具有隔離式安全柵的can總線網絡的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種具有隔離式安全柵的CAN總線網絡，包括第一區、第二區和信號隔離器。該第一區內設有第一CAN總線，并分布有一個或多個第一CAN處理裝置、第一CAN收發器、第一CAN控制器、CAN網關。該第二區內設有第二CAN總線，并分布有一個或多個第二CAN處理裝置以及第二CAN收發器。光電隔離器設于第一區與第二區之間，光電隔離器一邊的光電器件驅動端和輸出端分別與第二CAN控制器的發射端和接收端相連，光電隔離器另一邊的輸出端和光電器件驅動端分別與第二CAN收發器的發射端和接收端相連。
【專利說明】具有隔離式安全柵的CAN總線網絡
【技術領域】
[0001]本發明涉及防爆【技術領域】，尤其是涉及一種具有隔離式安全柵的CAN總線網絡。
【背景技術】
[0002]工業總線是自動化控制信息交換命脈。在工業縱向中，控制器局域網絡(Controller Area Network, CAN)總線,得到了廣泛應用。由于CAN總線通訊的可靠、以及拓撲實現的便利，成為數字系統的網絡協議的優選方案。
[0003]在特殊領域中，CAN總線可能會被應用在易燃易爆的危險場合中。由于防爆標準的要求，不允許的危險區CAN電信號直接相通于安全區的CAN電信號，必須經過耐壓隔離或防爆技術處理，才能使兩種不同區域信號互連。
[0004]然而由于CAN BUS信號通信總線沖突檢測，不斷進行偵聽，安全區的CANBUS與危險區CANBUS經過隔離后，如果直接疊加在同一通信物理介質上，CAN BUS會因通信不好而鎖死。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種具有隔離式安全柵的CAN總線網絡，使得危險區的CAN信號與安全區CAN信號即使經隔離仍能互相通信。
[0006]本發明為解決上述技術問題而采用的技術方案是一種具有隔離式安全柵的CAN總線網絡，包括第一區、第二區和光電隔離器。該第一區內設有第一 CAN總線，并分布有一個或多個第一 CAN處理裝置、第一 CAN收發器、第一 CAN控制器、CAN網關、以及第二 CAN控制器；第一 CAN處理裝置的CAN信號端連接于第一 CAN總線,第一 CAN總線連接于第一 CAN收發器的CAN信號端，第一 CAN收發器的發射端和接收端分別與第一 CAN控制器的發射端和接收端相連，第一 CAN控制器103的控制信號端分別與CAN網關相應控制信號端相連；CAN網關的相應控制信號端分別與第二 CAN控制器相應控制信號端相連。該第二區內設有第二 CAN總線，并分布有一個或多個第二 CAN處理裝置以及第二 CAN收發器，第二 CAN收發器的CAN信號端與第二 CAN總線，第二 CAN處理裝置的CAN信號端連接于第二 CAN總線。光電隔離器設于第一區與第二區之間，光電隔離器一邊的光電器件驅動端和輸出端分別與第二 CAN控制器的發射端和接收端相連，光電隔離器另一邊的輸出端和光電器件驅動端分別與第二 CAN收發器的發射端和接收端相連。
[0007]在本發明的一實施例中，CAN總線網絡的第一區的數目為一個或多個。
[0008]CAN總線網絡，CAN總線網絡的第二區的數目為一個或多個。
[0009]CAN總線網絡的該光電隔離器的光電器件為發光二極管。
[0010]CAN總線網絡的該CAN網關包含處理器，用以分別處理來自該第一 CAN控制器的信號和來自該第二 CAN控制器的信號。
[0011]本發明由于采用以上技術方案，通過光電隔離器將第一區的CAN總線與第二區的CAN總線隔離。不同區域的兩組CAN總線信號經過CAN網關內的處理器處理運算，對來自某方的信號經處理后傳至另一方，達到它們之間的信號耦合。這樣，不同區域的CAN BUS信號似乎同一物理介質上傳輸通信。從而，起到了隔離通信的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]為讓本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】作詳細說明，其中:
[0013]圖1是根據本發明一實施例的具有隔離式安全柵的CAN總線網絡的電原理框圖。
【具體實施方式】
[0014]圖1是根據本發明一實施例的具有隔離式安全柵的CAN總線網絡的電原理框圖。參照圖1所示，CAN總線網絡被區分為第一區和第二區。第一區通常被定義為安全區，第二區通常被定義為危險區。顧名思義，安全區為不會有爆炸風險或有極低爆炸風險的區域，危險區為有爆炸風險的區域。安全區和危險區可根據CAN總線網絡實際布置的環境來定義。安全區和危險區可分別具有一個或多個。
[0015]在安全區內設有第一 CAN總線，即CAN BUS101o安全區內還分布有第一 CAN處理裝置100、第一 CAN收發器102、第一 CAN控制器103、CAN網關104、第二 CAN控制器105等設備。第一 CAN處理裝置100的CAN信號端連接于安全區的CAN BUSlOl。安全區的CANBUSlOl連接于第一 CAN收發器102的CAN信號端。第一 CAN收發器102的發射端(Tx端)和接收端(Rx端)分別與第一 CAN控制器103的Tx端和Rx端相連。第一 CAN控制器103的控制信號端分別與CAN網關104相應控制信號端相連；CAN網關104的相應控制信號端分別與第二 CAN控制器105相應控制信號端相連。
