專(zhuān)利名稱(chēng)：Can-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)處理方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)處理方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
基于控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network, CAN)協(xié)議可以對(duì)所有掛接在CAN總線上的所有終端設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。CAN總線具有高傳輸速率，40米之內(nèi)可提供高達(dá)IMbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，因此使得實(shí)時(shí)控制變得非常容易；CAN總線具有自動(dòng)檢錯(cuò)機(jī)制和自動(dòng)重發(fā)功能，終端設(shè)備在錯(cuò)誤嚴(yán)重時(shí)可以退出總線，使網(wǎng)絡(luò)性能不被壞節(jié)點(diǎn)影響，CAN總線可以動(dòng)態(tài)加載節(jié)點(diǎn)，使得整個(gè)系統(tǒng)不用為了單個(gè)結(jié)點(diǎn)而停機(jī)，可大大減少停機(jī)的損失。因此，CAN網(wǎng)絡(luò)是一種比較通用的、抗干擾性很強(qiáng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，在車(chē)載網(wǎng)絡(luò)中往往用在設(shè)備級(jí)網(wǎng)絡(luò)中。
隨著交通安全等多方面的應(yīng)用需要，對(duì)軌道車(chē)輛內(nèi)部各終端設(shè)備的監(jiān)控顯得尤為重要。目前，CAN網(wǎng)絡(luò)把采集到的車(chē)輛設(shè)備數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)關(guān)傳輸?shù)蕉喙δ苘?chē)輛總線(Multifunction Vehicle Bus, MVB)網(wǎng)絡(luò)與控制中心進(jìn)行信息交互。
但是，隨著機(jī)車(chē)車(chē)輛信息化、智能化的發(fā)展，車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)吞吐量及傳輸速率提出了越來(lái)越高的要求，MVB網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率為1.5Mbps，作為車(chē)輛級(jí)的網(wǎng)絡(luò)，其數(shù)據(jù)通訊處理能力具有一定的局限性，已不能完全勝任系統(tǒng)需求。發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明實(shí)施例提供一種CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)處理方法和系統(tǒng)。
本發(fā)明實(shí)施例一方面提供一種CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)，包括:
CAN接口模塊、W5100硬件協(xié)議棧芯片和以太網(wǎng)接口模塊，所述W5100硬件協(xié)議棧芯片分別與所述CAN接口模塊和所述以太網(wǎng)接口模塊相連；
所述W5100硬件協(xié)議棧芯片用于根據(jù)TCP/IP協(xié)議將通過(guò)所述CAN接口模塊接收的終端設(shè)備發(fā)送的CAN數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成IP數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)所述以太網(wǎng)接口模塊發(fā)送到控制中心；
或者，根據(jù)所述TCP/IP協(xié)議將通過(guò)所述以太網(wǎng)接口模塊接收的所述控制中心發(fā)送的IP數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成CAN數(shù)據(jù)信號(hào)并發(fā)送給所述終端設(shè)備。
本發(fā)明實(shí)施例另一方面提供一種應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例提供的CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理方法，包括:
若判斷獲知接收到CAN數(shù)據(jù)信號(hào)，則根據(jù)TCP/IP協(xié)議將所述CAN數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成IP數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)以太網(wǎng)接口模塊發(fā)送到控制中心；
若判斷獲知接收到IP數(shù)據(jù)信號(hào)，則根據(jù)所述TCP/IP協(xié)議將所述IP數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成所述CAN數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)所述CAN接口模塊發(fā)送到終端設(shè)備。
本發(fā)明實(shí)施例又一方面提供一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括上述的CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)，以及終端設(shè)備和控制中心，所述CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)與所述終端設(shè)備相連接，用于通過(guò)以太網(wǎng)對(duì)所述終端設(shè)備與所述控制中心之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行交互。
