1 引言
    城市轨道交通（Rail Transit）具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点。世界各国普遍认识到：解决城市交通问题的根本出路在于优先发展以轨道交通为骨干的城市公共交通系统。近几年，国内的城市轨道交通得到了快速发展，城市交通在一定程度上得到改善。轨道交通控制系统中各个设备之间需要通信，CAN总线是轨道交通行业中流行且应用成熟的通信方式，基于CAN总线应用层的CANopen协议对所有设备做出了“设备级”的规范。
    本期文章将介绍如何利用XGate-COP10模块设计车厢空调控制器CANopen从站接口。
2 XGate-COP10简介
    XGate-COP10是一款CANopen从站协议转换模块，内部集成了CANopen从站协议栈，遵循CiA DS301 V4.02进行设计，其内部集成了网络管理（NMT）、服务数据（SDO）、过程数据（PDO）、错误管理等功能。同时也遵循了DS303-3指示灯以及DS305层设置（LSS）等相关协议，使模块功能更强大。所有的功能均通过CiA提供的一致性测试软件的测试，保证了与其他CANopen设备良好的兼容性。
    XGate-COP10为DIP24封装，拥有较小的占位面积(6 cm2)，非常容易集成到用户设备中，其外观如图1所示。

3 车厢空调控制器CANopen接口硬件设计
    XGate-COP10硬件设计框图如图2所示。

    空调控制器MCU与XGate-COP10通过串口(TTL电平)进行连接；用户可以使用MCU的一个I/O口连接到XGate-COP10的复位引脚(RST)实现对模块的复位控制。某些情况下还需要把XGate-COP10中断信号输出引脚连接到MCU的中断输入引脚，以便实时地处理RPDO数据。MCU只需预留1路串口、1路中断输入和1个I/O口即可。由于XGate-COP10内部未集成CAN收发器，推荐使用带隔离的CAN收发器模块CTM8251T。XGate-COP10采用的是标准的CANopen协议，可以使用外接DIP开关来设置设备的节点地址和波特率以及外接LED指示灯来指示当前模块的CANopen状态。
4 车厢空调控制器参数资源分配
    对于实时数据，XGate-COP10有96 B输入和96 B输出存储区供用户使用，这些存储区可以用于空调控制器与其他CANopen设备之间交换各项实时参数。
    对于非实时数据，XGate-COP10提供了直接访问对象字典的串口命令，用户可以通过该命令对模块的对象字典进行读写，实现空调控制器MCU对CANopen网络非实时参数的访问。
    这样，CANopen主站设备或其他从站设备与空调控制器的之间通信就变得十分方便。
    (1)资源分配
    空调控制器相关参数在XGate-COP10存储区的分配情况如表1所示，用户只需要把车厢温度值、车厢风机运行状态和故障信息写入到对应的数据输入存储区，XGate-COP10就会按照CANopen协议的定义对数据进行解析处理并通过TPDO发送到CAN总线上；来自主站的控制信息经过解析之后存放于数据输出缓冲区，用户只需要从输出缓冲区读出即可。

    (2)实时数据传输配置
    XGate-COP10中PDO数据可映射到数据存储区的任意输入输出数据存储区，其数据映射示例如下表2所示。

5 空调控制器MCU对XGate-COP10的操作
    XGate-COP10提供了一个串口与空调控制器MCU进行连接。为了方便用户快速可靠地实现模块与MCU通信，广州致远电子有限公司提供了XGate-COP10串口协议的驱动源码。用户可将实时更新的数据写入输入缓冲区，XGate-COP10自动发送至主站或者是其他从站设备。用户程序软件操作流程示例如图3所示。

6 结语
    经过以上步骤，快速地实现了车厢空调控制器的CANopen接口，并能与其他CANopen设备进行通信。XGate-COP10的出现，使开发者不再为开发CANopen协议栈而苦恼，大大缩短了开发周期。相信在XGate-COP10的帮助下，用户能获得更大的成功。
    广州致远电子有限公司提供各种接口的CANopen接口卡、CANopen终端设备(包括数据采集、电机控制等)、CANopen分析仪、网关及网桥、OPC服务器以及基于CANopen协议的整套组网方案及应用开发。