專利名稱：一種基于arm7的mvb網(wǎng)關及其工作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種不同網(wǎng)絡總線之間的數(shù)據(jù)轉換裝置，特別是一種基于ARM7的MVB 網(wǎng)關及其工作方法。
背景技術：
DeviceNet現(xiàn)場總線是世界一流的自動化控制和信息解決方案供應商——美國羅 克韋爾自動化(Rockwell Automation)公司推出的最優(yōu)的工業(yè)控制網(wǎng)絡技術——NetLinx 的底層網(wǎng)絡。DeviceNet具有開放、低價、可靠、高效的優(yōu)點，特別適合于高實時性要求的工 業(yè)現(xiàn)場的底層控制。DeviceNet現(xiàn)已列為國際標準IEC62026-3 (2000-07)低壓開關設備和 控制設備-控制器-設備接口，并被列入歐洲標準EN50325。此外，DeviceNet實際上是亞 洲和美洲的設備網(wǎng)標準。近年來，隨著鐵路行業(yè)的快速發(fā)展，現(xiàn)場總線由于其可靠性高、成本低、故障率低 等優(yōu)點使得其應用越來越廣泛，作為中國鐵路軌道車輛的網(wǎng)絡通訊標準，TCN總線在軌道交 通領域中占有很大的比重，尤其是在機車、動車、地鐵等軌道交通領域，TCN總線的應用尤其 廣泛，它包括兩種用于列車車載數(shù)據(jù)通信的現(xiàn)場總線WTB總線和MVB總線，其中MVB負責 車輛內(nèi)部的數(shù)據(jù)通訊。在機車控制網(wǎng)絡中，具備MVB通訊功能的設備和具備DeviceNet通訊功能的設 備同時存在，如果使用MVB通訊協(xié)議的機車專用控制網(wǎng)絡與廣泛使用的工業(yè)控制網(wǎng)絡 DeviceNet現(xiàn)場總線能夠互聯(lián)，對于基于MVB協(xié)議的控制系統(tǒng)的開發(fā)、調試以及監(jiān)視具有很 重要的意義。但現(xiàn)有設備中沒有成熟應用的MVB-DeviceNet網(wǎng)關。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術存在的上述問題，本發(fā)明要設計一種基于ARM7的MVB網(wǎng)關及其工 作方法，從而解決了 MVB專用通訊網(wǎng)絡與廣泛使用的工業(yè)控制網(wǎng)絡DeviceNet現(xiàn)場總線間 的互聯(lián)問題。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下一種基于ARM7的MVB網(wǎng)關，包括MVB總線協(xié)議控制器、MVB總線收發(fā)器、ARM7中央 控制器、DeviceNet總線協(xié)議控制器、DeviceNet總線收發(fā)器，所述的ARM7中央控制器分別 與MVB總線協(xié)議控制器和DeviceNet總線協(xié)議控制器雙向連接，所述的MVB總線協(xié)議控制 器經(jīng)MVB總線收發(fā)器與MVB總線雙向連接，所述的DeviceNet總線協(xié)議控制器經(jīng)DeviceNet 總線收發(fā)器與DeviceNet總線雙向連接。一種基于ARM7的MVB網(wǎng)關的工作方法，包括MVB總線數(shù)據(jù)轉換成DeviceNet總線 數(shù)據(jù)方法和DeviceNet總線數(shù)據(jù)轉換成MVB總線數(shù)據(jù)方法，具體包括以下步驟A、MVB總線數(shù)據(jù)轉換成DeviceNet總線數(shù)據(jù)AUMVB總線收發(fā)器接收MVB總線的數(shù)據(jù)并發(fā)送到MVB總線協(xié)議控制器；A2、MVB總線協(xié)議控制器根據(jù)MVB總線通訊協(xié)議規(guī)定，接收MVB數(shù)據(jù)幀；
A3.ARM7中央控制器讀取MVB總線協(xié)議控制器的MVB數(shù)據(jù)，進行邏輯運算處理后， 生成DeviceNet數(shù)據(jù)，寫入DeviceNet總線協(xié)議控制器；A4、DeviceNet總線協(xié)議控制器根據(jù)DeviceNet總線通訊協(xié)議規(guī)定，讀取ARM7中 央控制器寫入DeviceNet總線協(xié)議控制器中的數(shù)據(jù)，經(jīng)過編碼生成DeviceNet數(shù)據(jù)幀；A5,DeviceNet總線收發(fā)器，接收DeviceNet總線協(xié)議控制器的DeviceNet數(shù)據(jù)幀 