一種用于鐵路列車的fip網(wǎng)關(guān)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種用于鐵路列車的FIP網(wǎng)關(guān)裝置，包括均連接到WorldFIP總線的主設(shè)備系統(tǒng)和從設(shè)備系統(tǒng)，所述主設(shè)備系統(tǒng)對(duì)應(yīng)所述列車內(nèi)的主設(shè)備設(shè)置，所述從設(shè)備系統(tǒng)對(duì)應(yīng)所述列車的多個(gè)從設(shè)備設(shè)置；所述主設(shè)備系統(tǒng)包括依次通信連接的第一處理器、第一通信控制器、第一冗余控制器、第一線路驅(qū)動(dòng)器組和第一隔離變壓器組，所述從設(shè)備系統(tǒng)包括依次通信連接的第二處理器、第二通信控制器、第二冗余控制器、第二線路驅(qū)動(dòng)器組和第二隔離變壓器組。本實(shí)用新型的有益效果是：所述FIP網(wǎng)關(guān)裝置可以實(shí)現(xiàn)全分布式智能控制系統(tǒng)，并且實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場總線的總線仲裁、介質(zhì)冗余管理、網(wǎng)絡(luò)橋接等功能。
【專利說明】
一種用于鐵路列車的FIP網(wǎng)關(guān)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及于列車通信技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于鐵路列車的FIP網(wǎng)關(guān)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著列車網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的發(fā)展和日趨成熟，鐵路專用網(wǎng)絡(luò)的控制列車方式逐步替代了傳統(tǒng)的硬線連接的控制列車方式，并占據(jù)主導(dǎo)位置。同時(shí)，由于鐵路專用網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)具有可靠性和靈活性的特點(diǎn)，因此，世界上越來越多的國家開始采用鐵路專用網(wǎng)絡(luò)的控制方式來對(duì)列車進(jìn)行控制。
[0003]世界工廠儀表協(xié)議(WorldFactory Instrumentat1n Protocol，簡稱WorldFIP協(xié)議)是符合國際EN50170標(biāo)準(zhǔn)的一種面向工業(yè)控制的現(xiàn)場總線，用于提供現(xiàn)場設(shè)備和控制器以及控制器之間的數(shù)據(jù)化連接。但是，現(xiàn)有的WorldFIP協(xié)議主要應(yīng)用于控制層面，這限制了所述worldFIP協(xié)議在列車網(wǎng)絡(luò)通訊的應(yīng)用。
[0004]因此，有必要提供一種基于IEC61185-2工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)和WorldFIP總線通信技術(shù)的用于鐵路列車的FIP網(wǎng)關(guān)裝置。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種基于IEC61185-2工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)和WorldFIP總線通信技術(shù)的用于鐵路列車的FIP網(wǎng)關(guān)裝置。
[0006]本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的:一種用于鐵路列車的FIP網(wǎng)關(guān)裝置，包括均連接到WorldFIP總線的主設(shè)備系統(tǒng)和從設(shè)備系統(tǒng)，所述主設(shè)備系統(tǒng)對(duì)應(yīng)所述列車內(nèi)的主設(shè)備設(shè)置，所述從設(shè)備系統(tǒng)對(duì)應(yīng)所述列車的多個(gè)從設(shè)備設(shè)置;所述主設(shè)備系統(tǒng)包括依次通信連接的第一處理器、第一通信控制器、第一冗余控制器、第一線路驅(qū)動(dòng)器組和第一隔離變壓器組，所述從設(shè)備系統(tǒng)包括依次通信連接的第二處理器、第二通信控制器、第二冗余控制器、第二線路驅(qū)動(dòng)器組和第二隔離變壓器組。
[0007]優(yōu)選地，所述第一處理器的外圍模塊包括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的Nand-flash存儲(chǔ)器和同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器、用于網(wǎng)口通信的以太網(wǎng)接入控制器、SPI模塊、設(shè)備模式和主機(jī)模式USB模塊和RS422/RS485模塊。
