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一种基于总线架构的通用化连接装置及连接方法

阅读：900发布：2020-05-12

专利汇可以提供一种基于总线架构的通用化连接装置及连接方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种基于总线架构的通用化连接装置，属于总线架构的通用化连接技术领域，解决了现有技术中复杂系统现场总线架构的布置灵活性差的问题。本发明的通用化连接装置包括N个分支器、N-1个连接电缆和两个终端电阻，N为大于1的整数，且N≤30；分支器包括三个连接器、一个分线器和三个电缆，连接器包括一个分支器插头和两个插座；连接电缆包括两个连接电缆插头和一个电缆，两个连接电缆插头位于电缆的两端；终端电阻包括一个匹配电阻和一个终端电阻插头；分支器的一端连接一根分支器电缆，分支器电缆连接插头，另一端连接两根分支器电缆，分别连接一个插座。本发明的连接装置实现了总线组件的通用化、系列化，布线方便灵活。，下面是一种基于总线架构的通用化连接装置及连接方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于总线架构的通用化连接装置，包括N个分支器(1)、N-1个连接电缆(2)和两个终端电阻(3)，N为大于1的整数，且N≤30；
所述分支器(1)包括三个连接器、一个分线器(6)和三个电缆(7)，所述连接器包括一个分支器插头(41)和两个插座(5)；
所述连接电缆(2)包括两个连接电缆插头(42)和一个电缆(72)，两个连接电缆插头(42)位于电缆(72)的两端；
所述终端电阻(3)包括一个匹配电阻和一个终端电阻插头(43)；
所述分线器(6)分别通过电缆(7)与三个连接器相连。
2.根据权利要求1所述的基于总线架构的通用化连接装置，其特征在于，所述分支器(1)、连接电缆(2)和终端电阻(3)的插头型号一致。
3.根据权利要求2所述的基于总线架构的通用化连接装置，其特征在于，所述分支器(1)的分支器插头(41)和插座(5)为同一型号且能够互相匹配。
4.根据权利要求3所述的基于总线架构的通用化连接装置，其特征在于，所述分支器(1)的分线器(6)中的并接导线点固定连接。
5.根据权利要求4所述的基于总线架构的通用化连接装置，其特征在于，所述分支器(1)、连接电缆(2)以及终端电阻(3)均设有屏蔽结构、防水结构、防尘结构、防脱落结构及防弯折结构。
6.根据权利要求5所述的基于总线架构的通用化连接装置，其特征在于，每一个接入总线的终端设备与一个分支器插头(41)连接，连接电缆(2)两端的连接电缆插座(42)分别与各分支器(1)的插座(5)相连，处于总线两端的设备分支器(1)的一个插座(5)与终端电阻插头(43)连接。
7.根据权利要求6所述的基于总线架构的通用化连接装置，其特征在于，当总线通讯方式为CAN时，匹配电阻为120Ω。
当总线通讯方式为FlexRay时，匹配电阻为100Ω。
8.根据权利要求5所述的基于总线架构的通用化连接装置，其特征在于，所述分支器(1)中的分线器(6)与分支器插头(41)连接的部分为连接各终端设备的子线，分线器(6)与插头(5)连接的部分为连接总线部分，总线用于为所有数据通讯提供公共通道。
9.根据权利要求8所述的基于总线架构的通用化连接装置，其特征在于，所述子线连接各终端设备(8)，所述子线用于为终端设备(8)提供接入总线的数据通道。
10.一种基于总线架构的通用化连接方法，采用权利要求1-9所述的基于总线架构的通用化连接装置，具体步骤如下：
步骤1：确定基于总线架构的通用化连接装置的基本参数；
步骤2：将每一个接入总线的终端设备(8)分别与一个分支器(1)的分支器插头(41)连接；
步骤3：将接入终端设备的各分支器(1)通过连接电缆(2)顺次连接，形成总线结构；
步骤4：在总线结构的两端分别连接终端电阻(3)，完成基于总线架构的通用化装置的连接。

说明书全文

一种基于总线架构的通用化连接装置及连接方法

技术领域

[0001] 本发明涉及总线架构的通用化连接技术领域，尤其涉及一种基于总线架构的通用化连接装置及连接方法。

背景技术

[0002] 目前基于总线架构的电缆通常有两种形式：串接形式和三通连接形式。串接形式为终端之间手拉手连接方式，简单可靠，易于实现，在互连设备少且位置相对集中的情况下比较适用。三通连接形式，较上述串联形式灵活，将终端节点与总线的连接采用三通形式连接，再通过三根电缆分别与终端设备和总线相连。此方式在互连设备多且终端位置分散的情况下，更加的适用。

