专利名称：一种基于arm7cpu核的网关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种控制技术领域的数据转换装置，特别是一种基于ARM7CPU核 的网关。
背景技术：
J1939通信协议是由汽车工程协会(SAE)定义的，主要用于商用车辆的控制系统， 但也用于舰船、轨道机车、农业机械和大型发动机控制系统。目前，国内外各种轨道车辆、铁 路行业养路机械以及农林机械普遍使用支持J1939协议的电控单元对发动机进行控制。过程现场总线PR0FIBUS是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总 线标准，用于工业自动化日益广泛，1996年3月15日该标准被批准为欧洲标准，即DIN 50170V. 2。PR0FIBUS 根据应用特点分为 PROF I BUS-DP、PROF IBUS-FMS、I3ROFIBUS-PA 3 个兼 容版本。其中PR0FIBUS-DP可以提供远距离高速的通信，最大距离为12Mb/s时100m、15Mb/ s时200m，还可以用中继器加长。PR0FIBUS-DP采用分布式结构，各主站间令牌传递，主站 与从站为主从传送，每段可达32个站，用连接器连接段，最多可达126个站。经过扩展的 PR0FIBUS-DP的诊断功能能对故障进行快速定位，诊断信息在总线上传输并由主站采集。此 外，PR0FIBUS-DP还具有易于安装的特点，双绞线的敷设不需要专业知识，总线结构使得1 个站点装卸载不影响其它站点的正常工作，系统的安装还可以分别进行，后期安装的系统 不会对前期安装的系统造成妨碍。使用J1939通讯协议的发动机专用控制网络与广泛使用的PR0FIBUS-DP总线能够 互联，对于基于J1939协议的控制系统的开发、调试以及监视具有很重要的意义，但目前本 领域中未出现可以使其互联的解决方案。
发明内容为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型要设计一种基于ARM7CPU核的网 关，以实现使用J1939通讯协议的发动机专用控制网络与广泛使用的PR0FIBUS-DP总线互联。为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下一种基于ARM7CPU核的网关，包 括J1939总线收发器、J1939总线协议控制器、ARM7中央控制器、PR0FIBUS-DP通信控制器、 光电隔离转换器、RS485总线驱动器，所述的J1939总线收发器的一个接口与J1939总线双 向连接、另一个接口依次与J1939总线协议控制器、ARM7中央控制器、PR0FIBUS-DP通信控 制器、光电隔离转换器、RS485总线驱动器和RS485总线双向连接；所述的ARM7中央控制器 是基于ARM7CPU核的中央控制器。本实用新型的有益效果是解决了发动机专用的J1939控制网络和通用 PR0FIBUS-DP总线的互联问题，具有设计新颖、可靠、灵活等特点，在轨道车辆以及农林机械 等行业以及相关领域具有广泛的应用前景。
本实用新型仅有附图1张图1为基于ARM7的J1939-PR0FIBUS-DP网关的结构框图。图中1、J1939总线收发器，2、J1939总线协议控制器，3、ARM7中央控制器，4、 PR0FIBUS-DP通信控制器，5、光电隔离转换器，6、RS485总线驱动器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行进一步地描述。如图1所示，一种基于ARM7CPU 核的网关，包括J1939总线收发器1、J1939总线协议控制器2、ARM7中央控制器3、 PR0FIBUS-DP通信控制器4、光电隔离转换器5、RS485总线驱动器6，所述的J1939总线收发 器1的一个接口与J1939总线双向连接、另一个接口依次与J1939总线协议控制器2、ARM7 中央控制器3、PR0FIBUS-DP通信控制器4、光电隔离转换器5、RS485总线驱动器6和RS485 总线双向连接；所述的ARM7中央控制器3是基于ARM7CPU核的中央控制器。本实用新型的数据传输路径及各单元连接关系为J1939总线数据通过J1939总 线收发器1进入J1939总线协议控制器2，再进入ARM7中央控制器3进行逻辑运算处理，处 理后的数据进入PR0FIBUS-DP通信控制器4，再进入光电隔离转换器5，最后通过RS485总 线驱动器6发送到PR0FIBUS-DP总线；数据的另一种传输路径为PR0FIBUS_DP总线数据通 过RS485总线驱动器6进入光电隔离转换器5，再进入PR0FIBUS-DP通信控制器4，然后进 入ARM7中央控制器3进行逻辑运算处理，处理后的数据进入J1939总线协议控制器2，最后 通过J1939总线收发器1送到J1939总线。