[0008]優(yōu)選地，所述Nand-flash存儲(chǔ)器、所述同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器和所述以太網(wǎng)接入控制器通過外部總線接口與所述第一處理器通信連接。
[0009]優(yōu)選地，第一CAN總線模塊通過所述SPI模塊與所述第一處理器通信連接。
[0010]優(yōu)選地，所述第一線路驅(qū)動(dòng)器組包括兩個(gè)并列設(shè)置的第一線路驅(qū)動(dòng)器，所述第一隔離變壓器組包括兩個(gè)并列設(shè)置的第一隔離變壓器，且所述第一線路驅(qū)動(dòng)器與所述第一隔離變壓器一一對(duì)應(yīng)通信連接設(shè)置。
[0011]優(yōu)選地，所述兩個(gè)第一線路驅(qū)動(dòng)器均與所述第一冗余控制器通信連接，所述兩個(gè)第一隔離變壓器均與所述WorldFIP總線通信連接。
[0012]優(yōu)選地，所述第二處理器的外圍模塊包括RS422模塊和第二CAN總線模塊。
[0013]優(yōu)選地，所述第一處理器是ARM處理器，所述第二處理器是單片機(jī)。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:所述FIP網(wǎng)關(guān)裝置包括均連接到WorldFIP總線的主設(shè)備系統(tǒng)和從設(shè)備系統(tǒng)，而且，所述主設(shè)備系統(tǒng)采用基于ARM9的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及FULLFIP2通信處理器的關(guān)鍵技術(shù)，包含功能模塊:以太網(wǎng)、RS422、RS232、CAN總線等;所述從設(shè)備系統(tǒng)采用基于K64單片機(jī)和MICR0FIP協(xié)處理器的關(guān)鍵基礎(chǔ)，包含功能模塊:RS422、RS232、CAN總線等，從而使得所述FIP網(wǎng)關(guān)裝置可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的全分布式智能控制系統(tǒng)，并且實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場總線的總線仲裁、介質(zhì)冗余管理、網(wǎng)絡(luò)橋接等功能。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的用于鐵路列車的FIP網(wǎng)關(guān)裝置中主設(shè)備系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的用于鐵路列車的FIP網(wǎng)關(guān)裝置中從設(shè)備系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0017]圖中:10、主設(shè)備系統(tǒng)，20、從設(shè)備系統(tǒng)，11、第一處理器，12、第一通信控制器，13、第一冗余控制器，14、第一線路驅(qū)動(dòng)器組，15、第一隔離變壓器組，21、第二處理器，22、第二通信控制器，23、第二冗余控制器，24、第二線路驅(qū)動(dòng)器組，25、第二隔離變壓器組，111、Nand-flash存儲(chǔ)器，112、同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，113、以太網(wǎng)接入控制器，114、SPI模塊，115、USB模塊，116、外部總線接口，117、第一CAN總線模塊，118、RS422/RS485模塊，141、第一線路驅(qū)動(dòng)器，151、第一隔離變壓器，211、RS422模塊，212、第二 CAN總線模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0019]請(qǐng)同時(shí)參閱圖1和圖2，本實(shí)用新型提供的用于鐵路列車的FIP網(wǎng)關(guān)裝置可以應(yīng)用于城市軌道列車、機(jī)車、動(dòng)車組等使用WorldFIP總線通信技術(shù)進(jìn)行通信連接的列車中，且可以在列車的通信網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)全分布式智能控制系統(tǒng)。
[0020]所述FIP網(wǎng)關(guān)裝置包括均連接到WorldFIP總線的主設(shè)備系統(tǒng)10和從設(shè)備系統(tǒng)20。所述主設(shè)備系統(tǒng)10對(duì)應(yīng)所述列車內(nèi)的主設(shè)備設(shè)置，所述從設(shè)備系統(tǒng)20對(duì)應(yīng)所述列車的多個(gè)從設(shè)備設(shè)置。
