城轨车辆制动系统以太网通信板技术方案

本实用新型专利技术涉及一种城轨车辆制动系统以太网通信板，包括微控制器和与微控制器连接的两路以太网接口，微控制器设有以太网控制端口和总线控制端口；第一路以太网接口为由以太网控制端口依次连接物理层接口电路、隔离变压器、以太网变压器扩展出的接口，用于与列车网络监控系统通信；第二路以太网接口为由总线控制端口依次连接扩展以太网控制器、隔离变压器、以太网变压器扩展出的接口，用于制动系统电子控制单元的状态监控、参数设置和程序更新。本实用新型专利技术以太网通信板设计有两路以太网接口，波特率高达100Mbps，通信速率高，数据量大，可以将更多的监控数据实时地与列车网络监控系统进行交互。

Urban rail vehicle braking system Ethernet communication board

The utility model relates to an Ethernet communication in urban rail vehicle brake system, including micro controller and Ethernet interface and two micro controller connected to the micro controller with Ethernet port and bus control port; the first road on the grounds of the Ethernet interface Ethernet control port to connect the physical layer interface circuit, isolation transformer, transformer in order to expand the Ethernet interface. Used to train network control system communication; Ethernet interface is second road bus control port in turn extended to connect Ethernet controller, Ethernet isolation transformer, transformer extended interface for monitoring, parameter setting and application of electronic control unit braking system update. The utility model relates to an Ethernet communication board design has two Ethernet interface, the baud rate is up to 100Mbps, high communication rate, large amount of data, monitoring data can be more real-time interaction with the train network control system.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及列车网络通信
，具体地说，涉及一种城轨车辆制动系统的网络通信板。
技术介绍
近年来，应用于城轨车辆列车网络与车载设备的通信接口存在多种类型，主要有多功能车辆总线MVB、基于HDLC的RS485串行通信、CANopen和电流环串行通信等几种。但随着列车各系统复杂程度日益提高，数据通信量越来越大，实时性要求也越来越高，现有的上述几种通信接口已经逐渐不能满足要求。以太网具有波特率高、数据吞吐量大的优点，国内已对新型城轨列车的制动系统、牵引系统等各子系统的网络通信接口提出了使用以太网接口的明确需求。然而，国内现有城轨列车制动系统的网络还不具备以太网接口。目前，市场上的CAN转以太网模块，只能完成CAN报文和以太网数据的简单转发，无法按照列车网络监控系统的通信协议和制动系统内部的CAN通信协议进行数据解析和打包。此外，以太网转换模块的机械尺寸和电气接口定义也不满足制动系统控制器的要求。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有城轨列车制动系统的网络接口不具备以太网接口等上述问题，提供了一种城轨车辆制动系统以太网通信板。本技术的技术方案为：一种城轨车辆制动系统以太网通信板，包括微控制器和与微控制器连接的两路以太网接口，微控制器设有以太网控制端口和总线控制端口；第一路以太网接口为由以太网控制端口依次连接物理层接口电路、隔离变压器、以太网变压器扩展出的接口，用于与列车网络监控系统通信；第二路以太网接口为由总线控制端口依次连接扩展以太网控制器、隔离变压器、以太网变压器扩展出的接口，用于制动控制器的状态监控、参数设置和程序更新。上述以太网通信板设计的两路以太网接口波特率高达100Mbps，通信速率高，数据量大，可以将更多的监控数据实时地与列车网络监控系统进行交互。进一步的，在本技术上述以太网通信板中，物理层接口电路连接有第一路LED状态指示电路，扩展以太网控制器连接有第二路LED状态指示电路。两路以太网接口均通过LED进行状态指示，通过LED的点亮、熄灭和闪烁，能够非常直观地指示链路连接和数据通信状态，便于人员检查。进一步的，本技术上述以太网通信板还设有与微控制器连接的IP地址设置电路。两路以太网接口均具有默认的IP地址，当有多个以太网通信板在同一个网段的情况下，可以通过微控制器连接的IP地址设置电路进行设置，以区分设备的IP地址。进一步的，本技术上述以太网通信板还设有两路CAN总线接口电路，第一路CAN总线接口电路与设置在微控制器上的第一CAN通信端口连接，第二路CAN总线接口电路与设置在微控制器上的第二CAN通信端口连接。