分布式且模塊化的軌道車輛用電子系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及屬于用于軌道車輛的電子控制領(lǐng)域，更具體地涉及一種分布式且模塊化的軌道車輛用電子系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的軌道交通車輛朝著越來越智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展，對用于實(shí)現(xiàn)特定控制功能的電子系統(tǒng)的要求也越高。傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)以集中控制為主，為每個(gè)控制功能研發(fā)特定的電子系統(tǒng)，專機(jī)專用。由于外部1接口和控制功能均依據(jù)特定的應(yīng)用場合需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，多個(gè)電子系統(tǒng)之間沒有互換的可能性，單個(gè)電子系統(tǒng)內(nèi)部更無法實(shí)現(xiàn)部件級替換，對軌道車輛電子系統(tǒng)的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)帶來了很大障礙。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種用于軌道車輛的電子系統(tǒng)，其具有分布式控制和模塊化的設(shè)計(jì)，容錯(cuò)性高且大大節(jié)省了維護(hù)成本和維修時(shí)間。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。
[0005]一種分布式且模塊化的軌道車輛用電子系統(tǒng)，所述電子系統(tǒng)至少包括通過總線而彼此之間相互通訊的主控板卡模塊和受控板卡模塊，其中，所述主控板卡模塊包括多個(gè)所述主控板卡，所述主控板卡實(shí)現(xiàn)所述電子系統(tǒng)的控制功能，所述受控板卡模塊包括多種受控板卡，每一種所述受控板卡的數(shù)量為多個(gè)，所述受控板卡受到所述主控板卡的控制功能的控制并與外部部件連接，所述受控板卡還包括電源板卡，所述電源板卡為整個(gè)所述電子系統(tǒng)供電。這樣，提供了一種具有分布式設(shè)計(jì)和模塊化結(jié)構(gòu)的軌道車輛用電子系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)上述發(fā)明目的。
[0006]優(yōu)選地，所述受控板卡至少包括擴(kuò)展板卡，所述擴(kuò)展板卡對所述主控板卡需要采集的信號(hào)或需要控制的對象數(shù)量進(jìn)行擴(kuò)展，并且所述擴(kuò)展板卡一方面將采集到的數(shù)據(jù)通過所述總線發(fā)送給所述主控板卡，另一方面所述擴(kuò)展板卡接收所述主控板卡的控制指令。
[0007]進(jìn)一步地，所述受控板卡還包括通訊板卡，所述通訊板卡實(shí)現(xiàn)所述電子系統(tǒng)對所述外部部件的通訊。所述受控板卡包括多種所述通訊板卡，多種不同的通訊板卡實(shí)現(xiàn)不同的通訊方式，所述通訊板卡為TCN網(wǎng)絡(luò)通訊板卡、以太網(wǎng)絡(luò)通訊板卡、串口通訊板卡和/或CAN總線通訊板卡。
[0008]此外，所述主控板卡和所述受控板卡的一側(cè)均包括規(guī)格和數(shù)量完全一致的總線連接端口，所述總線連接端口與所述總線連通以實(shí)現(xiàn)所述主控板卡和所述受控板卡之間通過所述總線的通訊。所述主控板卡和所述受控板卡的另一側(cè)根據(jù)主控板卡和所述受控板卡的功能不同而具有不同的接口，所述主控板卡和所述受控板卡的所述另一側(cè)與所述外部部件連接。在這種情況下，當(dāng)單一所述主控板卡或單一所述受控板卡的功率或處理能力不足的情況下，將多個(gè)所述主控板卡并聯(lián)之后與單一所述外部部件連接，或者將多個(gè)同一種所述受控板卡并聯(lián)之后與單一所述外部部件連接。
[0009]此外，所述主控板卡和所述受控板卡的一側(cè)均包括規(guī)格和數(shù)量完全一致的總線連接端口，所述總線連接端口與所述總線連通以實(shí)現(xiàn)所述主控板卡和所述受控板卡之間通過所述總線的通訊。所述主控板卡和所述受控板卡的另一側(cè)具有功能相同的同樣的接口，所述主控板卡和所述受控板卡的所述另一側(cè)與所述外部部件連接。在這種情況下，當(dāng)單一所述主控板卡或單一所述受控板卡的功率或處理能力不足的情況下，將多個(gè)所述主控板卡并聯(lián)或者將多個(gè)所述受控板卡并聯(lián)或者將所述主控板卡所述受控板卡并聯(lián)之后與所述外部部件連接。
[0010]通過采用如上技術(shù)方案，本申請有兩個(gè)很顯著的優(yōu)勢:分布式控制和模塊設(shè)計(jì)。通過分布式控制的系統(tǒng)架構(gòu)，能夠提高整個(gè)系統(tǒng)的可用性、容錯(cuò)性。當(dāng)某塊板卡故障時(shí)，僅影響與該板卡關(guān)聯(lián)的這部分控制或通訊功能，對整個(gè)系統(tǒng)的功能影響有限；而且通過更換單個(gè)故障板卡，能夠迅速恢復(fù)整個(gè)系統(tǒng)的功能，大大節(jié)省了維護(hù)成本和維修時(shí)間。