[0021]所述主設(shè)備系統(tǒng)10包括依次通信連接的第一處理器11、第一通信控制器12、第一冗余控制器13、第一線路驅(qū)動(dòng)器組14和第一隔離變壓器組15。
[0022]其中，所述第一處理器11是所述主設(shè)備系統(tǒng)10的控制核心，具有豐富的資源以及高速處理數(shù)據(jù)能力。在本實(shí)施例中，所述第一處理器11是型號(hào)為AT91SAM9X35的ARM處理器，其具有16Byte的數(shù)據(jù)緩存、16Byte的指令高速緩存和內(nèi)存管理單元，且其主頻高達(dá)400MHZ，數(shù)據(jù)處理速度快。
[0023]而且，所述第一處理器11的外圍模塊包括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的Nand-flash存儲(chǔ)器111和同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(SDRAM)112、用于網(wǎng)口通信的以太網(wǎng)接入控制器113、SPI模塊114、設(shè)備模式和主機(jī)模式的USB模塊115和RS422/RS485模塊118等。其中，所述Nand-flash存儲(chǔ)器111、所述同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器112和所述以太網(wǎng)接入控制器113通過外部總線接口(EBI)116與所述第一處理器11通信連接，且第一CAN總線模塊117通過所述SPI模塊114與所述第一處理器11通信連接。
[0024]所述通信控制器12是型號(hào)為FULLFIP2的WorldFIP通信控制器，其可以增加網(wǎng)絡(luò)傳輸速率，兼容IEC物理層標(biāo)準(zhǔn)，還可以方便的與Intel或Motorola微控制器和總線介質(zhì)接口，從而實(shí)現(xiàn)所述WorldFIP總線的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層協(xié)議以及對(duì)介質(zhì)冗余的管理。優(yōu)選地，所述通信控制器12還設(shè)置有用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)。
[0025]而且，所述第一線路驅(qū)動(dòng)器組14包括兩個(gè)并列設(shè)置的第一線路驅(qū)動(dòng)器141，所述第一隔離變壓器組15包括兩個(gè)并列設(shè)置的第一隔離變壓器151，且所述第一線路驅(qū)動(dòng)器141與所述第一隔離變壓器151—一對(duì)應(yīng)通信連接設(shè)置。在本實(shí)施例中，所述兩個(gè)第一線路驅(qū)動(dòng)器141均與所述第一冗余控制器13通信連接，所述兩個(gè)第一隔離變壓器151均與所述WorldFIP總線通信連接。
[0026]所述從設(shè)備系統(tǒng)20包括依次通信連接的第二處理器21、第二通信控制器22、第二冗余控制器23、第二線路驅(qū)動(dòng)器組24和第二隔離變壓器組25。
[0027]其中，所述第二處理器21是型號(hào)為MK64FN1M0VLL12單片機(jī)，且所述第二處理器21的外圍模塊包括RS422模塊211和第二CAN總線模塊212。
[0028]而且，在所述從設(shè)備系統(tǒng)20中，所述第二通信控制器22、所述第二冗余控制器23、所述第二線路驅(qū)動(dòng)器組24和所述第二隔離變壓器組25分別與所述主設(shè)備系統(tǒng)10的第一通信控制器12、第一冗余控制器13、第一線路驅(qū)動(dòng)器組14和第一隔離變壓器組15的結(jié)構(gòu)相同，在此不作贅述。
[0029]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供的FIP網(wǎng)關(guān)裝置包括均連接到WorldFIP總線的主設(shè)備系統(tǒng)和從設(shè)備系統(tǒng)，而且，所述主設(shè)備系統(tǒng)采用基于ARM9的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及FULLFIP2通信處理器的關(guān)鍵技術(shù)，包含功能模塊:以太網(wǎng)、RS422、RS232、CAN總線等;所述從設(shè)備系統(tǒng)采用基于K64單片機(jī)和MICR0FIP協(xié)處理器的關(guān)鍵基礎(chǔ)，包含功能模塊:RS422、RS232、CAN總線等，從而使得所述FIP網(wǎng)關(guān)裝置可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的全分布式智能控制系統(tǒng)，并且實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場總線的總線仲裁、介質(zhì)冗余管理、網(wǎng)絡(luò)橋接等功能。
