一種can網絡集線器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種CAN網絡集線器，包括微控制器MCU、與微控制器MCU相連接的CAN收發電路、數據存儲電路、指示燈電路、RS232電路、與CAN收發電路相連接的防浪涌電路、與RS232電路相連接的隔離電路、為CAN收發電路、微控制器MCU、指示燈電路、RS232電路供電的電源電路，微控制器MCU包括XMOS芯片，電源電路包括DC—DC轉換電路。本實用新型體積小、接線簡單、安裝方便，通過在每個網絡端口配接一個設備節點，能夠有效解決CAN網絡集線器某個節點掉線而使網絡癱瘓的問題，提高了CAN網絡整體的傳輸距離，降低了消防行業CAN網絡集線器的使用成本。
【專利說明】
一種CAN網絡集線器
技術領域
[0001]本實用新型涉及火災報警系統通信領域，特別是涉及一種CAN網絡集線器。
【背景技術】
[0002]隨著消防行業的快速發展，行業內對火災報警控制系統的聯網要求越來越高，要求聯網系統能在遠距離、強干擾的的環境條件下正常工作。然而傳統的RS232、RS485、ARCNET令牌環網絡已經不能很好的滿足聯網使用需求。
[0003]CAN網絡能夠較好地解決通訊距離短、抗干擾性差的問題，但網絡節點的首尾兩端需要配接120 Ω的電阻，一旦中間有節點掉線將會導致整個網絡癱瘓，從而影響系統的正常工作，而使用CAN網絡集線器則可以解決此問題。
[0004]目前CAN網絡集線器市場價格高、配置低、可用網絡端口少、無法自動更新升級，不能較好地滿足消防行業聯網系統的使用要求。因此亟需提供一種新型的CAN網絡集線器來解決上述問題。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種CAN網絡集線器，每個網絡端口配接一個設備節點，能夠有效解決CAN網絡集線器某個節點掉線而使網絡癱瘓的問題。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型采用的一個技術方案是:提供一種CAN網絡集線器，包括微控制器MCU、與微控制器MCU相連接的CAN收發電路、數據存儲電路、指示燈電路、RS232電路、與CAN收發電路相連接的防浪涌電路、與RS232電路相連接的隔離電路、為CAN收發電路、微控制器MCU、指示燈電路、RS232電路供電的電源電路，微控制器MCU包括XMOS芯片，電源電路包括DC—DC轉換電路。
[0007]在本實用新型一個較佳實施例中，微控制器M⑶還包括復位電路D3、M⑶電源濾波電容C18—C33、外部晶振Gl、J一LINK調試接口 X7、與J一LINK調試接口X7相連的上拉電阻R39—R43及下拉電阻R44、與復位電路D3相連的上拉電阻R33、XM0S芯片Dl相連的上拉電阻R34、電阻R2、電阻R57、R30，R57的一端連接外部晶振Gl的一端、另一端連接R30，R30的另一端連接外部晶振Gl的另一端。
[0008]在本實用新型一個較佳實施例中，CAN收發電路包括CAN收發器D4—D8、濾波電容C8—C12、C35—C39、總線上拉電阻R51 — R55，濾波電容C8—C12分別與CAN收發器D4—08的輸出端引腳相連，濾波電容C35—C39與總線上拉電阻R51—R55分別組成RC電路并分別與CAN收發器D4—D8的輸入端引腳相連。