并發(fā)送到DeviceNet總線；B、DeviceNet總線數(shù)據(jù)轉換成MVB總線數(shù)據(jù)Bi、DeviceNet總線收發(fā)器接收DeviceNet總線的數(shù)據(jù)并發(fā)送到DeviceNet總線 協(xié)議控制器；B2、DeviceNet總線協(xié)議控制器根據(jù)DeviceNet總線通訊協(xié)議規(guī)定，接收 DeviceNet 數(shù)據(jù)幀；B3、ARM7中央控制器讀取DeviceNet總線協(xié)議控制器的DeviceNet數(shù)據(jù)，進行邏 輯運算處理后，生成MVB數(shù)據(jù)，寫入MVB總線協(xié)議控制器；B4、MVB總線協(xié)議控制器根據(jù)MVB總線通訊協(xié)議規(guī)定，讀取ARM7中央控制器寫入 MVB總線協(xié)議控制器中的數(shù)據(jù)，經(jīng)過編碼生成MVB數(shù)據(jù)幀；B5、MVB總線收發(fā)器，接收MVB總線協(xié)議控制器的MVB數(shù)據(jù)幀并發(fā)送到MVB總線。本發(fā)明所述的ARM7中央控制器，負責MVB總線協(xié)議控制器和DeviceNet協(xié)議控制 器的數(shù)據(jù)交換，具有圖形化編程接口，用戶使用符合IEC61131-3的語言編寫控制邏輯。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明通過ARM7中央控制器實現(xiàn)了 MVB總線協(xié)議控制器和 DeviceNet協(xié)議控制器的數(shù)據(jù)交換，解決了機車專用的MVB控制網(wǎng)絡和廣泛使用的工業(yè)控 制網(wǎng)絡DeviceNet現(xiàn)場總線的互聯(lián)問題，具有設計新穎、可靠、靈活等特點，在軌道車輛以 及農(nóng)林機械等行業(yè)以及相關領域具有廣泛的應用前景。


本發(fā)明共有2張附圖，其中圖1是基于ARM7的MVB網(wǎng)關的結構框圖。圖2是ARM7中央控制器及其外圍接口電路結構框圖。圖中1、MVB總線協(xié)議控制器，2、MVB總線收發(fā)器，3、ARM7中央控制器，4、 DeviceNet總線協(xié)議控制器，5、DeviceNet總線收發(fā)器。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明進行進一步地描述。如圖1所示，一種基于ARM7的MVB網(wǎng) 關，包括MVB總線協(xié)議控制器1、MVB總線收發(fā)器2、ARM7中央控制器3、DeviceNet總線協(xié) 議控制器LDeviceNet總線收發(fā)器5，所述的ARM7中央控制器3分別與MVB總線協(xié)議控制 器1和DeviceNet總線協(xié)議控制器4雙向連接，所述的MVB總線協(xié)議控制器1經(jīng)MVB總線 收發(fā)器2與MVB總線雙向連接，所述的DeviceNet總線協(xié)議控制器4經(jīng)DeviceNet總線收 發(fā)器5與DeviceNet總線雙向連接。一種基于ARM7的MVB網(wǎng)關的工作方法，包括MVB總線數(shù)據(jù)轉換成DeviceNet總線 數(shù)據(jù)方法和DeviceNet總線數(shù)據(jù)轉換成MVB總線數(shù)據(jù)方法，具體包括以下步驟
A、MVB總線數(shù)據(jù)轉換成DeviceNet總線數(shù)據(jù)Al、MVB總線收發(fā)器2接收MVB總線的數(shù)據(jù)并發(fā)送到MVB總線協(xié)議控制器1 ；A2、MVB總線協(xié)議控制器1根據(jù)MVB總線通訊協(xié)議規(guī)定，接收MVB數(shù)據(jù)幀；A3、ARM7中央控制器3讀取MVB總線協(xié)議控制器1的MVB數(shù)據(jù)，進行邏輯運算處 理后，生成DeviceNet數(shù)據(jù)，寫入DeviceNet總線協(xié)議控制器4 ；A4,DeviceNet總線協(xié)議控制器4根據(jù)DeviceNet總線通訊協(xié)議規(guī)定，讀取ARM7中 央控制器3寫入DeviceNet總線協(xié)議控制器4中的數(shù)據(jù)，經(jīng)過編碼生成DeviceNet數(shù)據(jù)幀；A5、DeviceNet總線收發(fā)器5，接收DeviceNet總線協(xié)議控制器4的DeviceNet數(shù) 