CN209488607U

CN209488607U - 列车通信网关

Info

Publication number: CN209488607U
Application number: CN201920707266.8U
Authority: CN
Inventors: 刘成瑞; 王凯; 田宗举
Original assignee: CRRC Qingdao Sifang Rolling Stock Research Institute Co Ltd
Current assignee: CRRC Qingdao Sifang Rolling Stock Research Institute Co Ltd
Priority date: 2019-05-16
Filing date: 2019-05-16
Publication date: 2019-10-11
Anticipated expiration: 2029-05-16

Abstract

本实用新型提供一种列车通信网关，包括：WTB模块，包括：WTB数据收发器、第一WTB处理器、第二WTB处理器；LonWorks模块，包括：LonWorks数据收发器、LonWorks数据处理器；CPU：与WTB模块、LonWorks模块进行数据通信，进行于WTB数据处理并将处理后的数据发送至LonWorks模块，进行LonWorks数据处理并将处理后的数据发送至WTB模块。该网关将WTB总线动态编组、灵活组网与LonWorks应用灵活、经济性好的优点有效结合起来，满足列车编组联网的需要。

Description

列车通信网关

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，具体涉及一种列车通信网关。

背景技术

列车网络通信技术TCN(Train Communication Network)普遍应用于高速动车组，实现对列车网络的组网控制功能，包括列车级网络和车辆级网络两级总线架构。现有技术中，列车级网络采用双绞线式列车级总线WTB(Wire Train Bus)，车辆级网络采用多功能车辆级总线MVB(Multifunction Vehicle Bus)。列车运行前需要进行重联组网，利用WTB总线的动态组网能力实现列车间的重联或者解编，利用MVB总线的实时性好特点实现车辆级设备间的实时通信。

LonWorks总线是由美国ECHELON公司开发的分布式现场总线，是一个开放的、分布式网络平台技术，以其经济性好、运用简单等特点应用在国内动力集中动车组上。采用LonWorks总线代替MVB总线作为车辆级总线可实现更灵活的组网。但面临新的问题是，为了实现列车的组网控制，需要解决列车级WTB总线网络和车辆级LonWorks总线网络之间的组网通信问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一用于列车通信网关，用于解决新型列车通信网络中，车辆级网络和列车级网络间通信的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

列车通信网关，用于列车级WTB总线网络和车辆级LonWorks总线网络间的通信，包括：

WTB模块，包括：

WTB数据收发器，用于WTB总线数据收发；第一WTB处理器，用于控制数据WTB数据收发器；第二WTB处理器，用于进行WTB数据的处理；

LonWorks模块，包括：

LonWorks数据收发器，用于LonWorks总线数据收发；LonWorks数据处理器，用于控制LonWorks数据收发器及进行LonWorks数据处理；

CPU：与WTB模块、LonWorks模块进行数据通信，进行于WTB数据处理并将处理后的数据发送至LonWorks模块，进行LonWorks数据处理并将处理后的数据发送至WTB模块。

作为优选，所述WTB总线包括互为冗余的第一WTB总线和第二WTB总线；所述WTB总线收发器包括双路总线收发电路，一路与第一WTB总线连接，另一路与第二WTB总线连接。

作为优选，所述LonWorks总线包括互为冗余的第一LonWorks总线和第二LonWorks总线；所述LonWorks总线收发器包括双路总线收发电路，一路与第一LonWorks总线连接，另一路与第二LonWorks总线连接。

作为优选，所述网关还包括背板，所述WTB模块、LonWorks模块和CPU均与背板连接，通过背板通信。

作为优选，进一步包括电源模块，电源模块输入端接外部电源，输出端接背板。

本实用新型提供的点胶装置的有益效果在于：

本实用新型提供了一种WTB转LonWorks列车通信网关，解决WTB总线通信与LonWorks总线通信协议转换问题，可将具有LonWorks通讯接口的车载设备接入列车级车辆网络WTB总线上，实现WTB总线和LonWorks总线之间的数据转换，将WTB总线动态编组、灵活组网与LonWorks应用灵活、经济性好的优点有效结合起来，满足列车编组联网的需要。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型列车通信网关逻辑结构示意图；

图2为本实用新型列车通信网关数据处理流程示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，不用于暗指相对重要性。

本实用新型提供了一种列车通信网关，用于列车级WTB总线网络和车辆级LonWorks总线网络间的通信，参考图1，列车通信网关结构包括：

WTB模块，包括：

WTB数据收发器，用于WTB总线数据收发；第一WTB处理器，用于控制数据WTB数据收发器；第二WTB处理器，用于进行WTB数据的处理；由于WTB模块需要执行列车总线编组、初运行等功能，WTB模块相应的需要具有编组数据和初运行数据等处理功能。本实施例中，第一WTB处理器采用FPGA处理器，用于控制收发器的数据收发；第二WTB处理器采用ARM芯片STM32系列处理器，用于编组数据和初运行数据的处理。WTB模块，完成WTB总线数据的采集、控制、发送任务。