[0009]在本實用新型一個較佳實施例中，電源電路包括DC—DC轉換模塊DlO、D11，與DlO相連的輸入濾波電容C14、補償電容Cl、續流電感L1、輸出濾波電容C34、肖特基二極管V40、反饋電壓分壓電阻R49及R50，其中肖特基二極管V40的負極與續流電感LI的一端相連、正極接地，續流電感LI的另一端與輸出濾波電容C34的正極相連，輸出濾波電容C34的負極接地，R50的一端連接電源、另一端連接R49，R49的另一端接地；電源電路還包括與D11相連的輸入濾波電容C15、補償電容C41、續流電感L2、輸出濾波電容C13及C16、反饋電壓分壓電阻R48、電阻R47，其中輸出濾波電容C13與C16并聯，兩者的正極均連接電源、負極接地，R47與C41相并聯；電源電路還包括24V電源輸入模塊，所述模塊由肖特基二極管V41 — V44、自恢復保險絲FUTVS管V38組成，其中肖特基二極管V41 — V44組成橋路與TVS管V38并聯。
[0010]在本實用新型一個較佳實施例中，指示燈電路包括故障指示燈V16—V20、分別與故障指示燈V16—V20相連的分壓電阻Rll — R15，正常指示燈V24—V27及V45、分別與正常指示燈V24—V27及V45相連的分壓電阻R19—R23，高速低速CAN指示燈V23及V48、分別與高速低速CAN指示燈V23、V48相連的分壓電阻R18、R26，電源指示燈V22、與電源指示燈V22相連的分壓電阻R17，系統運行指示燈V47、與系統運行指示燈V47相連的分壓電阻R25。
[0011]在本實用新型一個較佳實施例中，數據存儲電路包括SPIFlash D2、與SPI FlashD2相連的上拉電阻R38。
[0012]在本實用新型一個較佳實施例中，RS232電路包括串口電平轉換芯片D12，光耦隔離器件D13、D14，九針串口X6，與串口電平轉換芯片D12相連的限流電阻R9—R10、電容C3—C7、下拉電阻R45—R46，與光耦隔離器件D13相連的限流電阻R27、上拉電阻R32，與光耦隔離器件D14相連的限流電阻R29、上拉電阻R31，其中，限流電阻R9—RlO的另一端與九針串口 X6相連。
[0013]在本實用新型一個較佳實施例中，隔離電路包括電源隔離器D15、與電源隔離器D15輸出端相連的輸出濾波電容C45、負載電阻R28，C45與R28并聯。
[0014]在本實用新型一個較佳實施例中，防浪涌電路包括TVS管V28—V37，限流電阻1?58—1?67，濾波電感1^3—1^7，120 0匹配電阻1?3—1?7，匹配電阻跳線器乂2、乂8、乂9、乂14、乂15，其中，TVS管V28—V37分別與限流電阻R58—R67并聯、并聯端分別與匹配電阻跳線器X2、X8、X9、X14、X15的引腳相連;濾波電感L3—L7、120Q匹配電阻R3—R7均分別與匹配電阻跳線器X2、X8、X9、X14、X15 的引腳相連。
[0015]本實用新型的有益效果是:本實用新型接線簡單、安裝方便，通過在每個網絡端口配接一個設備節點，能夠有效解決CAN網絡集線器某個節點掉線而使網絡癱瘓的問題，提高了 CAN網絡整體的傳輸距離，降低了消防行業CAN網絡集線器的使用成本；
[0016]所述CAN網絡集線器中的電源電路采用DC—DC轉換電路，與傳統LDO線性降壓器件相比具有更小的體積;微控制器首次采用了多核調度的XMOS芯片，功能可維護性增強，突破了市場上現有集線器的4網絡端口，端口數量增加，相比與當前市場的CAN集線器產品具有更好的價格優勢。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型CAN網絡集線器一較佳實施例的原理框圖。
[0018]圖2為所述CAN網絡集線器的微控制器M⑶的電路原理圖。
[0019]圖3為所述CAN網絡集線器的CAN收發電路原理圖。
[0020]圖4為所述CAN網絡集線器的電源電路原理圖。
[0021 ]圖5為所述CAN網絡集線器的指示燈電路原理圖。
[0022]圖6為所述CAN網絡集線器的數據存儲電路原理圖。
[0023]圖7為所述CAN網絡集線器的RS232電路原理圖。
[0024]圖8為所述CAN網絡集線器的隔離電路原理圖。