本發(fā)明實(shí)施例提供的CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)處理方法和系統(tǒng)，通過(guò)CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)根據(jù)TCP/IP協(xié)議對(duì)接收到的CAN數(shù)據(jù)信號(hào)或IP數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的IP數(shù)據(jù)信號(hào)或CAN數(shù)據(jù)信號(hào)，并通過(guò)對(duì)應(yīng)的接口向外發(fā)送，實(shí)現(xiàn)了控制中心通過(guò)以太網(wǎng)對(duì)具有CAN總線路的終端設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。


圖1為本發(fā)明CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明數(shù)據(jù)處理方法一個(gè)實(shí)施例的流程圖5為本發(fā)明數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1為本發(fā)明CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該網(wǎng)關(guān)包括:
CAN接口模塊11、以太網(wǎng)接口模塊12和W5100硬件協(xié)議棧芯片13，其中，W5100硬件協(xié)議棧芯片13分別與CAN接口模塊11和以太網(wǎng)接口模塊12相連。
具體地，W5100硬件協(xié)議棧芯片具有實(shí)現(xiàn)硬件化TCP/IP協(xié)議棧中的傳輸控制協(xié)議(Transmission Control Protocol, TCP)、用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議(User Datagram Protocol,UDP)、控制報(bào)文協(xié)議(Control Message Protocol,CMP)和組管理協(xié)議(Group ManagementProtocol, GMP)等協(xié)議，芯片內(nèi)含16KB收/發(fā)緩沖存儲(chǔ)器，可快速進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，W5100硬件協(xié)議棧芯片可實(shí)現(xiàn)全雙工及半雙工的傳輸模式，并且將10M/100Mb/S以太網(wǎng)的傳輸層和物理層數(shù)據(jù)集成到以太網(wǎng)集線器，利用邏輯硬件實(shí)現(xiàn)，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單、緊湊。因此，使用W5100硬件協(xié)議棧芯片不需要考慮對(duì)以太網(wǎng)的控制，只需要簡(jiǎn)單的端口 Socket編程，大大簡(jiǎn)化了硬件電路設(shè)計(jì)，使處理器在沒(méi)有操作系統(tǒng)的支持下，真正實(shí)現(xiàn)了單芯片接入以太網(wǎng)。而無(wú)須過(guò)多考慮處理器的處理能力，從而大大減少軟件開(kāi)發(fā)的開(kāi)支，具有較短的開(kāi)發(fā)周期與較高的可靠性。
W5100硬件協(xié)議棧芯片13用于根據(jù)TCP/IP協(xié)議將通過(guò)CAN接口模塊11接收的終端設(shè)備發(fā)送的CAN數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成IP數(shù)據(jù)信號(hào)并發(fā)送給以太網(wǎng)接口模塊12，以太網(wǎng)接口模塊12用于將IP數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送到控制中心；或者，以太網(wǎng)接口模塊12用于將接收的控制中心發(fā)送的IP數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送給W5100硬件協(xié)議棧芯片13，W5100硬件協(xié)議棧芯片13用于根據(jù)TCP/IP協(xié)議對(duì)IP數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換生成CAN數(shù)據(jù)信號(hào)并通過(guò)CAN接口模塊11發(fā)送給終端設(shè)備。
需要說(shuō)明的是，W5100硬件協(xié)議棧芯片I具有4個(gè)獨(dú)立的Socket通道，每個(gè)socket工作于TCP/IP協(xié)議的C/S模式，由于以太網(wǎng)-CAN網(wǎng)關(guān)通常作為一個(gè)子設(shè)備而存在，所以采用Client模式，在該模式下，網(wǎng)關(guān)定時(shí)向終端設(shè)備發(fā)出連接請(qǐng)求，建立連接，開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。進(jìn)一步地，考慮到系統(tǒng)的靈活性，系統(tǒng)也可以采用UDP的通信模式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，具體的工作方式可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用而定。
