專利名稱：一種以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于工業(yè)自動化、船舶機艙自動化領(lǐng)域，涉及一種以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)模塊，用于工業(yè)自動化系統(tǒng)、船舶機艙報警系統(tǒng)、船舶液位遙測系統(tǒng)中CAN總線和TCP總線數(shù)據(jù)雙向通訊，是一種通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備。
背景技術(shù)：
工業(yè)及船舶自動化領(lǐng)域，開關(guān)量信號采集設(shè)備是常用設(shè)備，傳統(tǒng)的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)模塊僅僅是單一的將某種通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換成TCP/IP協(xié)議來達(dá)到數(shù)據(jù)交換的目的，而不具有如本實用新型額外的繼電器輸出以及外部消音消閃試燈的功能。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于將傳統(tǒng)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的改進(jìn)，提供一種以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)模塊，不僅具有數(shù)據(jù)交換功能，還具有繼電器輸出以及外部消音消閃試燈功能的，以克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述缺點和不足。本實用新型所需要解決的技術(shù)問題，可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)模塊，包括:以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)主控板1，其特征在于，所述以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)主控板I包括:微處理器11、電源單兀12、CAN13、第一繼電器輸出16、第二繼電器輸出17和以太網(wǎng)芯片18，所述CAN13與微處理器11連接，所述微處理器11與以太網(wǎng)芯片18連接，所述以太網(wǎng)芯片18通過TCP總線與上位機連接；所述微處理器11與電源單元12連接，所述微處理器11還與第一繼電器輸出16、第二繼電器輸出17連接。其中，所述CAN包括:CAN的輸出電路和CAN的輸入電路，所述CAN的輸出電路，由電阻Rbl，高速光耦6N137ICbl，電容Cbl，CAN總線驅(qū)動器PC82C250ICb3和接線端子JCl組成；所述CAN的輸入電路，由電阻Rb2、高速光耦6N137ICb2、電阻Rb4、CAN總線驅(qū)動器PC82C250ICb3和接線端子JCl組成。其中，所述高速光耦6N137(ICbl，ICb2)，光耦(TLP521-4)對輸入、輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行光電隔離，確保了數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)不受前端電路的影響，保證了數(shù)據(jù)的安全性。其中，所述CAN總線驅(qū)動器PC82C250ICb3為CAN總線收發(fā)器，是CAN控制器和物理總線間的接口，提供對總線的差動發(fā)送能力和對CAN控制器的差動接收能力。其中，所述以太網(wǎng)芯片18以集成電路W5100Uel為以太網(wǎng)控制器提供一路獨立的TCP總線連接上位機。其中，所述以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)主控板I通過CAN總線將從現(xiàn)場采集模塊采集到的數(shù)據(jù)送至微處理器11，微處理器11將數(shù)據(jù)再傳輸給由以太網(wǎng)控制器Uel，二極管(Deel，Dee2)，電阻(Rel，Re2, Re3)，電感(Lel，Le2)，電容(Cel, Ce2, Ce3, Ce4, Ce5, Ce6)，晶振 Yel 組成的以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換電路，最后連接至由電阻(Re4, Re5，Re6，Re7，Re8，Re9)，電容(Ce7，Ce8，Ce9)以及以太網(wǎng)網(wǎng)口 Ue2組成的以太網(wǎng)輸出電路將數(shù)據(jù)輸送至上位機。其中，所述以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)主控板I還包括:由微處理器11，電阻(Rol，Ro2，Ro3，Ro4)，二極管(Dol，Do2)，三極管(Qol，Qo2)以及繼電器(Kol，Ko2)組成的二路繼電器輸出電路。其中，所述微處理器11與消音消閃試燈輸入14連接。其中，所述微處理器11與狀態(tài)指示燈15連接。本實用新型的有益效果:與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備，本實用新型具有繼電器輸出以及外部消音消閃試燈的功能，即具有二路開關(guān)量信號輸出控制一些外部設(shè)備或?qū)⒋诵盘栞敵鲋疗渌O(shè)備，以及處理外部設(shè)備提供的消音消閃試燈功能。采用電源采用隔離處理，增加電路安全性。采用CAN通訊，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，可靠性。本實用新型集成二路繼電器輸出以及外部消音消閃試燈的功能，減少的硬件成本?，F(xiàn)場調(diào)試及后期維修相當(dāng)便利。