[0025]圖9為所述CAN網絡集線器的防浪涌電路原理圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖對本實用新型的較佳實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本實用新型的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0027]請參閱圖1，本實用新型實施例包括:
[0028]—種CAN網絡集線器，包括微控制器MCU、與微控制器M⑶相連接的CAN收發電路、數據存儲電路、指示燈電路、RS232電路、與CAN收發電路相連接的防浪涌電路、與RS232電路相連接的隔離電路、為CAN收發電路、微控制器MCU、指示燈電路、RS232電路供電的電源電路。
[0029]下面結合圖2—9，具體描述所述CAN網絡集線器的各個電路結構。
[0030]請參閱圖2，微控制器MCU包括XMOS芯片、復位電路D3、M⑶電源濾波電容C18—C33、外部晶振Gl、J一LINK調試接口X7、與J一LINK調試接口X7相連的上拉電阻R39—R43及下拉電阻R44、與復位電路D3相連的上拉電阻R33、XM0S芯片Dl相連的上拉電阻R34、電阻R2、電阻R57、R30，R57的一端連接外部晶振Gl的一端、另一端連接R30，R30的另一端連接外部晶振Gl的另一端。微控制器MCU主要負責CAN網絡各個通道數據的接收、存儲、轉發，同時負責點亮系統相關的運行指示燈、正常指示燈和故障指示燈，通過復位電路D3執行復位操作、MCU電源濾波電容C18—C33對電源進行濾波、外部晶振Gl為系統提供時鐘信號，并首次采用了多核調度的XMOS芯片，功能可維護性增強，突破了市場上現有集線器的4網絡端口，端口數量增加。
[0031]請參閱圖3，CAN收發電路主要負責CAN信號的電平轉換，增強信號傳輸距離，同時也負責CAN信號的發送和接收，所述電路包括CAN收發器D4—D8、濾波電容C8—C12、C35—C39、總線上拉電阻R51 — R55，濾波電容C8—C12分別與CAN收發器D4—D8的輸出端引腳相連，濾波電容C35—C39與總線上拉電阻R51 — R55分別組成RC電路，每個RC電路再分別與CAN收發器D4—D8的輸入端引腳相連。
[0032]防浪涌電路吸收CAN收發電路前端的瞬時大電流和大電壓，保證CAN網絡正常通信。如圖9所示，防浪涌電路包括TVS管V28—V37，限流電阻R58—R67，濾波電感L3—L7，120Ω匹配電阻!?3—1?7，匹配電阻跳線器乂248、乂9414415，其中，1'￥3管￥28—￥37分別與限流電阻R58—R67并聯、并聯端分別與匹配電阻跳線器X2、X8、X9、X14、X15的引腳相連;濾波電感L3—L7、120Q匹配電阻R3—R7均分別與匹配電阻跳線器X2、X8、X9、X14、X15的引腳相連。
[0033]請參閱圖4，電源電路包括DC—DC轉換模塊D1、D11，與D1相連的輸入濾波電容C14、補償電容Cl、續流電感L1、輸出濾波電容C34、肖特基二極管V40、反饋電壓分壓電阻R49及R50，其中肖特基二極管V40的負極與續流電感LI的一端相連、正極接地，續流電感LI的另一端與輸出濾波電容C34的正極相連，輸出濾波電容C34的負極接地，R50的一端連接電源、另一端連接R49，R49的另一端接地；電源電路還包括與D11相連的輸入濾波電容Cl 5、補償電容C41、續流電感L2、輸出濾波電容Cl 3及Cl 6、反饋電壓分壓電阻R48、電阻R47，其中輸出濾波電容C13與C16并聯，兩者的正極均連接電源、負極接地，R47與C41相并聯；電源電路還包括24V電源輸入模塊，所述模塊由肖特基二極管V41 — V44、自恢復保險絲Fl、TVS管V38組成，其中肖特基二極管V41 — V44組成橋路與TVS管V38并聯。電源電路為XMOS芯片提供電源，同時也為相關的外設和指示燈提供電源。
