一种风电系统的通信设备的制作方法

1.本实用新型涉及一种通信技术领域，特别是涉及一种风电系统的通信设备。


背景技术：

2.在风力发电系统(以下简称风电系统)中，涉及can通信的设备较为常见，且因风电系统中使用的产品应用时间跨度长，各类协议的can设备层出不穷，不同can协议设备之间通过主流的canopen协议及自定义can协议的非标协议进行通信，导致风电系统中各设备的兼容性不够、产品扩展性较差、不能适用于多种应用场景。


技术实现要素：

3.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种风电系统的通信设备，用于解决现有技术中风电系统使用的产品涉及各类通信协议，导致风电系统的兼容性不够，使用不便的问题。
4.本实用新型的第一方面提供一种风电系统的通信设备，包括：第一处理器和can模块；
5.所述第一处理器，分别通过以太网与主控室和can模块通信连接；
6.所述can模块包括：第二处理器、can控制器、至少一个canopen通信接口及至少一个自定义通信接口；
7.所述第二处理器，一端通过以太网与所述第一处理器通信连接，另一端与所述can控制器电连接；
8.所述can控制器，分别与canopen通信接口和自定义通信接口电连接；
9.各所述canopen通信接口，通过can总线与所述风电系统中支持canopen协议的设备通信连接；
10.各所述自定义通信接口，通过can总线与所述风电系统中支持自定义can协议的设备通信连接；
11.所述第二处理器内配置有通信转换协议，用于分别将canopen协议、自定义can协议与以太网协议进行转换。
12.于本实用新型的一实施例中，所述第二处理器选用fpga处理芯片，所述can控制器采用的型号为sja1000。
13.于本实用新型的一实施例中，所述can模块还包括电平转换单元；
14.所述电平转换单元串接在所述第二处理器与所述can控制器之间。
15.于本实用新型的一实施例中，所述电平转换单元采用的型号为sn74lvc16t245。
16.于本实用新型的一实施例中，所述can模块还包括can接口隔离单元；
17.各所述canopen通信接口、各所述自定义通信接口分别通过所述can接口隔离单元与所述can控制器电连接。
18.于本实用新型的一实施例中，所述can接口隔离单元采用的型号为adm3053。
19.于本实用新型的一实施例中，所述第一处理器还通过串口与所述第一处理器通信连接；
20.所述can模块还包括光耦隔离单元；
21.所述第一处理器通过串口传输的数据，经过所述光耦隔离单元后输入所述第二处理器。
22.于本实用新型的一实施例中，所述光耦隔离单元采用的型号为ps9814-2。
23.于本实用新型的一实施例中，所述can模块还包括存储单元；
24.所述存储单元与所述第二处理器电连接。
25.于本实用新型的一实施例中，所述第一处理器所采用的型号为mpc8280。
26.如上所述，本实用新型的一种风电系统的通信设备，具有以下有益效果：
27.本实用新型设置有第一处理器和can模块，第一处理器用于通过以太网实现主控室与can模块之间的数据传输，can模块用于将canopen协议、自定义can协议与以太网协议进行转换，从而实现主控室与各类协议的can设备进行数据传输，提高了风电系统中各设备的兼容性、产品扩展性，可适用于多种应用场景。
附图说明
28.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1显示为本实用新型中公开的通信设备的结构框图。
30.图2显示为本实用新型中公开的can模块的结构框图。
具体实施方式
31.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
32.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
33.请参阅图1，本实用新型的实施例提供一种风电系统的通信设备，该通信设备用于实现风电系统的主控室与风电系统中各种can协议设备之间的通信连接，主要包括：第一处理器和can模块。
34.第一处理器，一端通过以太网与风电系统的主控室建立通信连接，另一端通过以太网与can模块建立通信连接；第一处理器用于接收来自主控室的输出数据并传输至can模块，同时将can模块的输出数据反馈至风电系统的主控室，供主控室的工作人员查看和操
作。此外，通过预先配置第一处理器，针对支持canopen协议的设备，可使第一处理器具有描述该设备文件解析，具备对该设备的通讯参数、映射参数和设备监控的配置功能，具备对can模块硬件参数配置功能；针对支持自定义can协议的设备，可使第一处理器具有can模块硬件参数配置功能、通道选择、工作模式配置功能。
35.具体到本实施例中，第一处理器所采用的型号为mpc8280。应理解，mpc8280芯片主要包括主内核、siu、cpm等3个主要功能模块，mpc8280的处理器主内核称为g2_le，它是一种powerpc架构的多级流水线超标量处理器。mpc8280内核运行频率为16*50mhz。siu模块主要负责60x总线控制、pci桥及时钟产生。cpm模块负责处理通信事务，即处理scc、smc、fcc、mcc、usb、spi、i2c等通信控制单元收发数据。
