[發(fā)明專(zhuān)利]基于ARM7的WTB-RS232網(wǎng)關(guān)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010235946.8
• 申請(qǐng)日: 2010-07-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101895484A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于躍;夏福坤;姜悅禮;牟巖;張小鈴
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)北車(chē)股份有限公司大連電力牽引研發(fā)中心
• 主分類(lèi)號(hào): H04L12/66
• 分類(lèi)號(hào): H04L12/66;H04L12/40;H04L12/56
• 代理公司: 大連東方專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 安寶貴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明所述的基于ARM7的WTB-RS232網(wǎng)關(guān)涉及計(jì)算機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。廣泛應(yīng)用于鐵路列車(chē)、地鐵列車(chē)和城市軌道交通車(chē)輛等實(shí)時(shí)性要求較高的工業(yè)控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著鐵路跨越式發(fā)展的需要，CRH5、CRH2、HXD1等列車(chē)在國(guó)內(nèi)主干線(xiàn)路上廣泛地應(yīng)用，國(guó)外先進(jìn)的TCN網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)已引入國(guó)內(nèi)。同時(shí)我國(guó)的電力機(jī)車(chē)車(chē)輛也開(kāi)始陸續(xù)采用TCN技術(shù)，即通過(guò)TCN網(wǎng)絡(luò)解決現(xiàn)場(chǎng)所有信號(hào)的采集與控制等問(wèn)題。

IEC61375-1《列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)》簡(jiǎn)稱(chēng)TCN標(biāo)準(zhǔn)，是一項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，也是我國(guó)鐵路行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TB/T3035-2002。TCN標(biāo)準(zhǔn)定義了多功能車(chē)輛總線(xiàn)MVB和絞線(xiàn)式列車(chē)總線(xiàn)WTB兩種形式，是為鐵路行業(yè)這一特殊應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，它制定了一個(gè)開(kāi)放的通信系統(tǒng)，從而使得各種鐵道機(jī)車(chē)車(chē)輛能夠相互聯(lián)掛、不同廠(chǎng)商的設(shè)備能夠互聯(lián)。

RS232總線(xiàn)是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)普遍應(yīng)用的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)之一，RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)是它的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。RS232總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)遵循ISO/OSI模型，采用了其中的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。RS232總線(xiàn)是一種有效支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的串行通信網(wǎng)絡(luò)，具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。

目前，由于國(guó)內(nèi)RS232接口列車(chē)安全監(jiān)控系統(tǒng)的服務(wù)要求，需要通過(guò)RS232接口，將列車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)傳送到列車(chē)安全監(jiān)控系統(tǒng)中，方便于列車(chē)行車(chē)安全及維護(hù)。于是WTB-RS232網(wǎng)關(guān)便成為T(mén)CN網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)必需的關(guān)鍵設(shè)備，使得RS232與WTB網(wǎng)絡(luò)達(dá)到無(wú)縫地結(jié)合。WTB-RS232網(wǎng)關(guān)的研制成功，標(biāo)志著全部WTB-RS232轉(zhuǎn)換技術(shù)已經(jīng)攻克，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)這一領(lǐng)域的空白，使我國(guó)的TCN網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)上了一個(gè)新臺(tái)階，對(duì)于國(guó)內(nèi)鐵路機(jī)車(chē)車(chē)輛行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新具有現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種新型的WTB-RS232網(wǎng)關(guān)，主要應(yīng)用于鐵路列車(chē)、地鐵列車(chē)和城市軌道交通行業(yè)的WTB網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，連接RS232總線(xiàn)接口的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，使之既具有了WTB過(guò)程數(shù)據(jù)功能、消息數(shù)據(jù)功能和總線(xiàn)管理功能，也具有了RS232鏈路層管理功能和應(yīng)用層功能。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種基于ARM7的WTB-RS232網(wǎng)關(guān)，其特征在于包括WTB板卡、RS232板卡、CPU板卡、電源板卡和背板。所述的WTB板卡、RS232板卡和CPU板卡都是通過(guò)背板上的背板總線(xiàn)相連接，而電源板卡為WTB板卡、RS232板卡和CPU板卡提供工作電壓；所述的WTB板卡負(fù)責(zé)WTB總線(xiàn)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和傳輸；所述的RS232板卡負(fù)責(zé)RS232設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和控制。

所述的WTB板卡包括MCU控制電路、FPGA編解碼處理器和WTB總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器。所述的設(shè)備數(shù)據(jù)流從背板總線(xiàn)經(jīng)FPGA編解碼處理器允許，傳入MCU控制電路轉(zhuǎn)化為HDLC格式報(bào)文，傳送到FPGA編解碼處理器生成曼徹斯特信號(hào)，再通過(guò)WTB總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行信號(hào)調(diào)整，傳送到WTB總線(xiàn)上去；所述WTB總線(xiàn)板卡還可以接收WTB車(chē)輛總線(xiàn)上的傳輸數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)處理后回傳到背板的背板總線(xiàn)上。

所述的RS232板卡包括RS232隔離光耦和RS232協(xié)議控制器，所述的設(shè)備數(shù)據(jù)流從背板總線(xiàn)傳送到RS232隔離光耦變成隔離的信號(hào)，再通過(guò)RS232協(xié)議控制器轉(zhuǎn)化為鏈路報(bào)文形成電平信號(hào)傳送到RS232總線(xiàn)；所述RS232總線(xiàn)板卡還可以接收RS232總線(xiàn)上的傳輸數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)處理后回傳到背板的背板總線(xiàn)上。

所述的CPU板卡包括中央處理器、FLASH、SDRAM、電源管理電路、復(fù)位電路和非易失性存貯單元，所述的中央處理器分別傳送WTB總線(xiàn)和RS232總線(xiàn)數(shù)據(jù)流，經(jīng)過(guò)背板的背板總線(xiàn)傳入WTB總線(xiàn)板卡和RS232總線(xiàn)板卡。

所述的MCU控制電路以查詢(xún)方式讀取WTB過(guò)程數(shù)據(jù)、消息數(shù)據(jù)或監(jiān)視數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化為HDLC報(bào)文格式，傳入FPGA編解碼處理器中組成曼徹斯特碼信號(hào)，或者將來(lái)自FPGA編解碼處理器的曼徹斯特碼信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理解析為標(biāo)準(zhǔn)并行信號(hào)數(shù)據(jù)，傳入MCU控制電路。

所述的RS232協(xié)議控制器是將來(lái)自RS232隔離光耦的隔離信號(hào)轉(zhuǎn)化為鏈路報(bào)文格式的電平信號(hào)，傳送到RS232總線(xiàn)上，或者將來(lái)自RS232總線(xiàn)上的電平信號(hào)，轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)流傳送到RS232隔離光耦。

所述的背板總線(xiàn)結(jié)構(gòu)將各種板卡組合成一個(gè)整體設(shè)備，電源板卡采用模塊化設(shè)計(jì)提供整個(gè)網(wǎng)關(guān)的供電。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本網(wǎng)關(guān)解決了專(zhuān)用絞線(xiàn)式列車(chē)總線(xiàn)WTB和通用RS232的數(shù)據(jù)通訊問(wèn)題，具有設(shè)計(jì)新穎、高可靠性、高靈活性和成本低廉的特點(diǎn)，在機(jī)車(chē)車(chē)輛行業(yè)以及相關(guān)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。