據(jù)幀并發(fā)送到DeviceNet總線；B、DeviceNet總線數(shù)據(jù)轉換成MVB總線數(shù)據(jù)Bi、DeviceNet總線收發(fā)器5接收DeviceNet總線的數(shù)據(jù)并發(fā)送到DeviceNet總 線協(xié)議控制器4 ；B2、DeviceNet總線協(xié)議控制器4根據(jù)DeviceNet總線通訊協(xié)議規(guī)定，接收 DeviceNet 數(shù)據(jù)幀；B3、ARM7中央控制器3讀取DeviceNet總線協(xié)議控制器4的DeviceNet數(shù)據(jù)，進 行邏輯運算處理后，生成MVB數(shù)據(jù)，寫入MVB總線協(xié)議控制器1 ；B4、MVB總線協(xié)議控制器1根據(jù)MVB總線通訊協(xié)議規(guī)定，讀取ARM7中央控制器3寫 入MVB總線協(xié)議控制器1中的數(shù)據(jù)，經(jīng)過編碼生成MVB數(shù)據(jù)幀；B5、MVB總線收發(fā)器2，接收MVB總線協(xié)議控制器1的MVB數(shù)據(jù)幀并發(fā)送到MVB總線。本發(fā)明所述的ARM7中央控制器3，負責MVB總線協(xié)議控制器1和DeviceNet總線 協(xié)議控制器4的數(shù)據(jù)交換，具有圖形化編程接口，用戶使用符合IEC61131-3的語言編寫控 制邏輯。下面結合圖1-2對本發(fā)明的電路及其工作原理作進一步說明本發(fā)明的電路包括 MVB總線控制電路、DeviceNet總線控制電路、ARM7中央控制器3及其外圍接口電路，具體 電路分類如下如圖1所示，MVB總線控制電路是MVB總線和ARM7中央控制器3接口的主要控制 電路，主要包括MVB總線協(xié)議控制器1、MVB總線收發(fā)器2和ARM7中央控制器3接口電路。 ARM7中央控制器3通過標準的總線讀寫來控制MVB總線協(xié)議控制器1發(fā)送或者接受MVB總 線的數(shù)據(jù)，MVB總線協(xié)議控制器1負責總線的監(jiān)視和管理、發(fā)送或接收數(shù)據(jù)、編碼或解碼數(shù) 據(jù)幀。MVB總線收發(fā)器2負責將收發(fā)的數(shù)據(jù)轉換成符合MVB總線物理層規(guī)定的電信號，同時 對MVB的總線控制電路進行隔離和保護。如圖1所示，DeviceNet總線控制電路是DeviceNet總線和ARM7中央控制器3接口 的主要控制電路，主要包括DeviceNet總線協(xié)議控制器LDeviceNet總線收發(fā)器5和ARM7 中央控制器3接口電路。ARM7中央控制器3通過標準的總線讀寫來控制DeviceNet總線協(xié) 議控制器4發(fā)送或者接受DeviceNet總線的數(shù)據(jù)，DeviceNet總線協(xié)議控制器4負責總線 的監(jiān)視和管理、發(fā)送或接收數(shù)據(jù)、編碼或解碼數(shù)據(jù)幀。DeviceNet總線收發(fā)器5負責將收發(fā) 的數(shù)據(jù)轉換成符合DeviceNet總線物理層規(guī)定的電信號，同時對DeviceNet的總線控制電 路進行隔離和保護。
如圖2所示，ARM7中央控制器3及其外圍接口電路實現(xiàn)了網(wǎng)關的中央控制功能， 主要包括ARM7中央控制器3、代碼存儲器、配置存儲器、程序存儲器。ARM7中央控制器3具 有速度快、體積小、接口豐富、功耗低、無需輔助散熱設備的優(yōu)點，主要負責運行PLC解釋器 和用戶的應用程序。代碼存儲器由非易失性閃存(FLASH)組成，永久存儲網(wǎng)關的控制代碼。 配置存儲器由非易失性閃存(FLASH)組成，永久存儲用戶的應用數(shù)據(jù)和總線配置數(shù)據(jù)。程 序存儲器由同步動態(tài)隨機訪問存儲器(SDRAM)組成，具有速度快、容量大的優(yōu)點，用于代碼 運行時的內(nèi)存分配。用戶可以通過圖形化編程工具進行應用程序的編寫和編譯，生成二進 制代碼文件后通過網(wǎng)絡接口下載至配置存儲器中，運行于ARM7中央控制器3的PLC解釋器 將自動加載并執(zhí)行用戶應用程序，對總線數(shù)據(jù)進行邏輯處理。
權利要求
一種基于ARM7的MVB網(wǎng)關，其特征在于包括MVB總線協(xié)議控制器(1)、MVB總線收發(fā)器(2)、ARM7中央控制器(3)、DeviceNet總線協(xié)議控制器(4)、DeviceNet總線收發(fā)器(5)，所述的ARM7中央控制器(3)分別與MVB總線協(xié)議控制器(1)和DeviceNet總線協(xié)議控制器(4)雙向連接，所述的MVB總線協(xié)議控制器(1)經(jīng)MVB總線收發(fā)器(2)與MVB總線雙向連接，所述的DeviceNet總線協(xié)議控制器(4)經(jīng)DeviceNet總線收發(fā)器(5)與DeviceNet總線雙向連接。