36.can模块，一端通过以太网与第一处理器建立通信连接，另一端分别与风电系统中支持canopen协议的设备、支持自定义can协议的设备建立通信连接，用于对以太网数据和can数据的相互转换。应理解，风电系统中的各种can协议设备，需具备iso11898标准的can总线网络物理层和数据链路层。针对支持canopen协议的设备则需具备cal协议和基于cal协议扩展的canopen协议的应用层；针对支持自定义can协议的设备则需满足主从设备双方已协商的规则。
37.进一步说明，can模块包括：第二处理器、can控制器、至少一个canopen通信接口及至少一个自定义通信接口。
38.第二处理器，一端通过以太网与第一处理器通信连接，另一端与can控制器电连接。应理解，第一处理器和第二处理器均配置有相应的外围电路，例如电源模块、系统时钟模块、jtag调试模块、复位模块、网络管理模块、以太网接口芯片、以太网接口等，通过上述外围电路，第一处理器与第二处理器可实现网络连接，并进行数据传输。同时，第二处理器内还应预先配置有转换canopen协议和以太网协议的源代码、转换自定义can协议和以太网协议的源代码，可将接收的canopen协议数据或自定义can协议数据转换为以太网数据，相应的，还可将以太网数据转换为canopen协议数据或自定义can协议数据。
39.can控制器，分别与canopen通信接口和自定义通信接口电连接。在can的网络层次结构中，数据链路层和物理层是保证通信质量直观重要、不可缺少的部分，也是网络协议中最复杂的部分，can控制器用于完成上述工作，它是一块可编程电路的组合来实现这些功能，对外提供了与微处理器的物理线路的接口，通过对其预先进行编程，可以设置其工作方式，控制其工作状态，使其进行数据的发送和接收，把应用层建立在它的基础之上。
40.各canopen通信接口，通过can总线与风电系统中支持canopen协议的设备通信连接。
41.各自定义通信接口，通过can总线与风电系统中支持自定义can协议的设备通信连接。
42.采用上述方案，当任一个canopen通信接口上连接有支持canopen协议的设备时，该设备通过canopen协议将数据传输给can控制器，can控制器将该数据传输至第二处理器，第二处理器将该数据转换为以太网协议数据，并通过以太网协议将该以太网协议数据传输至第一处理器，第一处理器再通过以太网协议将该以太网协议数据传输至主控室，供主控室的工作人员查看和操作。
43.当任一个自定义通信接口上连接有支持自定义can协议的设备时，该设备通过自
定义can协议将数据传输给can控制器，can控制器将该数据传输至第二处理器，第二处理器将该数据转换为以太网协议数据，并通过以太网协议将该以太网协议数据传输至第一处理器，第一处理器再通过以太网协议将该以太网协议数据传输至主控室，供主控室的工作人员查看和操作。
44.具体到本实施例中，第二处理器选用fpga处理芯片，can控制器采用的型号为sja1000。应理解，第二处理器还配备有spi flash、时钟、复位等外围电路，组成fpga的最小系统；sja1000t可完全替代pca82c200，拥有pelican操作模式，支持11位标识符和29位标识符，比特率高达1mbps/s，24mhz时钟频率，可编程can输出驱动配置。鉴于fpga处理芯片为3.3v工作电平，sja1000为5v工作电平，本实施例中，还配置有电平转换单元。
45.请参阅图2，can模块还包括电平转换单元，电平转换单元串接在第二处理器与can控制器之间，用于转换第二处理器与can控制器的工作电平，电平转换单元采用的型号为sn74lvc16t245。
46.进一步说明，can模块还包括can接口隔离单元，各canopen通信接口、各自定义通信接口分别通过can接口隔离单元与can控制器电连接，用于在can控制器与物理层总线之间创建一个完全隔离的接口，降低干扰。具体到本实施例中，can接口隔离单元采用的型号为adm3053。
47.进一步说明，第一处理器和第二处理器之间还可通过串口通信进行数据交互，以适应于不同的使用场景。can模块还包括光耦隔离单元，第一处理器通过串口传输的数据经过光耦隔离单元输入第二处理器，降低干扰。应理解，第一处理器和第二处理器的外围电路还包括串口通信芯片，第一处理器与串口通信芯片通信连接，再通过光耦隔离单元接入第二处理器，本实施例中，串口通信芯片采用的型号包括isl83485、max3232及isl83491中的任意一个或多个，可适用于rs485、rs422及rs232等串口通信；光耦隔离单元采用的型号为ps9814-2。
48.进一步说明，can模块还包括存储单元，存储单元与第二处理器电连接。因风电系统中存在不同的can通信设备，与各can外部设备通信参数存在差异且通信参数种类较多，配置过程繁杂。为方便can设备配置、简化配置过程，将相关设备配置参数预先存储在存储单元中，使用时直接调用接口调出参数配置即可。
49.综上所述，本实用新型的一种风电系统的通信设备，设置有第一处理器和can模块，第一处理器用于通过以太网实现主控室与can模块之间的数据传输，can模块用于将canopen协议、自定义can协议与以太网协议进行转换，从而实现主控室与各类协议的can设备进行数据传输，提高了风电系统中各设备的兼容性、产品扩展性，可适用于多种应用场景。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
50.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。