[0011]通過模塊設(shè)計(jì)，提高了軌道交通車輛電子系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化水平。通過使用一套成熟的電子板卡，適應(yīng)不同的電子系統(tǒng)功能需求，大大簡化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度，提高了電子系統(tǒng)的互換性。
【附圖說明】
[0012]圖1示出了本發(fā)明的分布式且模塊化的軌道車輛用電子系統(tǒng)的第一實(shí)施方式；
[0013]圖2示出了本發(fā)明的分布式且模塊化的軌道車輛用電子系統(tǒng)的第二實(shí)施方式；
[0014]圖3示出了本發(fā)明的分布式且模塊化的軌道車輛用電子系統(tǒng)的第三實(shí)施方式；
[0015]圖4示出了本發(fā)明的分布式且模塊化的軌道車輛用電子系統(tǒng)的第四實(shí)施方式。
[0016]附圖中部件的附圖標(biāo)記說明
[0017]I電源板卡 2擴(kuò)展板卡 3主控板卡4通訊板卡
[0018]5背板連接器6前面板連接器7總線 8電子系統(tǒng)
[0019]9外部部件
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明在于提供一種用于軌道車輛的電子系統(tǒng)，其具有分布式控制和模塊化的設(shè)計(jì)，容錯(cuò)性高且大大節(jié)省了維護(hù)成本和維修時(shí)間。下面結(jié)合附圖對【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)地說明。
[0021]在本發(fā)明的分布式且模塊化的軌道車輛用電子系統(tǒng)8中所述電子系統(tǒng)8至少包括通過總線7而彼此之間相互通訊的主控板卡模塊和受控板卡模塊，其中，所述主控板卡模塊包括多個(gè)所述主控板卡3，所述主控板卡3實(shí)現(xiàn)所述電子系統(tǒng)8的控制功能，所述受控板卡模塊包括多種受控板卡，每一種所述受控板卡的數(shù)量為多個(gè)，所述受控板卡受到所述主控板卡3的控制功能的控制并與外部部件9連接。這樣，提供了一種具有分布式設(shè)計(jì)和模塊化結(jié)構(gòu)的軌道車輛用電子系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)上述發(fā)明目的。
[0022]需要說明的是，雖然主控板卡和受控板卡在實(shí)施方式中應(yīng)該具有多個(gè)，但是為了更清楚地顯示，僅在附圖中的每張圖中將一種板卡示出為一個(gè)。
[0023]圖1示出了本發(fā)明的分布式且模塊化的軌道車輛用電子系統(tǒng)8的第一實(shí)施方式。其中，所述電子系統(tǒng)8包括主控板卡3和電源板卡I，所述電源板卡I為整個(gè)所述電子系統(tǒng)8供電。
[0024]圖2示出了本發(fā)明的分布式且模塊化的軌道車輛用電子系統(tǒng)8的第二實(shí)施方式。其中，與圖1中示出的第一實(shí)施方式的技術(shù)方案相比，所述受控板卡包括擴(kuò)展板卡2，所述擴(kuò)展板卡2對所述主控板卡3需要采集的信號(hào)或需要控制的對象數(shù)量進(jìn)行擴(kuò)展，并且所述擴(kuò)展板卡2 —方面將采集到的數(shù)據(jù)通過所述總線7發(fā)送給所述主控板卡3，另一方面所述擴(kuò)展板卡2接收所述主控板卡3的控制指令。
[0025]圖3則示出了本發(fā)明的分布式且模塊化的軌道車輛用電子系統(tǒng)8的第三實(shí)施方式。其中，與圖1中示出的第一實(shí)施方式的技術(shù)方案相比，所述受控板卡還包括通訊板卡4，所述通訊板卡4實(shí)現(xiàn)所述電子系統(tǒng)8對所述外部部件9的通訊。所述受控板卡包括多種所述通訊板卡4，多種不同的通訊板卡4實(shí)現(xiàn)不同的通訊方式，所述通訊板卡4為TCN網(wǎng)絡(luò)通訊板卡、以太網(wǎng)絡(luò)通訊板卡、串口通訊板卡和/或CAN總線7通訊板卡。
[0026]圖4則示出了本發(fā)明的分布式且模塊化的軌道車輛用電子系統(tǒng)8的第四實(shí)施方式。其中，與圖2中示出的第二實(shí)施方式的技術(shù)方案相比，該電子系統(tǒng)8由電源板卡1、主控板卡3、擴(kuò)展板卡2、通訊板卡4的電子板卡及相關(guān)電子機(jī)械組成一個(gè)分布式控制系統(tǒng)，能夠適應(yīng)軌道車輛電子控制系統(tǒng)(例如牽引控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)等)的要求。
[0027]如上所述，在本實(shí)施方式中該電子系統(tǒng)8由四類電子板卡組成，分別為:電源板卡
1、主控板卡3、擴(kuò)展板卡2、通訊板卡4，各板卡內(nèi)部均設(shè)微處理器、總線7通訊控制器、1控制器等部件，每塊板卡均設(shè)前面板連接器和背板連接器5，其中前面板連接器是電子系統(tǒng)8的對外接口，體現(xiàn)不同功能需求的特性，背板連接器5是電子系統(tǒng)8內(nèi)部接口，各板卡之間通過背板總線7進(jìn)