[實用新型]基于CAN總線的列車制動系統內部通信裝置

無效

• 申請號: 200920230732.4
• 申請日: 2009-09-08
• 公開（公告）號: CN201472369U
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 劉寅虎;楊正專;尹燕萍;袁偉;王愛武
• 申請（專利權）人: 南車南京浦鎮車輛有限公司
• 主分類號: B60T17/22
• 分類號: B60T17/22;H04L12/40
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 牛莉莉

技術領域

本實用新型涉及列車制動系統內部的一種信息交換裝置，屬于機車車輛制動技術領域。

背景技術

現有的機車車輛，在整車制動系統內部，一般通過各車輛之間的硬連線實現通信，如進行各車載重、速度、制動力、故障等信息的交換。這種采用硬連線進行數據交換的通信方式，使信息的交換種類和數量受到限制，尤其是隨著列車速度的提高、自動化控制程度的增強，制動系統內部的需要交換數據將越來越多，大量的硬連線將使得列車的布線變得復雜，給維護帶來困難，并使得成本提高。因此，迫切需要一種大容量、高速度的信息傳輸方式來取代觀有的硬連線通信方式。

發明內容

本實用新型所要解決的問題是，克服現有技術的缺點，在列車制動系統內部配置一種能進行大量信息傳輸、高速可靠的通信裝置。

為了達到以上的目的：本實用新型基于CAN總線的列車制動系統內部通信裝置，其特征在于：組成包括依次電連接的微處理器、電平轉換電路、隔離電路、CAN總線收發器，所述微處理器內具有CAN控制器，所述CAN控制器與電平轉換電路進行數據交換，所述的CAN總線收發器與CAN總線匹配電阻電連接。

CAN總線是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網絡，具有實時性、高可靠性和靈活性等優點。采用CAN總線實現列車各車電子制動控制單元(EBCU)的通信功能，節省了大量的硬連線、簡化布線、提高系統的可維護性、降低成本。此外，采用CAN總線的網絡通信方式，還具有很好的可擴展性。隨著列車控制自動化的不斷提高，制動系統內部的信息交換數量也在不斷增加，采用網絡通信，可在不增加任何硬連線的情況下，增加傳輸的信息量，保證了系統的可擴展性，便于對系統進行升級或改進，以提高系統的控制性能和安全可靠性。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明。

圖1為列車制動系統內網結構框圖。

圖2為本實用新型CAN總線通信裝置的電原理圖。

具體實施方式

列車制動系統采用車控模式，即每輛車配置一個電子制動控制單元(EBCU)，EBCU負責每輛車的制動管理和故障診斷等功能。各車的EBCU通過CAN總線進行通信，參見附圖1。為保證網絡通信的可靠性，各車EBCU之間采用雙CAN總線，互為冗余，在一個CAN總線出現故障，仍能通過另一個CAN總線進行通信。

本實施例的基于CAN總線的列車制動系統內部通信裝置如圖2所示，其組成包括依次電連接的微處理器1、電平轉換電路2、隔離電路、CAN總線收發器4，微處理器1內具有CAN控制器，CAN控制器與電平轉換電路進行數據交換，CAN總線收發器4與CAN總線匹配電阻5電連接。本隔離電路組成包括兩個快速光耦3，分別對接受信號和發送信號進行光電隔離。本實施例的微處理器為DSP處理器。

DSP處理器選用TI公司的TMS320LF2407A，該處理器內嵌CAN控制器，它是一個16位的外設模塊，完全支持CAN2.0B協議，使用方便，具有較高的實用性。CAN控制器要實現其功能，必須具有外圍擴展接口，構成完整的CAN通信系統，本實用新型選用TI公司的SN65HVD251總線收發器作為CAN控制器和物理總線間的接口，提供對總線的差動發送和接收能力。電平轉換芯片SN74AHC14將提供給DSP的3.3V供電轉換為CAN總線收發器SN65HVD251，使用的5V供電。考慮到CAN總線各節點工作環境很惡劣，在DSP和CAN總線收發器之間加上光耦隔離，考慮CAN總線具有較高的傳輸速率(最高可達1Mbps)，光耦選用高速光耦6N137，并且光耦部分電路采用的電源也完全隔離。CAN總線網絡兩端的R6和R7是總線匹配電阻，它可提高通信的抗干擾性，是CAN總線的可靠性大大提高。

TMS320LF2407A的CAN控制器在有效工作前必須進行軟件初始化，其初始化包括：(1)I/O口設置：由于CAN控制器的兩個引腳CANTX和CANRX均為復用I/O口，所以應先將這兩引腳設置為專用口(非通用IO口)；(2)初始化定時器：定時器初始化工作只有在配置模式下才能完成，包括通信波特率、同步跳轉寬度、采樣次數和重同步方式的配置；(3)初始化郵箱：主要設置郵箱的標識符、控制域及對相應的郵箱賦初值。完成以上3步初始化后，將實現對數據的發送和接收請求，數據的發送和請求均采用標志位查詢的方式。完成以上所有設置和請求后，必須要使所有的接點同時激活總線，才能使CAN總線正常通信。

除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形式的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。