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本實用新型的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)微處理器電路圖。圖3為本實用新型的電源電路圖。圖4為本實用新型的CAN通訊電路圖。圖5Α為本實用新型的繼電器輸出及消音消閃試燈輸入電路圖。圖5Β為本實用新型的繼電器輸出及消音消閃試燈輸入電路圖。圖6Α為本實用新型的以太網(wǎng)電路圖。圖6Β為本實用新型的以太網(wǎng)電路圖。附圖標(biāo)記:以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)主控板1、微處理器11、電源單元12、CAN13、消音消閃試燈輸入14、狀態(tài)指不燈15、第一繼電器輸出16、第二繼電器輸出17、以太網(wǎng)芯片18。
具體實施方式
以下結(jié)合具體實施例，對本實用新型作進(jìn)步說明。應(yīng)理解，以下實施例僅用于說明本實用新型而非用于限定本實用新型的范圍。實施例1圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本實用新型的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)主控板I的電路圖。如圖1所示，一種以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)模塊，包括:微處理器11、電源單元12、CAN13、消音消閃試燈輸入14、狀態(tài)指不燈15、第一繼電器輸出16、第二繼電器輸出17、和以太網(wǎng)芯片18所組成。其中微處理器11主要用于管理本實用新型的任務(wù)處理、處理輸入輸出的數(shù)據(jù)以及控制繼電器輸出。微處理器11采用Ua2型微處理器。[0038]電源單元12為本實用新型提供工作電源，使其能穩(wěn)定運行。CAN 是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network, CAN)的簡稱，CANl3)為本實用新型采集現(xiàn)場采集模塊采集到的傳感器數(shù)據(jù)。CAN13將從現(xiàn)場采集模塊采集到的信號通過微處理器11輸送至以太網(wǎng)芯片18轉(zhuǎn)換成TCP總線后傳輸至上位機。消音消閃試燈14，為本實用新型可以處理由外部(如:按鍵等)提供的開關(guān)量信號，從而達(dá)到一些特定設(shè)備(如:蜂鳴器等)的消音消閃試燈功能。狀態(tài)指示燈15，為本實用新型提供狀態(tài)指示，指示目前本實用新型的工作狀態(tài)。第一繼電器輸出16、第二繼電器輸出17，為本實用新型提供二路繼電器輸出信號。以太網(wǎng)芯片18，為本實用新型提供TCP總線，實現(xiàn)CAN總線和TCP總線數(shù)據(jù)雙向通τΗ ο如圖2所示，晶振Yal，電容(Ca5，Ca6)組成外部時鐘電路，為微處理器提供精確的時鐘節(jié)拍。電阻(Ral，Ra2，Ra3，Ra4)，接插件JO構(gòu)成JTAG 口，用于程序?qū)懭胛⑻幚砥?1。直流3.3V電源與發(fā)光二級管(Power，CAN, RUN)，經(jīng)限流電阻(Ra7，Ra8，Ra9)連接地或微處理器11 (Ua2)的I/O引腳，通過微處理器11 (Ua2) I/O引腳上電平的不同來實現(xiàn)發(fā)光二關(guān)(Power, CAN, RUN)的狀態(tài)，如亮、滅或閃。直流3.3V電源電阻Ra7，電容Ca8，按鍵SW2以及二極管Dal組成復(fù)位電路，提供給微處理器11 一個手動外部復(fù)位信號。直流3.3V電源電阻Rw2，三極管Qcnl通過電阻Rwl連接至微處理器11的42號1/0引腳，通過微處理器11控制其1/0引腳的電平來導(dǎo)通或截止三極管Qcnl從而來實現(xiàn)以太網(wǎng)芯片W5100Uel的片選功能使其工作。如圖3所示，接插件Jpl為直流24V電源輸入端，經(jīng)二極管Dzl，電容(Czl，Cz5)進(jìn)Λ DC/DC電源模塊Pzl，經(jīng)電容(Cz3，Cz7)濾波后輸出直流5V電源。直流5V電源經(jīng)過由隔離電源Pz2，電阻Rzl，電容(Cz2，Cz4)輸出經(jīng)隔離后的直流5V電源。直流5V電源為以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)主控板I上元器件提供工作電壓。另外直流5V電源經(jīng)過由電容(CXl，Cx2，Cx3)，集成穩(wěn)壓器LM2596T-3.3V Up2，電感Lxl，二極管Dxl組成的穩(wěn)壓電路輸出直流3.3V電源。如圖4所示，通過接插件JCl將從現(xiàn)場采集模塊采集到的數(shù)據(jù)通過由電阻(Rbl，Rb2, Rb4)，高速光耦 6N137(ICbl, ICb2)，電容 Cbl, CAN 總線驅(qū)動器 PC82C250ICb3 組成的CAN總線電路傳輸至微處理器11，微處理器11將數(shù)據(jù)再傳輸給由以太網(wǎng)控制器Ue I，二極管(Deel, Dee2)，電阻(Rel, Re2, Re3)，電感(Lel，Le2)，電容(Cel, Ce2, Ce3, Ce4, Ce5, Ce6)，晶振Yel組成的以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換電路，最后連接至由電阻(Re4，Re5，Re6，Re7，Re8，Re9)，電容(Ce7, Ce8, Ce9)以及以太網(wǎng)網(wǎng)口 Ue2組成的以太網(wǎng)輸出電路將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)線輸送至上位機。