專利名稱：基于arm7的j1939-以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種網(wǎng)關(guān)，尤其涉及到一種基于ARM7 CPU核的用于兩種不 同的總線J1939和以太網(wǎng)總線之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的新型網(wǎng)關(guān)。
背景技術(shù)：
SAE J1939協(xié)議是由汽車工程協(xié)會(huì)CSAE)定義的，主要用于商用車輛，但也 用于艦船、軌道機(jī)車、農(nóng)業(yè)機(jī)械和大型發(fā)動(dòng)機(jī)。目前，國內(nèi)外各種軌道車輛、 鐵路行業(yè)養(yǎng)路機(jī)械以及農(nóng)林機(jī)械普遍開始使用支持J1939協(xié)議的電控單元對(duì)發(fā) 動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。
而以太網(wǎng)則廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)之間以及自動(dòng)化控制設(shè)備之間的互聯(lián)。
使用J1939通訊協(xié)議的發(fā)動(dòng)機(jī)專用控制網(wǎng)絡(luò)與廣泛使用的以太網(wǎng)總線能夠
互聯(lián)，對(duì)于基于J1939協(xié)議的控制系統(tǒng)的開發(fā)、調(diào)試以及監(jiān)視具有很重要的意
義，但目前本領(lǐng)域中未出現(xiàn)可以使其互聯(lián)的解決方案。
發(fā)明內(nèi)容
為實(shí)現(xiàn)使用J1939通訊協(xié)議的發(fā)動(dòng)機(jī)專用控制網(wǎng)絡(luò)與廣泛使用的以太網(wǎng)總線 互聯(lián)，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種基于A固7的J1939-以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。
本實(shí)用新型所述的基于ARM7的J1939-以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)包括J1939總線收發(fā)器、 J1939總線協(xié)議控制器、ARM7中央控制器、以太網(wǎng)總線收發(fā)器、以太網(wǎng)總線隔 離變壓器，數(shù)據(jù)的傳輸路徑及各單元連接關(guān)系為J1939總線數(shù)據(jù)通過J1939總 線收發(fā)器進(jìn)入J1939總線協(xié)議控制器，再進(jìn)入ARM7中央控制器進(jìn)行邏輯運(yùn)算處 理，處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)入以太網(wǎng)總線收發(fā)器，最后通過以太網(wǎng)總線隔離變壓器發(fā) 送到以太網(wǎng)總線；數(shù)據(jù)的另一種傳輸路徑為以太網(wǎng)總線數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)總線 隔離變壓器進(jìn)入以太網(wǎng)總線收發(fā)器，再進(jìn)入ARM7中央控制器進(jìn)行邏輯運(yùn)算處理， 處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)入J1939總線協(xié)議控制器，最后通過J1939總線收發(fā)器送到 J1939總線。
所述的J1939總線協(xié)議控制器，根據(jù)J1939總線通訊協(xié)議規(guī)定，接收J(rèn)1939 數(shù)據(jù)幀，被A固7中央控制器讀取。讀取A體7中央控制器寫入J1939協(xié)議控制 器中的數(shù)據(jù)，經(jīng)過編碼生成J1939數(shù)據(jù)幀發(fā)送到J1939總線。所述的以太網(wǎng)總線收發(fā)器，接收以太網(wǎng)總線數(shù)據(jù)幀，經(jīng)過解碼處理后傳給ARM7 中央控制器。讀取ARM7中央控制器寫入以太網(wǎng)總線控制寄存器中的數(shù)據(jù)，經(jīng)過 編碼生成以太網(wǎng)總線數(shù)據(jù)幀發(fā)送到以太網(wǎng)總線。
所述的A固7中央控制器，負(fù)責(zé)J1939總線協(xié)議控制器和以太網(wǎng)總線收發(fā)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。
所述的以太網(wǎng)總線隔離變壓器，是以太網(wǎng)總線收發(fā)器與以太網(wǎng)總線物理層的 電氣接口，起到電氣隔離的作用。
所述的J1939總線收發(fā)器是J1939總線協(xié)議控制器與J1939總線物理層的電 氣接口，起到電信號(hào)轉(zhuǎn)換作用。