[0003] 串接形式在互连设备少且位置相对集中的情况下，简单可靠，易于实现。但是在互连设备多，且位置分散，距离较远的情况下，会造成布线困难，无法任意增加终端设备。三通连接形式能够解决上述问题，但此种连接方式也存在不足：三通连接器三端与电缆相连，增加了总线上连接器接触环节，而且要对三通连接器进行可靠固定，对安装空间要求较高。

[0004] 目前车载总线终端电阻设置在终端设备内部，在接入系统后根据系统设计保留总线两端终端设备内部的终端电阻，其余终端内部的终端电阻要通过跳线或其它方式断开。每次需要对接入的终端设备进行终端电阻的检查与调整，操作繁琐，不够灵活。

发明内容

[0005] 鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种基于总线架构的通用化连接装置及连接方法，用以解决复杂系统现场总线架构的布置灵活性差的问题。

[0006] 本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

[0007] 本发明提供了一种基于总线架构的通用化连接装置，包括N个分支器、N-1个连接电缆和两个终端电阻，N为大于1的整数，且N≤30；

[0008] 分支器包括三个连接器、一个分线器和三个电缆，所述连接器包括一个分支器插头和两个插座；

[0009] 连接电缆包括两个连接电缆插头和一个电缆，两个连接电缆插头位于电缆的两端；

[0010] 终端电阻包括一个匹配电阻和一个终端电阻插头；

[0011] 分线器分别通过电缆与三个连接器相连。

[0012] 在一种可能的设计中，分支器、连接电缆和终端电阻中的插头型号一致。

[0013] 在一种可能的设计中，分支器中的分支器插头和插座为同一型号且能够互相匹配。

[0014] 在一种可能的设计中，分支器中的分线器中的并接导线点固定连接。

[0015] 在一种可能的设计中，分支器、连接电缆以及终端电阻均设有屏蔽结构、防水结构、防尘结构、防脱落结构及防弯折结构。

[0016] 在一种可能的设计中，每一个接入总线的终端设备与一个分支器插头连接，连接电缆两端的连接电缆插座分别与各分支器的插座相连，处于总线两端的设备分支器的一个插座与终端电阻插头连接。

[0017] 在一种可能的设计中，当总线通讯方式为CAN时，匹配电阻为120Ω。

[0018] 在一种可能的设计中，当总线通讯方式为FlexRay时，匹配电阻为100Ω。

[0019] 在一种可能的设计中，分支器中分线器与分支器插头连接的部分为连接各终端设备的子线，分线器与插头连接的部分为连接总线部分，总线用于为所有数据通讯提供公共通道。

[0020] 在一种可能的设计中，子线连接各终端设备，子线用于为终端设备提供接入总线的数据通道。

[0021] 本发明还提供了一种基于总线架构的通用化连接方法，具体步骤如下：

[0022] 步骤1：确定基于总线架构的通用化连接装置的基本参数；

[0023] 步骤2：将每一个接入总线的终端设备分别与一个分支器的分支器插头连接；

[0024] 步骤3：将接入终端设备的各分支器通过连接电缆顺次连接，形成总线结构；

[0025] 步骤4：在总线结构的两端分别连接终端电阻，完成基于总线架构的通用化装置的连接。

[0026] 本发明有益效果如下：

[0027] 1、本申请在同时考虑总线的可安装性以及短截线长度尽可能短的基础上，设计了一种基于总线架构的通用化连接装置及连接方法。该连接装置不需要单独安装，可绑扎在线束中。相比其他转换接头如三通接头，本申请的连接装置少一组连接器转接，可安装性更好，且传输可靠性更好。

[0028] 2、采用本申请的通用化连接装置拼接的总线架构如需扩展，只需增加一个分支器和一根连接电缆，即可从任意位置通过分支器将设备接入总线，总线测试设备也能通过该方式接入总线，便于对总线进行测试，提高了系统总线的可扩展性和可测试性，为复杂现场总线提供了布置的灵活性。本申请的连接装置及连接方法实现了总线组件的通用化、系列化，布线方便灵活。

[0029] 本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的特征和优点从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

[0030] 附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

[0031] 图1为本申请基于总线架构的通用化连接装置的结构示意图；

[0032] 图2为本申请的分支器、连接电缆及终端电阻的结构示意图；

[0033] 图3为本申请的基于总线架构的通用化连接装置的信号传输示意图。

[0034] 图中：1.分支器、2.连接电缆、3.终端电阻、41.分支器插头、42.连接电缆插头、43.终端电阻插头、5.插座、6.分线器、71.分支器电缆、72.电缆、8.终端设备。

具体实施方式

[0035] 下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

[0036] 实施例1

[0037] 本发明提供了一种基于总线架构的通用化连接装置，该连接装置包括N个分支器1、N-1个连接电缆2和两个终端电阻3，N为>1的整数，如图1。

[0038] 为了保证总线通讯效率，N≤30。

[0039] 分支器1包括三个连接器、一个分线器6和三个分支器电缆71，三个连接器包括一个分支器插头4和两个插座5。分支器6的一端连接一根分支器电缆71，分支器电缆71连接插头4，另一端连接两根分支器电缆71，分别连接插座5，如图2。分线器6优选型号为FLR-P5。

