[实用新型]一种基于双CAN总线的网关及采用该网关的控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于双CAN总线的网关及采用该网关的控制系统。

背景技术

CAN(Controller Area Network，控制器局域网)总线是国际上应用最广泛的现场总线之一。与一般的通信总线相比，CAN总线具有突出的可靠性、实时性和灵活性。虽然CAN总线具有较高的可靠性，但它的可靠性是建立在单一的CAN总线回路中的，一旦该路总线上的任何部位出现故障，就会造成控制系统的通信故障。为了提高系统的可靠性和稳定性，很多机构对基于双CAN总线的控制系统进行了研究。

现有的基于双CAN总线的控制系统中的各个单元，包括控制、执行以及测试单元均依靠各自的CAN接口连接到两条CAN总线(测试总线和控制总线)之上，并通过两条CAN总线实现各单元之间的信息交互和信息共享。当控制系统工作时，控制单元首先需要通过测试总线获取各种测试信息，其次完成控制系统当前状态的分析解算，然后通过控制总线将控制指令发送给其它执行单元。此外，该控制单元还需将控制指令分发到测试总线以实现对关键信息的热备份。若前述功能全部由控制单元中的主控CPU完成，将增加主控CPU的解算及处理难度，并且相关的软件设计会很复杂，硬件设备的电路同样也十分复杂。

此外，现有控制系统中的控制、测试或执行单元之间常采用不同的通信方式，甚至不同的通讯协议进行数据交互，这样，往往会增加各单元之间系统信息交互的不可靠性以及互联网电缆网的复杂性，进一步增加了控制单元的软硬件设计的难度。

并且，伴随着系统集成技术的大量运用，产品体积小、自动化程度高、功能模块化设计已经成为一种趋势，传统的CAN总线介入方式很难满足上述要求。

因此，亟待提供一种基于双CAN总线的网关及控制系统以克服上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种基于双CAN总线的网关和控制系统，采用其以简化控制系统的结构、提高通信的可靠性并降低成本。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于双CAN总线的网关，其包括两路SPI(Serial Peripheral Interface，串行外围设备)接口、两路CAN总线接口、与所述SPI接口相连的微处理器、与所述微处理器相连的晶振模块、两个CAN收发器、两个电气隔离模块以及电源模块，所述电源模块分别与微处理器、所述电气隔离模块和所述CAN收发器相连，两个所述CAN收发器通过相应的所述电气隔离模块与所述微处理器相连且与相应的CAN总线接口相连。

本实用新型还提供了一种基于双控制器局域网总线的控制系统，其包括主控单元、测试单元、执行单元和两条CAN总线和如前所述的网关，所述测试单元和执行单元均通过两个CAN总线收发器与两条CAN总线连接，所述主控单元通过所述网关与两条CAN总线连接。

与现有技术相比，本实用新型的基于双CAN总线的网关可以实现SPI接口与CAN总线接口之间的网络互连，同时实现SPI通信信息与CAN总线通信报文之间的协议转换，为控制系统中各功能单元按模块化设计提供了技术保障，进而可以简化控制系统的结构，提高通信的可靠性并降低成本。

优选地，所述电源模块包括主电源、第一隔离供电电源和第二隔离供电电源，所述主电源分别与所述处理器模块、两个所述电气隔离模块相连，所述第一隔离供电电源分别与一个所述电气隔离模块及其相应的CAN收发器相连，所述第二隔离供电电源分别与另一个电气隔离模块及其相应的CAN收发器相连。采用分立电源，避免所述微处理器和CAN收发器之间相互影响。

较佳地，一路所述SPI接口为SPI输入接口，另一路SPI接口为输出接口。

通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。

附图说明

图1为使用本实用新型基于双CAN总线的控制系统的一实施例的系统的结构框图。

图2为图1中基于双CAN总线的网关的结构框图。

具体实施方式

现在参考附图描述本实用新型的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本实用新型提供了一种基于双CAN总线的网关及通信系统，其硬件结构简单，降低成本。