一种基于船舶电站CAN现场总线的通讯报文侦听录入模块的制作方法

一种基于船舶电站can现场总线的通讯报文侦听录入模块
技术领域
1.本实用新型属于侦听设备技术领域，尤其涉及一种基于船舶电站can现场总线的通讯报文侦听录入模块。


背景技术：

2.随着can总线网络的普及应用，各研发机构在设计can模块的同时，均在积极开发can协议分析模块。目前国内普遍使用的can分析仪为usbcan和canscope，usbcan的优点为轻便便于携带，缺点为功能单一，只能读取实时can报文，无存储功能，并且使用时需外接计算机；canscope的优点为功能全面，能进行网络分析、误码率分析、协议分析，报文存储等功能，缺点为价格昂贵，使用时需外接计算机，并且不便于长时间作为辅助诊断侦听设备接入can总线。
3.目前船舶电站监控装置现场控制设备的互联主要依赖于can现场总线，由于船舶电站监控装置现场控制数据传输具有实时性要求高，数据传输频度大、电磁环境复杂等特点，总线网的通信质量变得尤为关键。
4.电站监控装置作为船舶电站系统的重要设备，用于实时监测电站状态信息，电站监控装置数据或指令更新均通过can现场总线交互至各个通讯节点，一旦can通讯异常，系统将出现无法接受指令、接收数据延时过大或错误、连续出现超调指令等故障，导致系统出现显示数据异常、错误报警信息、系统震荡等状况。