如圖5A和圖5B所示，外部消音消閃試燈信號通過接插件Jinput輸入本實用新型，信號經(jīng)由電阻(Ril, Ri2, Ri3，Ri4，Ri5，Ri6，Ri7，Ri7)，光耦 TLP521_4ICil 組成的光電隔離電路將信號輸送至微處理器11等待處理。二路繼電器輸出電路由由微處理器11，電阻(Rol，Ro2，Ro3，Ro4)，二極管(Dol，Do2)，三極管(Qol，Qo2)以及繼電器(Kol，Ko2)組成，微處理器11將電平信號送至三極管(Qol, Qo2)的基極，根據(jù)高低電平來控制三極管(Qol，Qo2)的導(dǎo)通與截止從而來控制繼電器(Kol，Ko2)的吸合及斷開，并將此開關(guān)量信號通過接插件Jout輸出。[0049]如圖6A和圖6B所示，以太網(wǎng)控制器Uel，二極管(Deel, Dee2)，電阻(Rel, Re2，Re3),電感(Lel，Le2)，電容(Cel, Ce2, Ce3, Ce4, Ce5, Ce6, Ca7)，晶振 Yel，集成電路74HC573Ual，集成電路62LV256ICa4組成的以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換電路，然后通過由電阻(Re4，Re5，Re6，Re7，Re8，Re9)，電容(Ce7，Ce8，Ce9)以及以太網(wǎng)網(wǎng)口 Ue2組成的以太網(wǎng)輸出電路將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)線輸送至上位機。以上對本實用新型的具體實施方式
進(jìn)行了說明，但本實用新型并不以此為限，只要不脫離本實用新型的宗旨，本實用新型還可以有各種變化。
權(quán)利要求1.一種以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)模塊，包括:以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)主控板(I)，其特征在于，所述以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)主控板(I)包括:微處理器(11)、電源單兀(12)、CAN(13)、第一繼電器輸出(16)、第二繼電器輸出(17)和以太網(wǎng)芯片(18)，所述CAN(13)與微處理器(11)連接，所述微處理器(11)與以太網(wǎng)芯片(18)連接，所述以太網(wǎng)芯片(18)通過TCP總線與上位機連接； 所述微處理器(11)與電源單元(12)連接，所述微處理器(11)還與第一繼電器輸出(16)、第二繼電器輸出(17)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)模塊，其特征在于: 所述CAN包括:CAN的輸出電路和CAN的輸入電路， 所述CAN的輸出電路，由電阻(Rbl)，高速光耦6N137 (ICbl)，電容(Cbl)，CAN總線驅(qū)動器PC82C250 (ICb3)和接線端子(JCl)組成； 所述CAN的輸入電路，由電阻(Rb2)、高速光耦6N137 (ICb2)、電阻(Rb4) ,CAN總線驅(qū)動器PC82C250(ICb3)和接線端子(JCl)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)模塊，其特征在于:所述以太網(wǎng)芯片(18)以集成電路W5100(Uel)為以太網(wǎng)控制器提供一路獨立的TCP總線連接上位機。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)模塊，其特征在于:所述微處理器(11)與消音消閃試燈輸入(14)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)模塊，其特征在于:所述微處理器(11)與狀態(tài)指示燈(15)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)模塊，包括以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)主控板(1)，其功能在于對系統(tǒng)中CAN總線和TCP總線數(shù)據(jù)雙向通訊，通過雙路CAN總線將從現(xiàn)場采集模塊采集到的數(shù)據(jù)傳輸至本實用新型，并通過本實用新型將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成TCP總線傳輸至上位機，上位機亦可下達(dá)指令控制一些現(xiàn)場輸出模塊。還具有消音消閃試燈的輸入功能，雙路繼電器型報警輸出的功能。本實用新型關(guān)鍵器件均選用高性能器件，保證了模塊的高精度和良好的線性；在電源、通訊部分均采用了隔離，是模塊在應(yīng)用中更加安全、穩(wěn)定；結(jié)構(gòu)合理，便于現(xiàn)場安裝和調(diào)試。
文檔編號H04L29/08GK203166968SQ201320028029
公開日2013年8月28日 申請日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者張瑞明, 徐廷良, 袁安俊, 吳杰 申請人:上海航海設(shè)備有限責(zé)任公司