本實(shí)用新型屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種EtherCAT協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)。

背景技術(shù)：

目前，隨著實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的日益廣泛推廣，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的自動(dòng)化控制越來越多的采用以太網(wǎng)技術(shù)。EtherCAT(Ethernet for Control and Automation Technology)是由德國BECKHOFF自動(dòng)化公司于2003年提出的實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。它具有高速和高數(shù)據(jù)有效率的特點(diǎn)，支持多種設(shè)備連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并完全符合以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。CANopen是一種架構(gòu)在控制器局域網(wǎng)CAN上的高層通信協(xié)議，包括通信子協(xié)議及設(shè)備子協(xié)議，是工業(yè)控制中常用到的一種現(xiàn)場(chǎng)總線。但EtherCAT實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)與CANopen總線在通信協(xié)議上存在明顯的數(shù)據(jù)幀格式不兼容，因此當(dāng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中同時(shí)存在EtherCAT協(xié)議和CANopen協(xié)議時(shí)，不能直接進(jìn)行互聯(lián)通信，兩種通信協(xié)議之間的通信將成為一個(gè)瓶頸。

綜上所述，當(dāng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中同時(shí)存在EtherCAT協(xié)議和CANopen協(xié)議時(shí)，不能直接進(jìn)行互聯(lián)通信。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為解決當(dāng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中同時(shí)存在EtherCAT協(xié)議和CANopen協(xié)議時(shí)，不能直接進(jìn)行互聯(lián)通信的技術(shù)問題而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝使用方便、提高工作效率的EtherCAT協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)。

本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：

本實(shí)用新型提供的EtherCAT協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)，所述EtherCAT協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)設(shè)置有：

用于EtherCAT協(xié)議格式數(shù)據(jù)和CANopen總線協(xié)議格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的嵌入式處理器；

與嵌入式處理器連接，用于將符合EtherCAT協(xié)議的數(shù)據(jù)幀傳給嵌入式處理器，接收嵌入式處理器轉(zhuǎn)換CANopen協(xié)議的EtherCAT總線協(xié)議控制器；

與嵌入式處理器連接，用于將符合CANopen協(xié)議的數(shù)據(jù)幀傳給嵌入式處理器，接收嵌入式處理器轉(zhuǎn)換EtherCAT協(xié)議的CANopen總線協(xié)議控制器。

進(jìn)一步，所述嵌入式處理器通過EtherCAT光電隔離接口與EtherCAT總線協(xié)議控制器雙向連接。

進(jìn)一步，EtherCAT總線協(xié)議控制器與EtherCAT總線協(xié)議收發(fā)器雙向連接，并且EtherCAT總線協(xié)議收發(fā)器與EtherCAT總線雙向連接。

進(jìn)一步，所述嵌入式處理器通過CANopen光電隔離接口與CANopen總線協(xié)議控制器雙向連接。

進(jìn)一步，所述CANopen總線協(xié)議控制器與CANopen總線協(xié)議收發(fā)器雙向連接；CANopen總線協(xié)議收發(fā)器與CANopen總線雙向連接。

本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：解決了EtherCAT實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)與CANopen總線通信的互聯(lián)問題，具有可靠性、通用性、成本低等優(yōu)點(diǎn)；非常適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域。本實(shí)用新型通過嵌入式處理器實(shí)現(xiàn)了EtherCAT協(xié)議格式數(shù)據(jù)和CANopen協(xié)議格式數(shù)據(jù)的交換，具有設(shè)計(jì)新穎、高可靠性、高靈活性的特點(diǎn)，在城市輕軌、地鐵(城市軌道交通列車通信網(wǎng)絡(luò))等工業(yè)控制領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的EtherCAT協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、EtherCAT總線；2、EtherCAT總線協(xié)議收發(fā)器；3、EtherCAT總線協(xié)議控制器；4、EtherCAT光電隔離接口；5、嵌入式處理器；6、CANopen光電隔離接口；7、CANopen總線協(xié)議控制器；8、CANopen總線協(xié)議收發(fā)器；9、CANopen總線。

具體實(shí)施方式

為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下。

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)作詳細(xì)的描述。

如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的EtherCAT協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)包括：EtherCAT總線1、EtherCAT總線協(xié)議收發(fā)器2、EtherCAT總線協(xié)議控制器3、EtherCAT光電隔離接口4、嵌入式處理器5、CANopen光電隔離接口6、CANopen總線協(xié)議控制器7、CANopen總線協(xié)議收發(fā)器8、CANopen總線9。

所述嵌入式處理器5通過EtherCAT光電隔離接口4與EtherCAT總線協(xié)議控制器3雙向連接，嵌入式處理器5通過CANopen光電隔離接口6與CANopen總線協(xié)議控制器7雙向連接；所述的EtherCAT總線協(xié)議控制器3通過EtherCAT總線協(xié)議收發(fā)器2與EtherCAT總線1雙向連接；所述的CANopen總線協(xié)議控制器7通過CANopen總線協(xié)議收發(fā)器8與CANopen總線9雙向連接。