[0016]在本實施例中，第一 CAN處理裝置100、第一 CAN收發器102、第一 CAN控制器103、CAN網關104、第二 CAN控制器105的數目可分別為一個或多個。例如，第一 CAN處理裝置100可包括序號1-N。相應地，第一 CAN收發器102、第一 CAN控制器103、CAN網關104、第二 CAN控制器105可包括相同序號的器件。
[0017]在本實施例中，在安全區的邊界使用了信號隔離器106，來隔離安全區與危險區。第二 CAN控制器105的Tx端和Rx端分別與信號隔離器106左邊的隔離器件驅動端和輸出端相連。
[0018]在危險區內設有第二 CAN總線，即CAN BUS108。在危險區內還分布有第二 CAN收發器107和第二 CAN處理裝置109。第二 CAN收發器107的CAN信號端與危險區的CANBUS108相連。第二 CAN處理裝置109的CAN信號端連接于危險區的CAN BUS108。另外信號隔離器106右邊的輸出端和隔離器件驅動端分別與第二 CAN收發器107的Tx端和Rx端相連。
[0019]在本發明的一實施例中，信號隔離器為光電隔離器，信號隔離器中的光電器件為發光二極管。在本發明的其他實施例中，信號隔離器可為磁耦隔離器、電容式隔離器、光纖隔離器、變壓器隔離器中的任意一種。
[0020]在本實施例中，第二 CAN總線，即CAN BUS108的數量可為一個或多個。相應地，第二 CAN收發器107、第二 CAN處理裝置109的數目可分別為一個或多個。例如，CAN BUS108可包括序號1_N。相應地,第二 CAN收發器107、第二 CAN處理裝置109可包括相同序號的器件。
[0021]在信號處理時，安全區CAN總線101的信號傳輸至CAN網關104。CAN網關104內的處理器對該信號處理運算后，傳輸隔離至危險區CAN總線108。反之，危險區CAN總線108的信號傳輸隔離至CAN網關104，CAN網關104內的處理器對該信號處理運算后，傳輸至安全區CAN總線101。
[0022]本實施例的CAN總線隔離式安全柵的特點是，安全區的CAN BUS與危險區的CANBUS是隔離的。不同區域的兩組CAN BUS信號經過CAN網關104內的處理器處理運算，對來自某方的信號經處理后傳至另一方，達到它們之間的信號耦合。這樣，不同區域的CAN BUS信號似乎同一物理介質上傳輸通信。
[0023]雖然本發明已參照當前的具體實施例來描述，但是本【技術領域】中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明，在沒有脫離本發明精神的情況下還可作出各種等效的變化或替換，因此，只要在本發明的實質精神范圍內對上述實施例的變化、變型都將落在本申請的權利要求書的范圍內。
【權利要求】
1.一種具有隔離式安全柵的CAN總線網絡，包括: 第一區，該第一區內設有第一 CAN總線，并分布有一個或多個第一 CAN處理裝置、第一CAN收發器、第一 CAN控制器、CAN網關、以及第二 CAN控制器；第一 CAN處理裝置的CAN信號端連接于第一 CAN總線,第一 CAN總線連接于第一 CAN收發器的CAN信號端,第一 CAN收發器的發射端和接收端分別與第一 CAN控制器的發射端和接收端相連，第一 CAN控制器103的控制信號端分別與CAN網關相應控制信號端相連；CAN網關的相應控制信號端分別與第二 CAN控制器相應控制信號端相連； 第二區，該第二區內設有第二 CAN總線，并分布有一個或多個第二 CAN處理裝置以及第二 CAN收發器，第二 CAN收發器的CAN信號端與第二 CAN總線，第二 CAN處理裝置的CAN信號端連接于第二 CAN總線；以及 信號隔離器，設于第一區與第二區之間，信號隔離器一邊的隔離器件驅動端和輸出端分別與第二 CAN控制器的發射端和接收端相連，信號隔離器另一邊的輸出端和隔離器件驅動端分別與第二 CAN收發器的發射端和接收端相連。
2.如權利要求1所述的具有隔離式安全柵的CAN總線網絡，其特征在于，該第一區的數目為一個或多個。
3.如權利要求1所述的具有隔離式安全柵的CAN總線網絡，其特征在于，該第二區的數目為一個或多個。
4.如權利要求1所述的具有隔離式安全柵的CAN總線網絡，其特征在于，信號隔離器為光電隔離器，該光電隔離器的光電器件為發光二極管。
5.如權利要求1所述的具有隔離式安全柵的CAN總線網絡，其特征在于，信號隔離器為磁耦隔離器。
6.如權利要求1所述的具有隔離式安全柵的CAN總線網絡，其特征在于，信號隔離器為電容式隔離器。
7.如權利要求1所述的具有隔離式安全柵的CAN總線網絡，其特征在于，信號隔離器為光纖隔離器。
8.如權利要求1所述的具有隔離式安全柵的CAN總線網絡，其特征在于，信號隔離器為變壓器隔離器。
9.如權利要求1所述的具有隔離式安全柵的CAN總線網絡，其特征在于，該CAN網關包含處理器，用以分別處理來自該第一 CAN控制器的信號和來自該第二 CAN控制器的信號。
【文檔編號】H04L12/40GK104079459SQ201310103496
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月27日 優先權日:2013年3月27日
【發明者】林志鐵, 張穎, 徐志丹, 劉玉春 申請人:梅特勒-托利多(常州)精密儀器有限公司, 梅特勒-托利多(常州)測量技術有限公司, 梅特勒-托利多(常州)稱重設備系統有限公司