本實(shí)施例提供的CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)，通過(guò)CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)中的W5100硬件協(xié)議棧芯片根據(jù)TCP/IP協(xié)議對(duì)接收到的CAN數(shù)據(jù)信號(hào)或IP數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的IP數(shù)據(jù)信號(hào)或CAN數(shù)據(jù)信號(hào)，并通過(guò)對(duì)應(yīng)的接口向外發(fā)送，實(shí)現(xiàn)了控制中心通過(guò)以太網(wǎng)對(duì)具有CAN總線路的終端設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
圖2為本發(fā)明CAN-以太網(wǎng)通彳目網(wǎng)關(guān)另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不意圖，如圖2所不，基于圖1所示實(shí)施例，該網(wǎng)關(guān)還包括:第一光電隔離接口模塊14和第二光電隔離接口模塊15 ；其中，第一光電隔離接口模塊14分別與W5100硬件協(xié)議棧芯片13和CAN接口模塊11相連，用于對(duì)CAN數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。第二光電隔離接口模塊15分別與W5100硬件協(xié)議棧芯片13和以太網(wǎng)接口模塊12相連，用于對(duì)IP數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。
由于測(cè)控裝置與被測(cè)的電子裝置之間不可避免地要進(jìn)行長(zhǎng)線傳輸，信號(hào)在傳輸過(guò)程中很易受到干擾，導(dǎo)致傳輸信號(hào)發(fā)生畸變或失真；另外，在通過(guò)較長(zhǎng)電纜連接的相距較遠(yuǎn)的裝置之間，常因裝置間的地線電位差，導(dǎo)致地環(huán)路電流，對(duì)電路形成共模干擾電壓。為確保長(zhǎng)線傳輸?shù)目煽啃?，可采用光電耦合隔離措施，將兩個(gè)電路的電氣連接隔開(kāi)，切斷可能形成的環(huán)路，使它們相互獨(dú)立，提高電路系統(tǒng)的抗干擾性能。
光電隔離接口模塊的實(shí)現(xiàn)原理是把發(fā)光二極管和光敏三極管組裝在一起并封裝在一個(gè)管殼內(nèi)組成的。發(fā)光二極管兩端為信號(hào)輸入端，光敏三極管集電極和發(fā)射極分別作為光電耦合器的輸出端，它們之間的信號(hào)傳輸是靠發(fā)光二極管在信號(hào)電壓的控制下發(fā)光，傳給光敏三極管來(lái)完成的。當(dāng)電信號(hào)送入光電稱(chēng)合器的輸入端時(shí)，發(fā)光二極管通過(guò)電流而發(fā)光，光敏元件受到光照后產(chǎn)生電流，電路導(dǎo)通。當(dāng)輸入端無(wú)信號(hào)，發(fā)光二極管不亮，光敏三極管截止，電路截止。
由于光電隔離接口模塊是被密封在管內(nèi)，或是被壓膜塑料封裝，所以不會(huì)受到外界光的干擾。其中，發(fā)光二極管的電阻非常小，而干擾源的內(nèi)阻一般很大，能夠傳送到光電隔離接口模塊的輸入端的干擾信號(hào)就變得很??；光電隔離接口模塊的輸入回路與輸出回路之間沒(méi)有電器聯(lián)系，之間分布的電容極小而絕緣電阻又很大，因此回路一端的各種干擾噪聲都很難傳到另一端，避免了共阻抗耦合的干擾信號(hào)的產(chǎn)生；光電隔離接口模塊14的響應(yīng)速度極快，其響應(yīng)延遲時(shí)間只有10 μ s左右，適于對(duì)響應(yīng)速度要求很高的場(chǎng)合。
本實(shí)施例提供的CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)，通過(guò)光電隔離接口模塊對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行光電處理，實(shí)現(xiàn)了在傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的同時(shí)能有效地抑制尖脈沖和各種噪聲干擾，提聞了系統(tǒng)的抗干擾能力。
圖3為本發(fā)明CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，基于圖1所示實(shí)施例，W5100硬件協(xié)議棧芯片13包括主體模塊131，還包括STM32F103C8T6處理器 132，
STM32F103C8T6處理器132是基于32位ARM微處理器，處理能力達(dá)1.25X72MIPS、該芯片采用72MHz主頻、64kB Flash, 20kB SRAM、三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)UART 口、二個(gè)SPI 口、一個(gè)高性能CAN 口、一個(gè)USB 口、四個(gè)定時(shí)器等幾乎所有常用的通信口，同時(shí)，它用于提高了代碼密度的Thumb-2指令集，大幅度增強(qiáng)中斷響應(yīng)，具有業(yè)界較低的功耗水平。STM32F103C8T6處理器132與主體模塊131之間通過(guò)串行外圍設(shè)備接口(serial peripheral interface, SPI)進(jìn)行信息交互，需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中對(duì)主體模塊所包含的具體單元和功能不作限制，只對(duì)改進(jìn)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。STM32F103C8T6處理器132用于根據(jù)主體模塊131內(nèi)TCP/IP協(xié)議將所述主體模塊131接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)的格式進(jìn)行從源協(xié)議到目標(biāo)協(xié)議的轉(zhuǎn)換。