[0040] 连接电缆2包括两个连接电缆插头42和一个电缆72，两个连接电缆插头42位于电缆72的两端。电缆72长度优选为3m、7m、10m三个等级。

[0041] 终端电阻3包括一个匹配电阻和一个终端电阻插头43。匹配电阻根据不同通讯方式选取相应的匹配阻值，CAN总线通讯优选匹配电阻为120Ω，FlexRay总线通讯优选匹配电阻为100Ω，终端电阻3优选型号为FLR2-10F6H1N-17R。

[0042] 分支器1、连接电缆2和终端电阻3中的插头型号一致，插头型号优选为FLR2-10F6H1N-17。

[0043] 分支器1中的分支器插头41和插座5为同一型号且能够互相匹配。分支器插头41型号优选为FLR2-10F6H1N-17，插座5型号优选为FLR2-28F6H1N-17。

[0044] 分支器1中的分线器6与分支器插头41之间的电缆长度小于等于10cm，保证连接入总线的子线长度尽可能短。分线器6与插座5之间电缆优选长度小于等于15cm。

[0045] 分支器1中的分线器6中的并接导线点为固定连接，能够保证阻抗匹配。优选连接方式为印制板连接，通过印制板走线和绝缘固定结构，补偿阻抗，减小反射，能够保证信号传输的完整性。

[0046] 分支器1、连接电缆2以及终端电阻3均采取屏蔽措施，屏蔽措施优选方案为连接器和分支器采用全金属外壳与电缆金属屏蔽层形成360度全圆周屏蔽，连接后连接器外壳与电缆屏蔽层保证导电连续性。

[0047] 分支器1、连接电缆2以及终端电阻3均采取防水措施，防水措施优选为防水材料、橡胶密封圈。

[0048] 分支器1、连接电缆2以及终端电阻3均采取防尘措施，防尘措施优选为安装防尘网。

[0049] 分支器1、连接电缆2以及终端电阻3均采取放脱落措施，防脱落措施具备一定的锁紧功能，优选为卡扣结构。

[0050] 分支器1、连接电缆2以及终端电阻3均采取防弯折措施，防止电缆过度弯折损坏，防弯折措施优选为采用高强度材料。

[0051] 每一个接入总线的终端设备8与一个分支器1的分支器插头41连接，连接电缆2两端连接电缆插头42分别与各分支器1的插座5相连，处于总线两端的设备分支器1的一个插座5与终端电阻插头43连接，如图1。

[0052] 接入总线的终端设备8优选为控制器或者具有通讯功能的执行器和传感器。

[0053] 分支器1中分线器6与分支器插头41连接的部分为连接各终端设备8的子线，分线器6与插头5连接的部分为连接总线部分，总线用于为所有数据通讯提供公共通道。各个分支器的作用是将连接终端设备8的子线接入总线，子线连接各终端设备8，用于为终端设备8接入总线提供数据通道，这种使用通用组件的连接总线的方式，在确保传输线路阻抗匹配的前提下，提高了总线系统配置的灵活性。各组件连接后的信号传输示意图如图3所示。

[0054] 实施例2

[0055] 一种基于总线架构的通用化连接方法，具体步骤如下：

[0056] 步骤1：确定基于总线架构的通用化连接装置的基本参数，具体包括：

[0057] 确定终端设备8的数量，分支器1的数量与终端设备8的数量一致；确定终端电阻3的阻值；确定连接插座5、分支器插头41和连接器插头42的型号。

[0058] 步骤2：将每一个接入总线的终端设备8分别与一个分支器1的分支器插头41连接；

[0059] 步骤3：将接入终端设备的各分支器1通过连接电缆2顺次连接，形成总线结构；

[0060] 将分支器1的连接插座5与连接电缆2的连接器插头42连接；

[0061] 将总线结构两端的连接器插座5与终端电阻3的终端电阻插头43连接。

[0062] 步骤4：在总线结构的两端分别连接终端电阻3，完成基于总线架构的通用化装置的连接。

[0063] 综上所述，本发明实施例提供了一种基于总线架构的通用化连接装置，相比其他转换接头如三通接头，该连接装置少一组连接器转接，可安装性更好，且传输可靠性更好。采用本申请的通用化连接装置拼接的总线架构如需扩展，只需增加一个分支器和一根连接电缆，即可从任意位置通过分支器将设备接入总线，总线测试设备也能通过该方式接入总线，便于对总线进行测试，提高了系统总线的可扩展性和可测试性，为复杂现场总线提供了布置的灵活性。本申请的连接装置实现了总线组件的通用化、系列化，布线方便灵活。

[0064] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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