[发明专利]手持式便携CANOPEN网络数据分析仪及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络系统应用。

背景技术

CAN标准网络总线是一种可用于铁路领域的网络系统，由于它的可靠性、灵活性而被世界上越来越多的国家所采用。

CAN网络只定义了物理层和链路层，目前应用广泛的CANOPEN标准定义了CAN网络的应用层协议，但由于CANOPEN网络的专业性很强，而且目前的测试手段和测试仪器还很少，尤其是适合于现场使用的便携式CANOPEN分析设备更是一片空白。

本专利设计的机车用手持式便携CANOPEN网络数据分析仪正是基于铁路领域的网络系统——CAN标准网络总线的数据分析设备。适用于具有CAN总线网络的机车中。

发明内容

鉴于上述现有技术中所存在的问题，本发明的目的是研究设计一种新型的手持式便携CANOPEN网络数据分析仪及其控制方法，从而解决CANOPEN网络目前的测试手段和测试仪器还很少的问题填补了现场使用的便携式CANOPEN分析设备的空白。本发明所述的手持式便携CANOPEN网络数据分析仪是由主控制器模块、CAN信号采集单元、数据显示控制单元以及供电单元组成。所述的CAN信号采集单元通过具有差动发送和接收功能的两个总线终端CANH和CANL连接到总线电缆，通过专用接口TXD、RXD与主控制器模块内置的CAN收发器接口CANRX、CANTX相连；所述的主控制器模块通过CANRX和CANTX引脚与CAN信号采集单元相连，通过D01-D08数据线与数据显示控制单元的数据输入接口D0-D7相连，开关控制信号S1-S5与数据显示控制单元的显示屏控制引脚S1-S5相连；所述的供电单元产生的+5V电压送到CAN信号采集单元和数据显示控制单元的VCC引脚，产生的3.3V电压送到主控制器模块的电源引脚，供电单元的参考地输出GND则与板内所有GND信号相连，与正电压构成回路；CAN总线上传输的信号通过CAN信号接口单元输入到主控制器模块，数据在主控制器模块内进行解析、处理、存储，最后以8位并口数据的形式发送给数据显示控制单元。本发明所述的主控制器模块是由AT91SAM7A3构成的、CAN信号采集单元是由PCA82C250构成的，供电单元包括电源转换芯片AS1117M3-3.3和MIC5207，以及隔离芯片BO505T；所述的数据显示控制单元包括LCM12864ZK型液晶显示屏和液晶显示屏控制键盘。

本发明所述的一种手持式便携CANOPEN网络数据分析仪及其控制方法，其控制过程包括系统初始化和CAN邮箱初始化的步骤，其特征在于还包括下述步骤：

A、CANOPEN参数配置；

B、对主控制器模块是否接收到CAN数据进行判断，并在下述步骤中进行选择：

C、未接收到CAN信号，返回初始化；

D、接收到CAN信号，则对其进行处理；

E、数据处理；

F、向数据显示控制单元模块发送数据，并返回系统初始化。

CAN，全称为“Controller Area Network”，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN可提供高达1Mbit/s的数据传输速率，这使实时控制变得非常容易。另外，硬件的错误检定特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力。

CAN是一种多主方式的串行通讯总线，基本设计规范要求有高的位速率，高抗电磁干扰性，而且能够检测出产生的任何错误。当信号传输距离达到10Km时，CAN仍可提供高达50Kbit/s的数据传输速率。由于CAN总线具有很高的实时性能，因此，CAN已经在汽车工业、航空工业、工业控制、安全防护等领域中得到了广泛应用。

CAN通讯协议主要描述设备之间的信息传递方式。CAN层的定义与开放系统互连模型(OSI)一致，定义了模型的最下面两层：物理层和数据链路层。

CANopen协议是CAN-in-Automation(CiA)定义的标准之一。它是CAN的应用层协议。大多数重要的设备类型，例如数字和模拟的输入输出模块，驱动设备，操作设备，控制器，可编程控制器或编码器，都在称为“设备子集”的协议中进行描述。设备子集定义了不同类型的标准设备及其相应的功能。依靠CANopen协议集的支持，可以对不同厂商的设备通过总线进行配置和系统重构。