本实用新型各模块的功能如下J1939总线协议控制器2，根据J1939总线通讯协议规定，接收J1939数据帧，被 ARM7中央控制器3读取。读取ARM7中央控制器3写入J1939协议控制器中的数据，经过编 码生成J1939数据帧发送到J1939总线。PR0FIBUS-DP通信控制器4，接收PR0FIBUS-DP总线数据帧，经过解码处理后传给 ARM7中央控制器3。读取ARM7中央控制器3写入PR0FIBUS-DP通信控制寄存器中的数据， 经过编码生成PR0FIBUS-DP总线数据帧发送到PR0FIBUS-DP总线。ARM7中央控制器3是基于负责J1939总线协议控制器2和PR0FIBUS-DP通信控制 器4，具有图形化编程接口，用户使用符合IEC61131-3的语言编写控制逻辑。光电隔离转换器5，是PR0FIBUS-DP通信控制器4与RS485总线驱动器6的电气接 口，起到电气隔离的作用。RS485总线驱动器6，是光电隔离转换器5和PR0FIBUS-DP总线物理层的电气接 口，起到电信号转换作用。J1939总线收发器1是J1939总线协议控制器2与J1939总线物理层的电气接口， 起到电信号转换作用。本实用新型的ARM7中央控制器3，负责J1939总线协议控制器2和PR0FIBUS-DP 通信控制器4的数据交换，具有图形化编程接口。ARM7中央控制器3运行符合IEC61131-3 的PLC解释器，解释执行用户编写的应用程序。ARM7中央控制器3通过标准的总线读写来 控制J1939协议控制器发送或者接受J1939总线的数据，J1939协议控制器负责总线的监
4视和管理、发送或接收数据、编码或解码数据帧。J1939总线收发器1负责将收发的数据转 换成符合J1939总线物理层规定的电信号，同时对J1939的总线控制电路进行隔离和保护。 ARM7中央控制器3负责控制PR0FIBUS-DP通信控制器4，实现PR0FIBUS-DP总线数据的转换 与共享。ARM7中央控制器3及其外围接口电路实现了网关的中央控制功能，主要包括ARM7 中央控制器3，代码存储器，配置存储器，程序存储器。ARM7中央控制器3具有速度快、体积 小、接口丰富、功耗低、无需辅助散热设备的优点，主要负责运行PLC解释器和用户的应用 程序。代码存储器由非易失性闪存(FLASH)组成，永久存储网关的控制代码。配置存储器 由非易失性闪存(FLASH)组成，永久存储用户的应用数据和总线配置数据。程序存储器由 同步动态随机访问存储器(SDRAM)组成，具有速度快、容量大的优点，用于代码运行时的内 存分配。用户可以通过图形化编程工具进行应用程序的编写和编译，生成二进制代码文件 后通过网络接口下载至配置存储器中，运行于ARM7中央控制器3的PLC解释器将自动加载 并执行用户应用程序，对总线数据进行逻辑处理。
权利要求1. 一种基于ARM7CPU核的网关，包括J1939总线收发器(1)、J1939总线协议控制器 ⑵、ARM7中央控制器(3)、PR0FIBUS-DP通信控制器⑷、光电隔离转换器(5)、RS485总线 驱动器(6)，所述的J1939总线收发器(1)的一个接口与J1939总线双向连接、另一个接口 依次与J1939总线协议控制器(2)、ARM7中央控制器(3)、PR0FIBUS_DP通信控制器⑷、光 电隔离转换器(5)、RS485总线驱动器(6)和RS485总线双向连接；所述的ARM7中央控制器 ⑶是基于ARM7CPU核的中央控制器。
专利摘要本实用新型公开了一种基于ARM7CPU核的网关，包括J1939总线收发器、J1939总线协议控制器、ARM7中央控制器、PROFIBUS-DP通信控制器、光电隔离转换器、RS485总线驱动器，J1939总线收发器依次与J1939总线协议控制器、ARM7中央控制器、PROFIBUS-DP通信控制器、光电隔离转换器和RS485总线驱动器双向连接；ARM7中央控制器是基于ARM7CPU核的中央控制器。本实用新型为J1939总线和PROFIBUS-DP总线的结合提供了解决方案，设计新颖、可靠、灵活，在农林机械、制造业自动化、过程控制自动化、电力、铁路交通、轨道车辆行业等领域有广泛的应用前景。
文档编号H04L12/66GK201789521SQ20102051782
公开日2011年4月6日 申请日期2010年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者姜磊, 李春昭, 马晨普 申请人:中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心