微控制器通过两路CAN总线接口电路获取来自制动系统电子控制单元其它板卡发送至CAN总线上的制动系统实时数据。进一步的，本技术上述以太网通信板还设有看门狗电路，看门狗电路与设置在微控制器上的复位端口连接，用于在程序出错跑飞后对微控制器进行硬件复位，提高了以太网通信板的可靠性。作为优选，本技术上述以太网通信板为模块化的机箱插板结构，高度为3U，电气接口符合制动控制器的接口定义。作为优选，在本技术上述以太网通信板中，两路以太网接口均采用符合以太网通信标准的M12D型连接器。作为优选，在本技术上述以太网通信板中，微控制器为32为微控制器，包括数据解析打包模块、两路CAN通信端口、以太网控制端口、总线控制端口和复位端口，数据解析打包模块分别与两路CAN通信端口、以太网控制端口、总线控制端口和复位端口连接。其中，设计的数据解析打包模块，符合列车网络监控系统的以太网通信协议要求和制动控制器内的CAN通信协议要求，并按照以太网协议和CAN通信协议进行数据解析、打包和转发。进一步的，在本技术上述以太网通信板中，微控制器采用加入了符合以太网标准协议包的嵌入式实时操作系统，至少支持TCP、UDP协议。本技术的有益效果为：(1)本技术具有两路以太网接口，其中一路用于与列车网络监控系统通信，一路用于制动控制器的状态监控、参数设置和程序更新，两路以太网接口的波特率均高达100Mps，通信速率高，数据量大，可以将更多的监控数据实时地与列车网络监控系统进行交互。(2)本技术的两路以太网接口均采用M12D型连接器，由于M12D型连接器符合以太网通信标准，带有螺纹紧固和全方位的电磁屏蔽，防护等级高，符合轨道车辆的电磁兼容、冲击振动等标准要求，保障了以太网通信的高可靠性。(3)本技术设有IP地址设置电路，因两路以太网接口均具有默认的IP地址，当有多个以太网通信板在同一个网段的情况下，可通过IP地址设置电路进行设置，以区分设备的IP地址。(4)本技术的微控制器设有数据解析打包模块，不仅能够完成CAN报文和以太网数据的简单转发，还可以按照列车网络监控系统的以太网通信协议和制动系统内部的CAN通信协议进行数据解析和打包。(5)本技术设计为模块化的机箱插板结构，其电气接口符合制动控制器的接口定义，可直接插入制动系统电子控制单元机箱，采用机箱背板的电源，无需额外的电源转换模块和保护器件，便于集成，其机械尺寸和电气接口定义均满足制动系统电子控制单元的要求。附图说明图1为本技术具体实施例一的结构示意图。图2为本技术具体实施例二的结构示意图。图3为本技术具体实施例三的结构示意图。具体实施方式下面结合附图说明本技术的具体实施方式：具体实施例一：参见图1，一种城轨车辆制动系统以太网通信板，包括微控制器和与微控制器连接的两路以太网接口，微控制器设有以太网控制端口和总线控制端口；第一路以太网接口为由以太网控制端口依次连接物理层接口电路、隔离变压器、以太网变压器扩展出的接口，用于与列车网络监控系统通信；第二路以太网接口为由总线控制端口依次连接扩展以太网控制器、隔离变压器、以太网变压器扩展出的接口，用于制动控制器的状态监控、参数设置和程序更新。上述以太网通信板设计的两路以太网接口波特率高达100Mbps，通信速率高，数据量大，可以将更多的监控数据实时地与列车网络监控系统进行交互。本实施例中，物理层接口电路连接有第一路LED状态指示电路，扩展以太网控制器连接有第二路LED状态指示电路。两路以太网接口均通过LED状态指示电路进行状态指示，每路LED状态指示电路都包括两个LED指示灯，其中一个LED指示灯指示以太网链路连接的状态，另一个LED指示灯用于指示以太网数据收发的状态，通过LED的点亮、熄灭和闪烁，能够非常直观地指示链路连接和数据通信状态，便于人员检查。本实施例中，上述以太网通信板还设有两路CAN总线接口电路，第一路CAN总线接口电路与设置在微控制器上的第一CAN通信端口连接，第二路CAN总线接口电路与设置在微控制器上的第二CAN通信端口连接。微控制器通过两路CAN总线接口电路获取来自制动控制器其它板卡发送至CAN总线上的制动系统实时数据。本实施例中，微控制器为32为微控制器，包括数据解析打包模块、两路CAN通信端口、以太网控制端口、总线控制端口和复位端口，数据解析打包模块分别与两路CAN通信端口、以太网控制端口、总线控制端口和复位端口连接。其中，设计的数据解析打包模块，符合列车网络监控系统的以太网通信协议要求和制动控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城轨车辆制动系统以太网通信板，其特征在于：包括微控制器和与微控制器连接的两路以太网接口，微控制器设有以太网控制端口和总线控制端口；第一路以太网接口为由以太网控制端口依次连接物理层接口电路、隔离变压器、以太网变压器扩展出的接口；第二路以太网接口为由总线控制端口依次连接扩展以太网控制器、隔离变压器、以太网变压器扩展出的接口。

【技术特征摘要】
1.一种城轨车辆制动系统以太网通信板，其特征在于：包括微控制器和与微控制器连接的两路以太网接口，微控制器设有以太网控制端口和总线控制端口；第一路以太网接口为由以太网控制端口依次连接物理层接口电路、隔离变压器、以太网变压器扩展出的接口；第二路以太网接口为由总线控制端口依次连接扩展以太网控制器、隔离变压器、以太网变压器扩展出的接口。2.如权利要求1所述的城轨车辆制动系统以太网通信板，其特征在于：物理层接口电路连接有第一路LED状态指示电路，扩展以太网控制器连接有第二路LED状态指示电路。3.如权利要求1所述的城轨车辆制动系统以太网通信板，其特征在于：该通信板还设有与微控制器连接的IP地址设置电路。4.如权利要求1所述的城轨车辆制动系统以太网通信板，其特征在于：该通信板还设有两路CAN总线接口电路，第一路CAN总线接口电路与设置在微...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵欣，胡波，孙全涛，
申请(专利权)人：中车青岛四方车辆研究所有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37