本實(shí)用新型的有益效果是解決了發(fā)動(dòng)機(jī)專用的J1939控制網(wǎng)絡(luò)和通用以太 網(wǎng)總線的互聯(lián)問題，具有設(shè)計(jì)新穎、可靠、靈活等特點(diǎn)，在軌道車輛以及農(nóng)林 機(jī)械等行業(yè)以及相關(guān)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

圖1為基于ARM7的J1939-以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式

如圖所示，本實(shí)用新型主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)專用控制總線J1939中，作為J1939 總線與以太網(wǎng)總線間的網(wǎng)關(guān)設(shè)備。
本實(shí)用新型包括J1939總線收發(fā)器、J1939總線協(xié)議控制器、ARM7中央控制 器、以太網(wǎng)總線收發(fā)器、以太網(wǎng)總線隔離變壓器，數(shù)據(jù)的傳輸路徑及各單元連 接關(guān)系為J1939總線數(shù)據(jù)通過J1939總線收發(fā)器進(jìn)入J1939總線協(xié)議控制器， 再進(jìn)入ARM7中央控制器進(jìn)行邏輯運(yùn)算處理，處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)入以太網(wǎng)總線收發(fā) 器，最后通過以太網(wǎng)總線隔離變壓器發(fā)送到以太網(wǎng)總線；數(shù)據(jù)的另一種傳輸路 徑為以太網(wǎng)總線數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)總線隔離變壓器進(jìn)入以太網(wǎng)總線收發(fā)器，再 進(jìn)入ARM7中央控制器進(jìn)行邏輯運(yùn)算處理，處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)入J1939總線協(xié)議控 制器，最后通過J1939總線收發(fā)器送到J1939總線。
所述的J1939總線協(xié)議控制器，根據(jù)J1939總線通訊協(xié)議規(guī)定，接收J(rèn)1939 數(shù)據(jù)幀，被ARM7中央控制器讀取。讀取ARM7中央控制器寫入J1939協(xié)議控制 器中的數(shù)據(jù)，經(jīng)過編碼生成J1939數(shù)據(jù)幀發(fā)送到J1939總線。所述的以太網(wǎng)總線收發(fā)器，接收以太網(wǎng)總線數(shù)據(jù)幀，經(jīng)過解碼處理后傳給ARM7 中央控制器。讀取ARM7中央控制器寫入以太網(wǎng)總線控制寄存器中的數(shù)據(jù)，經(jīng)過 編碼生成以太網(wǎng)總線數(shù)據(jù)幀發(fā)送到以太網(wǎng)總線。
所述的以太網(wǎng)總線隔離變壓器，是以太網(wǎng)總線收發(fā)器與以太網(wǎng)總線物理層的 電氣接口，起到電氣隔離的作用。
所述的J1939總線收發(fā)器是J1939總線協(xié)議控制器與J1939總線物理層的電 氣接口，起到電信號(hào)轉(zhuǎn)換作用。
所述的ARM7中央控制器，負(fù)責(zé)J1939總線協(xié)議控制器和以太網(wǎng)總線收發(fā)器 的數(shù)據(jù)交換，具有圖形化編程接口。 A體7中央控制器運(yùn)行符合IEC61131-3的 PLC解釋器，解釋執(zhí)行用戶編寫的應(yīng)用程序。ARM7中央控制器通過標(biāo)準(zhǔn)的總線 讀寫來控制J1939協(xié)議控制器發(fā)送或者接受J1939總線的數(shù)據(jù)，J1939協(xié)議控制 器負(fù)責(zé)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。J1939總線收 發(fā)器負(fù)責(zé)將收發(fā)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成符合J1939總線物理層規(guī)定的電信號(hào)，同時(shí)對(duì) J1939的總線控制電路進(jìn)行隔離和保護(hù)。ARM7中央控制器通過標(biāo)準(zhǔn)的UART接口 來控制以太網(wǎng)總線收發(fā)器，通過發(fā)送數(shù)據(jù)通道和接收數(shù)據(jù)通道來訪問以太網(wǎng)總 線數(shù)據(jù)。以太網(wǎng)總線隔離變壓器用于以太網(wǎng)總線收發(fā)器與以太網(wǎng)總線的隔離， 保護(hù)以太網(wǎng)總線收發(fā)器以及周邊電路，并起到抵抗來自外部以太網(wǎng)總線的電磁 干擾的作用。