專利名稱：基于CANopen協議的模擬量輸出模塊的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種輸出模塊，尤其涉及一種基于CANopen協議的模擬量 輸出模塊，用于CANopen網絡與設備級網絡之間模擬量輸出信號的轉換。
背景技術：
CANopen網絡是一種專門為工業現場總線設計的網絡，目前已成為一種在 國外和國內大量使用的高可靠性現場總線網絡，但由于專業性太強，對外接口 還不是特別方便，往往需要經過網關才能與被控設備通信。列車網絡需要傳輸 出大量的數字量輸出信號，為保證設備級總線數據與列車級總線數據的實時通 信和可靠運行，目前采用的解決方式主要有兩種 一種是采用傳統的PLC構成 集散型控制系統；另一種是采用基于現場總線的分布式I/O系統。采用前一種方 式的缺點是系統不開放、硬件投資大、布線復雜、維修不便，具有明顯的局限 性；若采用第二種方式雖然可以克服前一種方式的不足，但產品需要進口，投 資成本較高。對現行工業現場研制一種基于CANopen協議的模擬量輸出模塊解 決以上技術中帶來的種種不足，就具有很突出的意義了。 發明內容
本實用新型針對以上問題的提出，而研制一種基于CANopen協議的模擬量 輸出模塊，旨在提高列車級CANopen網絡與設備級網絡之間的模擬兩輸出信號 傳輸的實時性和可靠性。
本實用新型的技術解決方案是這樣實現的
一種基于CANopen協議的模擬量輸出模塊，包括參數存儲單元、外部接口 單元，其特征在于還包括CPU主控制單元、信號輸出單元和CANopen通信單元； 其中信號輸出單元由模擬量輸出接口與光耦隔離電路串聯組成；CANopen通信 單元由CANopen總線收發器與光耦隔離電路串聯組成；所述的CANopen通信單 元、參數存儲單元、外部接口單元通過可雙向通信的內部總線與CPU主控制單 元連接；信號輸出單元通過可單向通信的內部總線與CPU主控制單元連接； CANopen通信單元通過CANopen網絡方式與列車級網絡連接。
所述的CANopen總線收發器由能將模擬信號轉換成雙線差分網絡信號或能將上線差分網絡線好解碼為模擬信號的單元功能電路組成。
所述的CPU主控制單元(3)由AT91SAM7A3型芯片組成。 與現有技術相比較，本實用新型具有以下有益效果
1、 由于本實用新型的模擬量輸出接口采集到的模擬量輸出信號，經過CPU 控制單元可以直接轉化為CANopen網絡可用信號，提高了數據傳輸的實時性。
2、 由于本實用新型改變了傳統模式下模擬量瑜出信號經過I/0板卡，再經 過CANopen網關的數據傳輸過程，將模擬量信號采集與CANopen網絡協議轉 換裝置集成于單一模塊，降低了制造成本，提高了數據傳輸的可靠性。
3、 由于本實用新型在CANopen網絡轉換裝置上增加了模擬量輸出接口， 使CANopen網絡可以適應于所有設備級網絡的模擬量傳輸，提高了 CANopen 網絡的靈活性和通用性，非常適合于工業現場總線的應用領域。


本實用新型由l幅附圖 圖為本實用新型的結構框圖中1、信號輸出單元，2、 CANopen通信單元，3、 CPU主控制單元，4、 參數存儲單元，5、外部接口單元，6、模擬量輸出接口， 7、光耦隔離電路，8、 CANopen總線收發器，9、光耦隔離電路。
具體實施方式

如圖l、圖2所示的基于CANopen協議的模擬量輸出模塊，包括參數存儲單 元4、外部接口單元5，其特征在于還包括CPU主控制單元3、信號輸出單元1 和CANopen通信單元2;其中信號輸出單元1由模擬量輸出接口 6與光耦隔離電 路7串聯組成；C認open通信單元2由CANopen總線收發器8與光耦隔離電路 9串聯組成；所述的CANopen通信單元2、參數存儲單元4、外部接口單元5通 過可雙向通信的內部總線與CPU主控制單元3連接；信號輸出單元1通過可單 向通信的內部總線與CPU主控制單元3連接；CANopen通信單元2通過CANopen 網絡方式與列車級網絡連接。
所述的CANopen總線收發器8由能將模擬信號轉換成雙線差分網絡信號或 能將上線差分網絡線好解碼為模擬信號的單元功能電路組成。