具體地，STM32F103C8T6處理器132通過(guò)UARTl與CAN接口模塊11相連，并通過(guò)UART2與以太網(wǎng)接口模塊12相連，其中，STM32F103C8T6處理器132上UARTl的串口接收端RXl與CAN接口模塊11中的發(fā)送接口電路相連，STM32F103C8T6處理器132通過(guò)RXl接收終端設(shè)備通過(guò)CAN接口模塊11中的發(fā)送接口電路發(fā)送的CAN數(shù)據(jù)信號(hào)；UART1上的串口發(fā)送端TXl與CAN接口模塊11中的接收接口電路相連，終端設(shè)備通過(guò)CAN接口模塊11中的接收接口電路接收STM32F103C8T6處理器132通過(guò)TXl發(fā)送的CAN數(shù)據(jù)信號(hào)。STM32F103C8T6處理器132上的UART2通過(guò)輸入輸出端口 I/O 口為以太網(wǎng)接口模塊12提供電源和AT指令信號(hào)和以太網(wǎng)接口模塊12進(jìn)行通信，I/O 口具體包括:數(shù)據(jù)載波檢測(cè)(Data Carrier Detect,DCD)接口信號(hào)、數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備(Data Terminal Ready,DTR)接口信號(hào)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備(Data SetReady, DSR)接口信號(hào)、請(qǐng)求發(fā)送(Request To Send, RTS)接口信號(hào)和清除發(fā)送(Clear ToSend, CTS)接口信號(hào)。
STM32F103C8T6處理器132若通過(guò)CAN接口模塊11接收到終端設(shè)備發(fā)送的CAN數(shù)據(jù)信號(hào)，則根據(jù)內(nèi)嵌的TCP/IP協(xié)議將CAN數(shù)據(jù)信號(hào)加上IP數(shù)據(jù)信號(hào)頭轉(zhuǎn)換成IP數(shù)據(jù)信號(hào)后通過(guò)I/O 口發(fā)送給以太網(wǎng)接口模塊12，或者，控制中心通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送IP數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)I/O 口發(fā)送給STM32F103C8T6處理器132，STM32F103C8T6處理器132根據(jù)內(nèi)嵌的TCP/IP協(xié)議對(duì)IP數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行拆包轉(zhuǎn)換成CAN數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)CAN接口模塊11發(fā)送給終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了控制中心對(duì)終端設(shè)備的監(jiān)控。
進(jìn)一步地，STM32F103C8T6處理器132還用于通過(guò)軟件狗進(jìn)行監(jiān)控，以便執(zhí)行程序出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)對(duì)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行自動(dòng)上電復(fù)位，使網(wǎng)關(guān)工作穩(wěn)定可靠。
本實(shí)施例提供的CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)，通過(guò)CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)中的STM32F103C8T6處理器根據(jù)TCP/IP協(xié)議對(duì)接收到的CAN數(shù)據(jù)信號(hào)或IP數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的IP數(shù)據(jù)信號(hào)或CAN數(shù)據(jù)信號(hào)，并通過(guò)對(duì)應(yīng)的接口向外發(fā)送，實(shí)現(xiàn)了控制中心通過(guò)以太網(wǎng)對(duì)具有CAN總線路的終端設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
圖4為本發(fā)明數(shù)據(jù)處理方法一個(gè)實(shí)施例的流程圖，如圖4所示，該方法包括:
步驟100，W5100硬件協(xié)議棧芯片接收數(shù)據(jù)信號(hào)；
步驟101，W5100硬件協(xié)議棧芯片判斷所接收的數(shù)據(jù)信號(hào)的是否為CAN數(shù)據(jù)信號(hào)，若是，則執(zhí)行步驟102，若否，則執(zhí)行步驟103 ；
步驟102，若判斷獲知接收到CAN數(shù)據(jù)信號(hào)，則根據(jù)TCP/IP協(xié)議將CAN數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成IP數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)以太網(wǎng)接口模塊發(fā)送到控制中心；
步驟103，若判斷獲知接收到IP數(shù)據(jù)信號(hào)，則根據(jù)所述TCP/IP協(xié)議將所述IP數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成所述CAN數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)所述CAN接口模塊發(fā)送到終端設(shè)備。