ARM7中央控制器及其外圍接口電路實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)關(guān)的中央控制功能， 主要包括ARM7中央控制器，代碼存儲(chǔ)器，配置存儲(chǔ)器，程序存儲(chǔ)器。ARM7中央 控制器具有速度快、體積小、接口豐富、功耗低、無需輔助散熱設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)， 主要負(fù)責(zé)運(yùn)行PLC解釋器和用戶的應(yīng)用程序。代碼存儲(chǔ)器由非易失性閃存(FLASH) 組成，永久存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)的控制代碼。配置存儲(chǔ)器由非易失性閃存(FLASH)組成，永 久存儲(chǔ)用戶的應(yīng)用數(shù)據(jù)和總線配置數(shù)據(jù)。程序存儲(chǔ)器由同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)訪問存儲(chǔ) 器(SDRAM)組成，具有速度快、容量大的優(yōu)點(diǎn)，用于代碼運(yùn)行時(shí)的內(nèi)存分配。用 戶可以通過圖形化編程工具進(jìn)行應(yīng)用程序的編寫和編譯，生成二進(jìn)制代碼文件 后通過網(wǎng)絡(luò)接口下載至配置存儲(chǔ)器中，運(yùn)行于ARM7中央控制器的PLC解釋器將 自動(dòng)加載并執(zhí)行用戶應(yīng)用程序，對(duì)總線數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯處理。
權(quán)利要求1、一種基于ARM7的J1939-以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，其特征在于包括J1939總線收發(fā)器、J1939總線協(xié)議控制器、ARM7中央控制器、以太網(wǎng)總線收發(fā)器、以太網(wǎng)總線隔離變壓器，數(shù)據(jù)的傳輸路徑及各單元連接關(guān)系為J1939總線數(shù)據(jù)通過J1939總線收發(fā)器進(jìn)入J1939總線協(xié)議控制器，再進(jìn)入ARM7中央控制器進(jìn)行邏輯運(yùn)算處理，處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)入以太網(wǎng)總線收發(fā)器，最后通過以太網(wǎng)總線隔離變壓器發(fā)送到以太網(wǎng)總線；數(shù)據(jù)的另一種傳輸路徑為以太網(wǎng)總線數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)總線隔離變壓器進(jìn)入以太網(wǎng)總線收發(fā)器，再進(jìn)入ARM7中央控制器進(jìn)行邏輯運(yùn)算處理，處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)入J1939總線協(xié)議控制器，最后通過J1939總線收發(fā)器送到J1939總線。
專利摘要一種基于ARM7的J1939-以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，負(fù)責(zé)將J1939總線數(shù)據(jù)與以太網(wǎng)總線數(shù)據(jù)進(jìn)行編程轉(zhuǎn)發(fā)。是由J1939總線協(xié)議控制器、以太網(wǎng)總線收發(fā)器、ARM7中央控制器、以太網(wǎng)總線隔離變壓器、J1939總線收發(fā)器所組成。J1939總線數(shù)據(jù)通過J1939總線收發(fā)器進(jìn)入J1939總線協(xié)議控制器，再進(jìn)入ARM7中央控制器進(jìn)行邏輯運(yùn)算處理，處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)入以太網(wǎng)總線收發(fā)器，最后通過以太網(wǎng)總線隔離變壓器發(fā)送到以太網(wǎng)總線。數(shù)據(jù)傳輸路徑可以反向。該網(wǎng)關(guān)為總線J1939和以太網(wǎng)總線的結(jié)合提供了解決方案，設(shè)計(jì)新穎、可靠、靈活，在農(nóng)林機(jī)械、軌道車輛行業(yè)和相關(guān)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)H04L29/06GK201341152SQ200820219100
公開日2009年11月4日 申請(qǐng)日期2008年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月10日
發(fā)明者李礫工, 杜振環(huán) 申請(qǐng)人:中國北車股份有限公司大連電力牽引研發(fā)中心