EtherCAT總線1與EtherCAT總線協(xié)議收發(fā)器2通過網(wǎng)口相連，EtherCAT總線協(xié)議控制器3與嵌入式處理器5通過SPI(串行總線，高速)相連，中間有EtherCAT光電隔離接口4、嵌入式處理器5與CANopen總線協(xié)議控制器7通過16位數(shù)據(jù)線并行相連，CANopen光電隔離接口6、CANopen總線協(xié)議收發(fā)器8與CANopen總線9通過端子(CAN H和CAN L)相連。

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的描述。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的EtherCAT協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)包括：EtherCAT總線1、EtherCAT總線協(xié)議收發(fā)器2、EtherCAT總線協(xié)議控制器3、EtherCAT光電隔離接口4、嵌入式處理器5、CANopen光電隔離接口6、CANopen總線協(xié)議控制器7、CANopen總線協(xié)議收發(fā)器8、CANopen總線9依次相連組成。

其中，嵌入式處理器5和EtherCAT總線協(xié)議控制器3之間傳輸EtherCAT協(xié)議格式數(shù)據(jù)，嵌入式處理器5和CANopen總線協(xié)議控制器7之間傳輸CANopen協(xié)議格式數(shù)據(jù)。

具體地，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的EtherCAT協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)可以用在軌道交通等工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制領(lǐng)域中。在需要EtherCAT協(xié)議格式的數(shù)據(jù)與CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)通信時(shí)，由于EtherCAT協(xié)議格式的數(shù)據(jù)與CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)幀格式不同，兩者之間不能直接通信，需要使用本實(shí)施例提供的一種EtherCAT協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)兩者的通信。

當(dāng)需要從EtherCAT總線1發(fā)送數(shù)據(jù)到CANopen總線9時(shí)：EtherCAT總線協(xié)議收發(fā)器2從EtherCAT總線1上獲取數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)發(fā)送至EtherCAT總線協(xié)議控制器3，EtherCAT總線協(xié)議控制器3對(duì)符合EtherCAT協(xié)議的數(shù)據(jù)幀傳給嵌入式處理器5。嵌入式處理器5將EtherCAT協(xié)議格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)，具體地，嵌入式處理器5對(duì)EtherCAT協(xié)議格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，解出有效數(shù)據(jù)后再按照CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，得到CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)。CANopen總線協(xié)議控制器7讀取由嵌入式處理器5轉(zhuǎn)換后的CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)通過CANopen總線協(xié)議收發(fā)器8發(fā)送到CANopen總線9，完成一次EtherCAT總線1上的數(shù)據(jù)和CANopen總線9上的數(shù)據(jù)的通信。

當(dāng)需要從CANopen總線9發(fā)送數(shù)據(jù)到EtherCAT總線1時(shí)：CANopen總線協(xié)議收發(fā)器8接收來自CANopen總線9上的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)發(fā)送給CANopen總線協(xié)議控制器7，CANopen總線協(xié)議控制器7根據(jù)CANopen總線協(xié)議規(guī)定，接收CANopen數(shù)據(jù)幀。嵌入式處理器5將CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成EtherCAT協(xié)議格式的數(shù)據(jù)，具體地，嵌入式處理器5對(duì)CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，解出有效數(shù)據(jù)后再按照EtherCAT協(xié)議格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，得到EtherCAT協(xié)議格式的數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)寫入EtherCAT總線協(xié)議控制器3。EtherCAT總線協(xié)議控制器3將轉(zhuǎn)換后的EtherCAT協(xié)議格式的數(shù)據(jù)通過EtherCAT總線協(xié)議收發(fā)器2發(fā)送到EtherCAT總線1，完成一次CANopen總線9上的數(shù)據(jù)和EtherCAT總線1上的數(shù)據(jù)的通信。

可選的，在上述實(shí)施例中，嵌入式處理器5在進(jìn)行EtherCAT協(xié)議格式的數(shù)據(jù)和CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換時(shí)，可以先對(duì)CANopen網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行初始化，再通過特定的端口接收CANopen總線協(xié)議控制器7發(fā)送的CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)，再將CANopen協(xié)議格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成EtherCAT協(xié)議格式的數(shù)據(jù)。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的EtherCAT協(xié)議與CANopen協(xié)議通信的網(wǎng)關(guān)還包括：EtherCAT光電隔離接口4，EtherCAT光電隔離接口4位于EtherCAT總線協(xié)議控制器3和嵌入式處理器5之間，EtherCAT光電隔離接口4用于濾除EtherCAT協(xié)議格式數(shù)據(jù)中的干擾信號(hào)。CANopen光電隔離接口6位于CANopen總線協(xié)議控制器7和嵌入式處理器5之間，CANopen光電隔離接口6用于濾除CANopen協(xié)議格式數(shù)據(jù)中的干擾信號(hào)。EtherCAT光電隔離接口4和CANopen光電隔離接口6分別能對(duì)EtherCAT協(xié)議格式數(shù)據(jù)中的干擾信號(hào)和CANopen協(xié)議格式數(shù)據(jù)中的干擾信號(hào)進(jìn)行濾除，例如，隔離噪聲信號(hào)和干擾信號(hào)，以防止干擾信號(hào)對(duì)嵌入式處理器5造成干擾和損壞。嵌入式處理器5還用于提供工作電源和監(jiān)視電壓。

以上所述僅是對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改，等同變化與修飾，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。