2.一種基于ARM7的MVB網(wǎng)關的工作方法，其特征在于包括MVB總線數(shù)據(jù)轉換成 DeviceNet總線數(shù)據(jù)方法和DeviceNet總線數(shù)據(jù)轉換成MVB總線數(shù)據(jù)方法，具體包括以下步 驟A、MVB總線數(shù)據(jù)轉換成DeviceNet總線數(shù)據(jù)Al、MVB總線收發(fā)器(2)接收MVB總線的數(shù)據(jù)并發(fā)送到MVB總線協(xié)議控制器(1)；A2、MVB總線協(xié)議控制器(1)根據(jù)MVB總線通訊協(xié)議規(guī)定，接收MVB數(shù)據(jù)幀；A3、ARM7中央控制器(3)讀取MVB總線協(xié)議控制器(1)的MVB數(shù)據(jù)，進行邏輯運算處 理后，生成DeviceNet數(shù)據(jù)，寫入DeviceNet總線協(xié)議控制器(4)；A4、DeviceNet總線協(xié)議控制器⑷根據(jù)DeviceNet總線通訊協(xié)議規(guī)定，讀取ARM7中 央控制器(3)寫入DeviceNet總線協(xié)議控制器(4)中的數(shù)據(jù)，經(jīng)過編碼生成DeviceNet數(shù) 據(jù)幀；A5、DeviceNet總線收發(fā)器(5)，接收DeviceNet總線協(xié)議控制器(4)的DeviceNet數(shù) 據(jù)幀并發(fā)送到DeviceNet總線；B,DeviceNet總線數(shù)據(jù)轉換成MVB總線數(shù)據(jù)Bi、DeviceNet總線收發(fā)器(5)接收DeviceNet總線的數(shù)據(jù)并發(fā)送到DeviceNet總線 協(xié)議控制器⑷；B2、DeviceNet總線協(xié)議控制器⑷根據(jù)DeviceNet總線通訊協(xié)議規(guī)定，接收 DeviceNet 數(shù)據(jù)幀；B3、ARM7中央控制器(3)讀取DeviceNet總線協(xié)議控制器(4)的DeviceNet數(shù)據(jù)，進 行邏輯運算處理后，生成MVB數(shù)據(jù)，寫入MVB總線協(xié)議控制器(1)；B4、MVB總線協(xié)議控制器(1)根據(jù)MVB總線通訊協(xié)議規(guī)定，讀取ARM7中央控制器(3)寫 入MVB總線協(xié)議控制器(1)中的數(shù)據(jù)，經(jīng)過編碼生成MVB數(shù)據(jù)幀；B5、MVB總線收發(fā)器(2)，接收MVB總線協(xié)議控制器⑴的MVB數(shù)據(jù)幀并發(fā)送到MVB總線。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種基于ARM7的MVB網(wǎng)關的工作方法，其特征在于所述的 ARM7中央控制器(3)，負責MVB總線協(xié)議控制器(1)和DeviceNet總線協(xié)議控制器⑷的 數(shù)據(jù)交換，具有圖形化編程接口，用戶使用符合IEC61131-3的語言編寫控制邏輯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于ARM7的MVB網(wǎng)關及其工作方法，所述的網(wǎng)關包括MVB總線協(xié)議控制器、MVB總線收發(fā)器、ARM7中央控制器、DeviceNet總線協(xié)議控制器、DeviceNet總線收發(fā)器，ARM7中央控制器分別與MVB總線協(xié)議控制器和DeviceNet總線協(xié)議控制器雙向連接，MVB總線協(xié)議控制器與MVB總線收發(fā)器雙向連接，DeviceNet總線協(xié)議控制器與DeviceNet總線收發(fā)器雙向連接。本發(fā)明通過ARM7中央控制器實現(xiàn)了MVB總線協(xié)議控制器和DeviceNet協(xié)議控制器的數(shù)據(jù)交換，解決了機車專用的MVB控制網(wǎng)絡和廣泛使用的工業(yè)控制網(wǎng)絡DeviceNet現(xiàn)場總線的互聯(lián)問題。
文檔編號H04L12/66GK101908990SQ201010205799
公開日2010年12月8日 申請日期2010年6月17日 優(yōu)先權日2010年6月17日
發(fā)明者寧壽輝, 金曉宇, 閆寧 申請人:中國北車股份有限公司大連電力牽引研發(fā)中心