本方法實(shí)施例是基于上述實(shí)施例提供的CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)的，具體處理流程可以參見(jiàn)上述裝置實(shí)施例，此處不再贅述。
本實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)處理方法，通過(guò)CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)中的W5100硬件協(xié)議棧芯片根據(jù)TCP/IP協(xié)議對(duì)接收到的CAN數(shù)據(jù)信號(hào)或IP數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的IP數(shù)據(jù)信號(hào)或CAN數(shù)據(jù)信號(hào)，并通過(guò)對(duì)應(yīng)的接口向外發(fā)送，實(shí)現(xiàn)了控制中心通過(guò)以太網(wǎng)對(duì)具有CAN總線路的終端設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
基于上述實(shí)施例，進(jìn)一步地，通過(guò)光電隔離接口模塊將CAN接口模塊發(fā)送的CAN數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行光電耦合處理后，根據(jù)TCP/IP協(xié)議將所述CAN數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成IP數(shù)據(jù)信號(hào)，或者，將所述以太網(wǎng)接口模塊發(fā)送的IP數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行光電耦合處理后，根據(jù)TCP/IP協(xié)議將所述IP數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成CAN數(shù)據(jù)信號(hào)。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過(guò)程序指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，前述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括:R0M、RAM、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。
圖5為本發(fā)明數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，該系統(tǒng)包括:CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)1，以及終端設(shè)備2和控制中心3，其中，CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)I與終端設(shè)備2相連接，用于通過(guò)以太網(wǎng)對(duì)終端設(shè)備2與控制中心3之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行交互，其中，CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)I可以為本發(fā)明實(shí)施例提供的CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)，本實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中各裝置的功能和處理流程，可以參見(jiàn)上述方法和裝置實(shí)施例，此處不再贅述。
本實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，通過(guò)CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)中的W5100硬件協(xié)議棧芯片根據(jù)TCP/IP協(xié)議對(duì)接收到的CAN數(shù)據(jù)信號(hào)或IP數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的IP數(shù)據(jù)信號(hào)或CAN數(shù)據(jù)信號(hào)，并通過(guò)對(duì)應(yīng)的接口向外發(fā)送，實(shí)現(xiàn)了控制中心通過(guò)以太網(wǎng)對(duì)具有CAN總線路的終端設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)，其特征在于，包括: CAN接口模塊、W5100硬件協(xié)議棧芯片和以太網(wǎng)接口模塊，所述W5100硬件協(xié)議棧芯片分別與所述CAN接口模塊和所述以太網(wǎng)接口模塊相連； 所述W5100硬件協(xié)議棧芯片用于根據(jù)TCP/IP協(xié)議將通過(guò)所述CAN接口模塊接收的終端設(shè)備發(fā)送的CAN數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成IP數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)所述以太網(wǎng)接口模塊發(fā)送到控制中心； 或者，根據(jù)所述TCP/IP協(xié)議將通過(guò)所述以太網(wǎng)接口模塊接收的所述控制中心發(fā)送的IP數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成CAN數(shù)據(jù)信號(hào)并發(fā)送給所述終端設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)，其特征在于，還包括: 