[0034]請參閱圖5，指示燈電路包括故障指示燈V16—V20、分別與故障指示燈V16—V20相連的分壓電阻Rll — R15，正常指示燈V24—V27及V45、分別與正常指示燈V24—V27及V45相連的分壓電阻R19—R23，高速低速CAN指示燈V23及V48、分別與高速低速CAN指示燈V23、V48相連的分壓電阻R18、R26，電源指示燈V22、與電源指示燈V22相連的分壓電阻R17，系統運行指示燈V47、與系統運行指示燈V47相連的分壓電阻R25。指示燈電路根據MCU發出的電平信號，控制正常指示燈、故障指示燈、系統運行指示燈的亮滅。
[0035]請參閱圖6，數據存儲電路包括SPI Flash D2、與SPI Flash D2相連的上拉電阻R38，其存儲了 CAN信號接收中尚未發送的數據，在此處進行一級緩沖。
[0036]請參閱圖7，RS232電路包括串口電平轉換芯片D12，光耦隔離器件D13、D14，九針串口X6，與串口電平轉換芯片D12相連的限流電阻R9—R10、電容C3—C7、下拉電阻R45—R46，與光耦隔離器件D13相連的限流電阻R27、上拉電阻R32，與光耦隔離器件D14相連的限流電阻R29、上拉電阻R31，其中，限流電阻R9—RlO的另一端與九針串口X6相連。RS232電路通過光耦隔離電路和外部設備取得通信聯系，通過串口電平轉換芯片可以正常地接收、發送相應的數據。
[0037]隔離電路主要為RS232通信中光耦隔離電路提供隔離電壓，保證通信中不會因為串口的損壞導致電路受損。如圖8所示，所述隔離電路包括電源隔離器D15、與電源隔離器D15輸出端相連的輸出濾波電容C45、負載電阻R28，C45與R28并聯。
[0038]所述CAN網絡集線器收集網絡各通道接收到的數據并將其存儲在SPIFLASH的環形緩沖區中，再以廣播的形式將接收數據發送到其余通道上，從而完成CAN網絡數據的交換功會K。
[0039]本實用新型接線簡單、安裝方便，通過在每個網絡端口配接一個設備節點，能夠有效解決CAN網絡集線器某個節點掉線而使網絡癱瘓的問題，提高了CAN網絡整體的傳輸距離，降低了消防行業CAN網絡集線器的使用成本。
[0040]所述CAN網絡集線器中的電源電路采用DC—DC轉換電路，與傳統LDO線性降壓器件相比具有更小的體積;微控制器首次采用了多核調度的XMOS芯片，功能可維護性增強，突破了市場上現有集線器的4網絡端口，端口數量增加，相比與當前市場的CAN集線器產品具有更好的價格優勢。
[0041]以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種CAN網絡集線器，其特征在于，包括微控制器MCU、與微控制器M⑶相連接的CAN收發電路、數據存儲電路、指示燈電路、RS232電路、與CAN收發電路相連接的防浪涌電路、與RS232電路相連接的隔離電路、為CAN收發電路、微控制器MCU、指示燈電路、RS232電路供電的電源電路，微控制器MCU包括XMOS芯片，電源電路包括DC—DC轉換電路。2.根據權利要求1所述的CAN網絡集線器，其特征在于，微控制器MCU還包括復位電路D3、MCU電源濾波電容C18—C33、外部晶振G1、J 一LI NK調試接口 X7、與J一LINK調試接口 X7相連的上拉電阻R39—R43及下拉電阻R44、與復位電路D3相連的上拉電阻R33、XM0S芯片D1、與XMOS相連的上拉電阻R34、電阻R2、電阻R57、R30，R57的一端連接外部晶振Gl的一端、另一端連接R30，R30的另一端連接外部晶振GI的另一端。