信號(hào)端相連。
[0016]在本實(shí)施例中，第一 CAN處理裝置100、第一 CAN收發(fā)器102、第一 CAN控制器103、CAN網(wǎng)關(guān)104、第二 CAN控制器105的數(shù)目可分別為一個(gè)或多個(gè)。例如，第一 CAN處理裝置100可包括序號(hào)1-N。相應(yīng)地，第一 CAN收發(fā)器102、第一 CAN控制器103、CAN網(wǎng)關(guān)104、第二 CAN控制器105可包括相同序號(hào)的器件。
[0017]在本實(shí)施例中，在安全區(qū)的邊界使用了信號(hào)隔離器106，來隔離安全區(qū)與危險(xiǎn)區(qū)。第二 CAN控制器105的Tx端和Rx端分別與信號(hào)隔離器106左邊的隔離器件驅(qū)動(dòng)端和輸出端相連。
[0018]在危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)設(shè)有第二 CAN總線，即CAN BUS108。在危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)還分布有第二 CAN收發(fā)器107和第二 CAN處理裝置109。第二 CAN收發(fā)器107的CAN信號(hào)端與危險(xiǎn)區(qū)的CANBUS108相連。第二 CAN處理裝置109的CAN信號(hào)端連接于危險(xiǎn)區(qū)的CAN BUS108。另外信號(hào)隔離器106右邊的輸出端和隔離器件驅(qū)動(dòng)端分別與第二 CAN收發(fā)器107的Tx端和Rx端相連。
[0019]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，信號(hào)隔離器為光電隔離器，信號(hào)隔離器中的光電器件為發(fā)光二極管。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，信號(hào)隔離器可為磁耦隔離器、電容式隔離器、光纖隔離器、變壓器隔離器中的任意一種。
[0020]在本實(shí)施例中，第二 CAN總線，即CAN BUS108的數(shù)量可為一個(gè)或多個(gè)。相應(yīng)地，第二 CAN收發(fā)器107、第二 CAN處理裝置109的數(shù)目可分別為一個(gè)或多個(gè)。例如，CAN BUS108可包括序號(hào)1_N。相應(yīng)地,第二 CAN收發(fā)器107、第二 CAN處理裝置109可包括相同序號(hào)的器件。
[0021]在信號(hào)處理時(shí)，安全區(qū)CAN總線101的信號(hào)傳輸至CAN網(wǎng)關(guān)104。CAN網(wǎng)關(guān)104內(nèi)的處理器對(duì)該信號(hào)處理運(yùn)算后，傳輸隔離至危險(xiǎn)區(qū)CAN總線108。反之，危險(xiǎn)區(qū)CAN總線108的信號(hào)傳輸隔離至CAN網(wǎng)關(guān)104，CAN網(wǎng)關(guān)104內(nèi)的處理器對(duì)該信號(hào)處理運(yùn)算后，傳輸至安全區(qū)CAN總線101。
[0022]本實(shí)施例的CAN總線隔離式安全柵的特點(diǎn)是，安全區(qū)的CAN BUS與危險(xiǎn)區(qū)的CANBUS是隔離的。不同區(qū)域的兩組CAN BUS信號(hào)經(jīng)過CAN網(wǎng)關(guān)104內(nèi)的處理器處理運(yùn)算，對(duì)來自某方的信號(hào)經(jīng)處理后傳至另一方，達(dá)到它們之間的信號(hào)耦合。這樣，不同區(qū)域的CAN BUS信號(hào)似乎同一物理介質(zhì)上傳輸通信。
[0023]雖然本發(fā)明已參照當(dāng)前的具體實(shí)施例來描述，但是本【技術(shù)領(lǐng)域】中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，在沒有脫離本發(fā)明精神的情況下還可作出各種等效的變化或替換，因此，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)對(duì)上述實(shí)施例的變化、變型都將落在本申請(qǐng)的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有隔離式安全柵的CAN總線網(wǎng)絡(luò)，包括: 第一區(qū)，該第一區(qū)內(nèi)設(shè)有第一 CAN總線，并分布有一個(gè)或多個(gè)第一 CAN處理裝置、第一CAN收發(fā)器、第一 CAN控制器、CAN網(wǎng)關(guān)、以及第二 CAN控制器；第一 CAN處理裝置的CAN信號(hào)端連接于第一 CAN總線,第一 CAN總線連接于第一 CAN收發(fā)器的CAN信號(hào)端,第一 CAN收發(fā)器的發(fā)射端和接收端分別與第一 CAN控制器的發(fā)射端和接收端相連，第一 CAN控制器103的控制信號(hào)端分別與CAN網(wǎng)關(guān)相應(yīng)控制信號(hào)端相連；CAN網(wǎng)關(guān)的相應(yīng)控制信號(hào)端分別與第二 CAN控制器相應(yīng)控制信號(hào)端相連； 第二區(qū)，該第二區(qū)內(nèi)設(shè)有第二 CAN總線，并分布有一個(gè)或多個(gè)第二 CAN處理裝置以及第二 CAN收發(fā)器，第二 CAN收發(fā)器的CAN信號(hào)端與第二 CAN總線，第二 CAN處理裝置的CAN信號(hào)端連接于第二 CAN總線；以及 信號(hào)隔離器，設(shè)于第一區(qū)與第二區(qū)之間，信號(hào)隔離器一邊的隔離器件驅(qū)動(dòng)端和輸出端分別與第二 CAN控制器的發(fā)射端和接收端相連，信號(hào)隔離器另一邊的輸出端和隔離器件驅(qū)動(dòng)端分別與第二 CAN收發(fā)器的發(fā)射端和接收端相連。
2.如權(quán)利要求1所述的具有隔離式安全柵的CAN總線網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，該第一區(qū)的數(shù)目為一個(gè)或多個(gè)。
3.如權(quán)利要求1所述的具有隔離式安全柵的CAN總線網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，該第二區(qū)的數(shù)目為一個(gè)或多個(gè)。
4.如權(quán)利要求1所述的具有隔離式安全柵的CAN總線網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，信號(hào)隔離器為光電隔離器，該光電隔離器的光電器件為發(fā)光二極管。
5.如權(quán)利要求1所述的具有隔離式安全柵的CAN總線網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，信號(hào)隔離器為磁耦隔離器。
6.如權(quán)利要求1所述的具有隔離式安全柵的CAN總線網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，信號(hào)隔離器為電容式隔離器。
7.如權(quán)利要求1所述的具有隔離式安全柵的CAN總線網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，信號(hào)隔離器為光纖隔離器。
8.如權(quán)利要求1所述的具有隔離式安全柵的CAN總線網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，信號(hào)隔離器為變壓器隔離器。
9.如權(quán)利要求1所述的具有隔離式安全柵的CAN總線網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，該CAN網(wǎng)關(guān)包含處理器，用以分別處理來自該第一 CAN控制器的信號(hào)和來自該第二 CAN控制器的信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H04L12/40GK104079459SQ201310103496
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月27日
【發(fā)明者】林志鐵, 張穎, 徐志丹, 劉玉春 申請(qǐng)人:梅特勒-托利多(常州)精密儀器有限公司, 梅特勒-托利多(常州)測(cè)量技術(shù)有限公司, 梅特勒-托利多(常州)稱重設(shè)備系統(tǒng)有限公司