所述的CPU主控制單元3由AT91SAM7A3型芯片組成。
在具體實施例中，信號輸出單元1的模擬量輸出接口是對設備級網絡的外 接口電路，以供模擬量數據輸入系統。在信號輸出單元1和CANopen通信單元2中的兩個光耦隔離電路，在CPU 控制單元3的信號經光隔離后送入CANopen總線收發器8，或者將CANopen總線 收發器8的信號經隔離后送至CPU主控制單元3，作提高抗干擾能力。
CAN叩en通信單元2的CANopen總線收發器8作為外電路CANopen協議控制 器和CANopen通信單元2中的高頻隔離變壓器的電氣接口 ，將CAN叩en協議控 制器送來的模擬信號轉換成差分信號，然后將該信號經光電隔離電路送至CPU 控制單元2的CANopen協議控制芯片，或者將光電隔離電路送來的差分網絡信 號解碼成模擬信號，送入外電路CANopen協議控制器。
CPU主控制單元3的芯片選用AT91SAM7A3芯片，AT91SAM7A3將信號輸出單 元1傳輸的模擬量輸出信號數據打包成CANopen網絡協議所規定的數據流送到 CANopen總線收發器，或者將CANopen總線收發器8送來的信號解析成標準數 據并將其存入自身的緩存區即參數存儲單元4中，以供外接的CANopen控制器 讀取，其硬件的作用主要是負責控制CANopen協議控制器芯片的工作時序以及 模擬量輸出數據流的生成。
以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范 圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范 圍內，根據本實用新型的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵 蓋在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1、一種基于CANopen協議的模擬量輸出模塊，包括參數存儲單元(4)、外部接口單元(5)，其特征在于還包括CPU主控制單元(3)、信號輸出單元(1)和CANopen通信單元(2)；其中信號輸出單元(1)由模擬量輸出接口(6)與光耦隔離電路(7)串聯組成；CANopen通信單元(2)由CANopen總線收發器(8)與光耦隔離電路(9)串聯組成；所述的CANopen通信單元(2)、參數存儲單元(4)、外部接口單元(5)通過可雙向通信的內部總線與CPU主控制單元(3)連接；信號輸出單元(1)通過可單向通信的內部總線與CPU主控制單元(3)連接；CANopen通信單元(2)通過CANopen網絡方式與列車級網絡連接。
2、 根據權利要求1所述的基于CAN叩en協議的模擬量輸出模塊，其特征在 于所述的CANopen總線收發器(8)由能將模擬信號轉換成雙線差分網絡信號 或能將上線差分網絡線好解碼為模擬信號的單元功能電路組成。
3、 根據權利要求1所述的基于CANopen協議的模擬量輸出模塊，其特征在 于所述的CPU主控制單元(3)由AT91SAM7A3型芯片組成。
專利摘要本實用新型公開了一種基于CANopen協議的模擬量輸出模塊，用于CANopen網絡與設備級網絡之間模擬量輸出信號的轉換。包括參數存儲單元、外部接口單元，其特征在于還包括CPU主控制單元、信號輸出單元和CANopen通信單元；其中信號輸出單元由模擬量輸出接口與光耦隔離電路串聯組成；CANopen通信單元由CANopen總線收發器與光耦隔離電路串聯組成；所述的CANopen通信單元、參數存儲單元、外部接口單元通過可雙向通信的內部總線與CPU主控制單元連接；改變了傳統模式下模擬量輸出信號經過I/O板卡，將模擬量信號采集與CANopen網絡協議轉換裝置集成于單一模塊，提高了數據傳輸的可靠性。
文檔編號H04M3/00GK201312346SQ200820231298
公開日2009年9月16日 申請日期2008年12月3日 優先權日2008年12月3日
發明者濤 吳, 李時智, 勇 石 申請人:中國北車股份有限公司大連電力牽引研發中心