[0030]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0031]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于鐵路列車的FIP網(wǎng)關(guān)裝置，其特征在于:包括均連接到WorldFIP總線的主設(shè)備系統(tǒng)(10)和從設(shè)備系統(tǒng)(20)，所述主設(shè)備系統(tǒng)(10)對(duì)應(yīng)所述列車內(nèi)的主設(shè)備設(shè)置，所述從設(shè)備系統(tǒng)(20)對(duì)應(yīng)所述列車的多個(gè)從設(shè)備設(shè)置； 所述主設(shè)備系統(tǒng)(10)包括依次通信連接的第一處理器(11)、第一通信控制器(12)、第一冗余控制器(13)、第一線路驅(qū)動(dòng)器組(14)和第一隔離變壓器組(15)，所述從設(shè)備系統(tǒng)(20)包括依次通信連接的第二處理器(21 )、第二通信控制器(22)、第二冗余控制器(23)、第二線路驅(qū)動(dòng)器組(24)和第二隔離變壓器組(25)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鐵路列車的FIP網(wǎng)關(guān)裝置，其特征在于:所述第一處理器(11)的外圍模塊包括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的Nand-flash存儲(chǔ)器(111)和同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(112)、用于網(wǎng)口通信的以太網(wǎng)接入控制器(113)、SPI模塊(114)、設(shè)備模式和主機(jī)模式的USB 模塊(115)和 RS422/RS485模塊(118)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于鐵路列車的FIP網(wǎng)關(guān)裝置，其特征在于:所述Nand-flash 存儲(chǔ)器 (111)、所述同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器 (112) 和所述以太網(wǎng)接入控制器 (113) 通過外部總線接口( 116)與所述第一處理器(11)通信連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于鐵路列車的FIP網(wǎng)關(guān)裝置，其特征在于:還包括第一CAN總線模塊(117)，所述第一CAN總線模塊(117)通過所述SPI模塊(114)與所述第一處理器(11)通信連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鐵路列車的FIP網(wǎng)關(guān)裝置，其特征在于:所述第一線路驅(qū)動(dòng)器組(14)包括兩個(gè)并列設(shè)置的第一線路驅(qū)動(dòng)器(141)，所述第一隔離變壓器組(15)包括兩個(gè)并列設(shè)置的第一隔離變壓器(151)，且所述第一線路驅(qū)動(dòng)器(141)與所述第一隔離變壓器(151)—一對(duì)應(yīng)通信連接設(shè)置。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于鐵路列車的FIP網(wǎng)關(guān)裝置，其特征在于:所述兩個(gè)第一線路驅(qū)動(dòng)器(141)均與所述第一冗余控制器(13)通信連接，所述兩個(gè)第一隔離變壓器(151)均與所述WorldFIP總線通信連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鐵路列車的FIP網(wǎng)關(guān)裝置，其特征在于:所述第二處理器(21)的外圍模塊包括RS422模塊(211)和第二 CAN總線模塊(212)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鐵路列車的FIP網(wǎng)關(guān)裝置，其特征在于:所述第一處理器(11)是ARM處理器，所述第二處理器(21)是單片機(jī)。
【文檔編號(hào)】H04L12/40GK205510085SQ201620126880
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年2月18日
【發(fā)明人】姜風(fēng)光, 胡奔, 姜成杰, 孫得金, 席海山, 柴忠民, 謝景陽, 張登, 陽鵬
【申請(qǐng)人】武漢征原電氣有限公司