LonWorks模块，包括：

LonWorks数据收发器，用于LonWorks总线数据收发；LonWorks数据处理器，用于控制LonWorks数据收发器及进行LonWorks数据处理；本实施例中，LonWorks数据处理器采用Echelon Neuron5000处理器，该处理器支持LonWorks通信协议，具有LonWorks数据处理功能；LonWorks数据收发器采用FT 5000Smart收发器。LonWorks模块完成LonWorks总线数据的采集、控制、发送任务。

CPU：与WTB模块、LonWorks模块进行数据通信，进行于WTB数据处理并将处理后的数据发送至LonWorks模块，进行LonWorks数据处理并将处理后的数据发送至WTB模块。本实施例中，CPU采用Intel N2600系列的x86架构处理器的嵌入式实时操作***QNX，负责处理从WTB模块上接收到的数据(第二WTB处理器处理后的数据)或者处理完成后需要发送到WTB模块上的数据；同时处理从LonWorks模块上接收到的数据或者处理完成后需要发送到LonWorks模块的数据；并完成两种类型的总线数据的逻辑处理及数据转换处理。CPU模块同时具有以太网和串口。

为了保证数据传输的稳定性，WTB总线包括互为冗余的第一WTB总线和第二WTB总线；相应的WTB总线收发器包括双路总线收发电路，一路与第一WTB总线连接，另一路与第二WTB总线连接。

同理，LonWorks总线包括互为冗余的第一LonWorks总线和第二LonWorks总线；LonWorks总线收发器包括双路总线收发电路，一路与第一LonWorks总线连接，另一路与第二LonWorks总线连接。

为了实现各模块之间高效的数据传输，网关还包括背板，所述WTB模块、LonWorks模块和CPU均与背板连接，通过背板通信。背板实现对各个供电板卡及功能控制板卡之间的连接访问任务。

为了解决各单元供电的问题，网关进一步包括电源模块，电源模块输入端接外部电源，输出端接背板。电源模块完成对输入直流电的电压转换及对各个模块的供电任务。

WTB转LonWorks列车通信网关实现数据交互通信的具体步骤如下，流程参考图2：

1)WTB数据收发器实时采集获取WTB总线上的数据，并将采集译码的数据存储在WTB模块的临时缓存区中。WTB总线上的数据主要包含过程数据和监视数据，其中过程数据部分为需要逻辑处理及转换的部分；监视数据主要用于WTB总线通信控制及初运行使用，通过初运行运算完成各个WTB总线上网关节点的编组并实现过程数据通信；具体通过第二WTB处理器进行过程数据和监视数据的逻辑处理或转换等。

2)第一WTB数据处理器根据CPU的调度，将WTB数据采集处理单元存放到临时缓存区的数据经WTB数据收发器输出到CPU中并将CPU处理完成的数据输出到WTB模块临时缓存区中供WTB数据采集处理单元发送使用。

3)LonWorks数据收发器实时采集获取LonWorks总线上的数据，并存储在LonWorks模块的临时缓存区。LonWorks数据处理器根据CPU的调度控制LonWorks数据收发器将LonWorks数据采集处理单元存放到临时缓存区的数据输出到CPU中并将CPU处理完成的数据输出到LonWorks模块临时缓存区中供LonWorks数据采集处理单元发送使用。

4)CPU获取WTB总线数据和LonWorks总线数据后，完成WTB总线数据和LonWorks总线数据的逻辑处理及数据转换。实时的将LonWorks总线数据转换成WTB总线数据并将WTB总线数据实时转换成LonWorks总线数据；同时通过线路驱动单元实时获取WTB总线编组状态，如当前编组的WTB总线节点数量，已经编组完成的WTB总线节点的相对连接方向等关键信息，并根据这些关键信息实现对WTB总线的控制管理。

采用本实用新型提供的列车通信网关，可实现WTB列车级网络和LonWorks车辆级网络之间的数据传输，适应灵活性，经济性的高速列车联网的应用需求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.列车通信网关，其特征在于，用于列车级WTB总线网络和车辆级LonWorks总线网络间的通信，包括：

WTB模块，包括：

LonWorks模块，包括：

2.如权利要求1所述的列车通信网关，其特征在于，所述WTB总线包括互为冗余的第一WTB总线和第二WTB总线；所述WTB总线收发器包括双路总线收发电路，一路与第一WTB总线连接，另一路与第二WTB总线连接。

3.如权利要求1所述的列车通信网关，其特征在于，所述LonWorks总线包括互为冗余的第一LonWorks总线和第二LonWorks总线；所述LonWorks总线收发器包括双路总线收发电路，一路与第一LonWorks总线连接，另一路与第二LonWorks总线连接。

4.如权利要求1所述的列车通信网关，其特征在于，所述网关还包括背板，所述WTB模块、LonWorks模块和CPU均与背板连接，通过背板通信。

5.如权利要求4所述的列车通信网关，其特征在于，进一步包括电源模块，电源模块输入端接外部电源，输出端接背板。