3.根據權利要求1所述的CAN網絡集線器，其特征在于，CAN收發電路包括CAN收發器D4—D8、濾波電容C8—C12、C35—C39、總線上拉電阻R51 — R55，濾波電容C8—C12分別與CAN收發器D4—D8的輸出端引腳相連，濾波電容C35—C39與總線上拉電阻R51 — R55分別組成RC電路并分別與CAN收發器D4—D8的輸入端引腳相連。4.根據權利要求1所述的CAN網絡集線器，其特征在于，電源電路包括DC—DC轉換模塊010、011，與010相連的輸入濾波電容(:14、補償電容(:1、續流電感1^1、輸出濾波電容034、肖特基二極管V40、反饋電壓分壓電阻R49及R50，其中肖特基二極管V40的負極與續流電感LI的一端相連、正極接地，續流電感LI的另一端與輸出濾波電容C 3 4的正極相連，輸出濾波電容C34的負極接地，R50的一端連接電源、另一端連接R49，R49的另一端接地；電源電路還包括與Dll相連的輸入濾波電容C15、補償電容C41、續流電感L2、輸出濾波電容C13及C16、反饋電壓分壓電阻R48、電阻R47，其中輸出濾波電容C13與C16并聯，兩者的正極均連接電源、負極接地，R47與C41相并聯；電源電路還包括24V電源輸入模塊，所述模塊由肖特基二極管V41一V44、自恢復保險絲FUTVS管V38組成，其中肖特基二極管V41 — V44組成橋路與TVS管V38并聯。5.根據權利要求1所述的CAN網絡集線器，其特征在于，指示燈電路包括故障指示燈V16—V20、分別與故障指示燈V16—V20相連的分壓電阻Rll — R15，正常指示燈V24—V27及V45、分別與正常指示燈V24—V27及V45相連的分壓電阻R19—R23，高速低速CAN指示燈V23及V48、分別與高速低速CAN指示燈V23、V48相連的分壓電阻R18、R26，電源指示燈V22、與電源指示燈V22相連的分壓電阻R17，系統運行指示燈V47、與系統運行指示燈V47相連的分壓電阻R25。6.根據權利要求1所述的CAN網絡集線器，其特征在于，數據存儲電路包括SPIFlashD2、與SPI Flash D2相連的上拉電阻R38。7.根據權利要求1所述的CAN網絡集線器，其特征在于，RS232電路包括串口電平轉換芯片D12，光耦隔離器件D13、D14，九針串口X6，與串口電平轉換芯片D12相連的限流電阻R9—R10、電容C3—C7、下拉電阻R45—R46，與光耦隔離器件D13相連的限流電阻R27、上拉電阻R32，與光耦隔離器件D14相連的限流電阻R29、上拉電阻R31，其中，限流電阻R9—RlO的另一端與九針串口 X6相連。8.根據權利要求1所述的CAN網絡集線器，其特征在于，隔離電路包括電源隔離器D15、與電源隔離器D15輸出端相連的輸出濾波電容C45、負載電阻R28，C45與R28并聯。9.根據權利要求1所述的CAN網絡集線器，其特征在于，防浪涌電路包括TVS管V28—V37，限流電阻R58—R67，濾波電感L3—L7，120 Ω匹配電阻R3—R7，匹配電阻跳線器X2、X8、父9、乂14、乂15，其中，1'￥3管￥28—￥37分別與限流電阻1?58—1?67并聯、并聯端分別與匹配電阻跳線器X2、X8、X9、X14、X15的引腳相連;濾波電感L3—L7、120Q匹配電阻R3—R7均分別與匹配電阻跳線器X2、X8、X9、X14、X15的引腳相連。
【文檔編號】G06F13/40GK205665694SQ201620490930
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月21日
【發明人】王勝, 錢熠, 馮勇, 翁斌, 單夫來, 李勇, 蔡加星, 胡長杰, 張慶慶
【申請人】蚌埠依愛消防電子有限責任公司