第一光電隔離接口模塊，所述第一光電隔離接口模塊分別與所述W5100硬件協(xié)議棧芯片和所述CAN接口模塊相連，用于對(duì)所述CAN數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)，其特征在于，還包括: 第二光電隔離接口模塊，所述第二光電隔離接口模塊分別與所述W5100硬件協(xié)議棧芯片和所述以太網(wǎng)接口模塊相連，用于對(duì)所述IP數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述W5100硬件協(xié)議棧芯片包括: STM32F103C8T6處理器，所述STM32F103C8T6處理器與所述W5100硬件協(xié)議棧芯片采用SPI通訊模式，用于根據(jù)所述TCP/IP協(xié)議將所述W5100硬件協(xié)議棧芯片接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)的格式進(jìn)行從源協(xié)議到目標(biāo)協(xié)議的轉(zhuǎn)換。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述STM32F103C8T6處理器還用于通過(guò)軟件狗進(jìn)行監(jiān)控，以便執(zhí)行程序出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)對(duì)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行自動(dòng)復(fù)位。
6.一種應(yīng)用如權(quán)利要求1至5任一所述的CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，包括: 若判斷獲知接收到CAN數(shù)據(jù)信號(hào)，則根據(jù)TCP/IP協(xié)議將所述CAN數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成IP數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)以太網(wǎng)接口模塊發(fā)送到控制中心； 若判斷獲知接收到IP數(shù)據(jù)信號(hào)，則根據(jù)所述TCP/IP協(xié)議將所述IP數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成所述CAN數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)所述CAN接口模塊發(fā)送到終端設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括: 將所述CAN接口模塊發(fā)送的CAN數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行光電耦合處理后，根據(jù)TCP/IP協(xié)議將所述CAN數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成IP數(shù)據(jù)信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括: 將所述以太網(wǎng)接口模塊發(fā)送的IP數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行光電耦合處理后，根據(jù)TCP/IP協(xié)議將所述IP數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成CAN數(shù)據(jù)信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括: 若通過(guò)軟件狗監(jiān)控獲知執(zhí)行程序出現(xiàn)錯(cuò)誤，則對(duì)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行自動(dòng)復(fù)位。
10.一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)，以及終端設(shè)備和控制中心，所述CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)與所述終端設(shè)備相連接，用于通過(guò)以太網(wǎng)對(duì)所述終端設(shè)備與所述控制中心之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行交互。
全文摘要
本發(fā)明提供一種CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)處理方法和系統(tǒng)，其中，該網(wǎng)關(guān)包括CAN接口模塊、以太網(wǎng)接口模塊和W5100硬件協(xié)議棧芯片，W5100硬件協(xié)議棧芯片用于根據(jù)TCP/IP協(xié)議對(duì)接收的CAN數(shù)據(jù)信號(hào)或IP數(shù)據(jù)信號(hào)的格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換并發(fā)送。通過(guò)本發(fā)明提供的CAN-以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)處理方法和系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了控制中心通過(guò)以太網(wǎng)對(duì)具有CAN總線路的終端設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
文檔編號(hào)H04L29/08GK103139052SQ201110387160
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者張磊, 于治超, 韓旭, 王飛, 滕奔 申請(qǐng)人:中國(guó)北車(chē)股份有限公司大連電力牽引研發(fā)中心