技术实现要素：

5.本实用新型提出了一种基于船舶电站can现场总线的通讯报文侦听录入模块，其特征在于，所述基于船舶电站can现场总线的通讯报文侦听录入模块包括电源单元、处理单元、can总线单元、存储单元、交互单元和通讯单元；
6.所述电源单元与所述处理单元、can总线单元、存储单元、交互单元和通讯单元连接，用于供电；
7.所述处理单元用于对进行任务调度和数据处理；
8.所述can总线单元同时与所述处理单元和can总线连接，用于采集can总线数据；
9.所述存储单元与处理单元连接，用于存储侦听到的can总线数据；
10.所述通讯单元与处理单元连接，用于进行数据和指令的传输；
11.所述交互单元包括显示单元及按键单元，用于模块运行信息及状态信息的显示和运行参数的输入。
12.更进一步地，所述电源单元包括电池和5v外部电源两种供电方式；所述5v外部电源在供电同时为所述电池充电。
13.更进一步地，所述通讯单元包括usb总线和以太网通讯接口，所述usb总线用于上位机直接读取所述存储单元的数据，便于硬件模块存储数据的批量传输；所述以太网接口用于与上位机的实时通讯，进行数据和指令的传输。
14.更进一步地，所述can总线单元包括两路隔离型的can总线接口。
15.更进一步地，所述基于船舶电站can现场总线的通讯报文侦听录入模块包括壳体；
16.所述壳体呈长方体状，所述壳体上表面安装所述交互单元，所述交互单元是触摸屏，具有显示和参数输入的功能；
17.所述壳体侧表面设有安装sd卡插槽、以太网接口、usb接口和两路can总线接口的开口。
18.本实用新型的有益效果包括：
19.本实用新型的基于船舶电站can现场总线的通讯报文侦听录入模块在can总线上进行数据侦听和实时录入存储一方面可实时监测总线工作状态，及时有效的观测网络中发生的异常，另一方面通讯报文录入功能可有效还原电站的历史行为，有利于电站系统的故障原因分析及故障排查的。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例提供的一种基于船舶电站can现场总线的通讯报文侦听录入模块的结构示意图；
21.图2为本实用新型实施例提供的一种基于船舶电站can现场总线的通讯报文侦听录入模块中电源单元的结构示意图；
22.图3为本实用新型实施例提供的一种基于船舶电站can现场总线的通讯报文侦听录入模块中can总线单元的模块示意图；
23.图4为本实用新型实施例提供的一种基于船舶电站can现场总线的通讯报文侦听录入模块中存储单元的模块示意图；
24.图5为本实用新型实施例提供的一种基于船舶电站can现场总线的通讯报文侦听录入模块的俯视图；
25.图6为本实用新型实施例提供的一种基于船舶电站can现场总线的通讯报文侦听录入模块的侧视图；
26.图7为本实用新型实施例提供的一种基于船舶电站can现场总线的通讯报文侦听录入模块的后视图。
具体实施方式
27.为了更加清楚的阐述本实用新型提出的方法的技术路线，下面结合附图来对本实用新型进行更进一步地解释。需要注意的是，本实用新型的应用范围并不局限于该实施方式范围内。
28.如图1所示，该实施方式提供了一种基于船舶电站can现场总线的通讯报文侦听录入模块，该基于船舶电站can现场总线的通讯报文侦听录入模块具体包括电源单元、处理单元、can总线单元、存储单元、交互单元和通讯单元。
29.如图2所示，电源单元与can现场总线的通讯报文侦听录入模块中所有其他单元连接，并为其供电，包括电池和外部电源5v两种供电方式，两种供电方式自动切换，当无外接电源时，使用电池进行供电，当外部电源接入时，切除内部电池，转为外部电源为模块供电，同时为内置电池进行充电。
30.处理单元是硬件模块的核心单元，can现场总线的通讯报文侦听录入模块的任务调度、数据处理功能均由处理器完成，采用arm微处理器实现硬件模块的控制、管理功能，拟采用st公司cortex-m7内核的arm作为主控制器，其具有216mhz的主频。
31.如图3所示，can总线单元与处理单元和can总线连接，用于采集can总线数据。采用两路隔离型的can总线接口，协议上满足can2.0b现场总线规范，波特率为50kbps～1000kbps可设置，终端电阻可通过拨码开关进行投入/切除。在本实施方式中，采用arm内部自带的can控制器，外扩隔离型can收发器构成。
32.如图4所示，存储单元与处理单元连接，用于存储侦听到的can总线数据，经过处理、打包后进行存储。现有技术中可供选择的存储器有flash、mmc、sd卡、硬盘，考虑到本模块的便携性及可扩展性，在本实施方式中，存储单元采用sd卡进行设计，sd卡通过卡槽与arm控制器的sd卡接口连接，由arm控制器进行数据的读写操作，实现数据的存储。
33.通讯单元与处理单元连接，包括usb总线和以太网通讯接口，用于进行数据和指令的传输。usb总线用于上位机直接读取sd卡上的数据文件，便于硬件模块存储数据的批量传输；以太网通讯用于上位机与模块的实时通讯，进行数据和指令的传输。在本实施方式中，usb总线控制器和以太网控制器均使用arm内部自带模块实现，外扩以外网phy芯片，构成标准的usb总线和以太网通讯接口。
34.交互单元包括显示单元及按键单元，用于模块运行信息及状态信息的显示和运行参数的输入。考虑到内部电池容量及现场造作的便捷性，本设计采用低功耗的触摸屏作为显示器，实现人机交互功能；交互单元与主控制器通过串行通信进行按键信息的发送及显示数据的接收。
35.如附图5-7所示，在一种实施例中，本实用新型提供的基于船舶电站can现场总线的通讯报文侦听录入模块还包括壳体，壳体呈长方体状。壳体上表面开设有用于安装交互单元的开孔，交互单元采用低功耗的触摸屏，同时用于展示信息和输入参数。壳体一个侧面开设有用于安装、直流供电、usb接口和两路can总线接口的开口；壳体另一个侧面还开设有用于安装sd卡插槽、以太网接口和开关的开口。电源单元、处理单元、can总线单元、存储单元和通讯单元的主体均设置在壳体内部。
36.该基于船舶电站can现场总线的通讯报文侦听录入模块用于采集can现场总线的数据报文，并将采集到的can数据报文按照规定的以太网通讯协议封包，保存在存储器中或发送至上位机。
37.本实用新型不仅局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据实施例和附图公开内容，可以采用其它多种具体实施方式实施本实用新型，因此，凡是采用本实用新型的设计结构和思路，做一些简单的变换或更改的设计，都落入本实用新型保护的范围。