一种具有多通道CAN总线通讯的网关控制器

摘要

本发明公开了一种具有多通道CAN总线通讯的网关控制器，包括：CPU（1）、电源电路（5）、双冗余CAN总线电路（4）、核心处理模块（6）、双冗余总线通信模块（7）、电子继电器开关（2）和光电隔离器（3）。网关控制器通过双冗余CAN总线电路（4）实现与多CAN子网控制设备进行数据交换；也通过光电隔离器（3）采集各种形式的开关量信号，核心处理模块（6）进行数据采集、逻辑运算和诊断分析得出控制要求；通过电子继电器开关（2）实现对被控设备的控制。本控制器是一种针对汽车、特种车辆、工程机械等户外装备的多CAN总线子网系统组网的关键设备，每组CAN网络使用2条CAN总线来实现双冗余通讯，解决一般网关控制器可靠性差且功能单一的问题。

主权项

一种具有多通道CAN总线通讯的网关控制器，包括：CPU（1）、电源电路（5）和双冗余CAN总线电路（4）,其特征在于还包括：电子继电器开关（2）、光电隔离器（3）、核心处理模块（6）和双冗余总线通信模块（7）；双冗余CAN总线电路（4）、电子继电器开关（2）、光电隔离器（3）和电源电路（5）均与CPU（1）连接；核心处理模块（6）、双冗余总线通信模块（7）均置于CPU（1）中；核心处理模块（6）的功能为：实现网关控制器各接口初始化、各种任务调度管理、开关量数据采集处理和开关量输出控制；双冗余总线通信模块（7）的功能为：实现CAN总线初始化、双冗余CAN处理机制设置、双冗余CAN总线数据接收及双冗余CAN总线数据发送；网关控制器通过双冗余CAN总线电路（4）实现多路双冗余CAN总线通讯，与多CAN子网控制设备进行数据交换，在某组CAN总线通讯中有一条CAN总线出现故障时，能自动切换到另一条CAN总线进行数据交换；也通过光电隔离器（3）采集各种形式的开关量信号，核心处理模块（6）进行数据采集、逻辑运算和诊断分析得出控制要求；通过电子继电器开关（2）实现对被控设备的控制，以达到控制被控设备进行预定动作的目的；同时双冗余总线通信模块（7）将当前状态通过CAN总线发送给上位机显示；被控设备的控制策略、保护逻辑、数据分析和故障诊断功能全都在核心处理模块（6）中实现；在网关控制器的工作过程中，CPU（1）是网关控制器的核心，电源电路（5）为网关控制器提供正常工作所需的直流电压，光电隔离器（3）、电子继电器开关（2）和双冗余CAN总线电路（4）作为网关控制器的外围电路，均由所述CPU（1）实现控制；CPU（1）采用高性能的16位单片机，主频达80M，CPU（1）内置836KB的FLASH；具有6个独立的CAN通信接口，支持6个串行通信接口；具有24通道10位模拟量到数字量转换通道；具有16通道的比较捕获单元，实现PWM信号的输出；电源电路（5）采用车辆电池供电，额定24V，在18 VDC～30VDC正常工作，最高耐压达36V；根据系统需要，外部直流电源进入网关控制器后，电源电路（5）中的5V电源转换电路产生5V电源，作为控制器的参考电源及系统电源；CPU（1）通过自带信号输出管脚控制电子继电器开关（2），实现开关量输出，电子继电器开关（2）最大输出电流达3A；CPU（1）通过光电隔离器（3）对外部开关量信号进行动态读取，从而实现开关量输入，光电隔离器（3）输入通道数量达42路；CPU（1）与双冗余CAN总线电路（4）中的CAN驱动器间通过双冗余CAN总线电路（4）中的隔离放大器实现隔离，CAN驱动器采用通用型CAN总线驱动芯片,速度达1MBaud，同时使用CPU（1）的Gateway功能实现2条CAN总线的双冗余通信功能。