一種用于鐵路列車的fip網關裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種用于鐵路列車的FIP網關裝置，包括均連接到WorldFIP總線的主設備系統和從設備系統，所述主設備系統對應所述列車內的主設備設置，所述從設備系統對應所述列車的多個從設備設置；所述主設備系統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、第一線路驅動器組和第一隔離變壓器組，所述從設備系統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、第二線路驅動器組和第二隔離變壓器組。本實用新型的有益效果是：所述FIP網關裝置可以實現全分布式智能控制系統，并且實現現場總線的總線仲裁、介質冗余管理、網絡橋接等功能。
【專利說明】
一種用于鐵路列車的FIP網關裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及于列車通信技術領域，具體為一種用于鐵路列車的FIP網關裝置。
【背景技術】
[0002]隨著列車網絡控制技術的發展和日趨成熟，鐵路專用網絡的控制列車方式逐步替代了傳統的硬線連接的控制列車方式，并占據主導位置。同時，由于鐵路專用網絡控制系統具有可靠性和靈活性的特點，因此，世界上越來越多的國家開始采用鐵路專用網絡的控制方式來對列車進行控制。
[0003]世界工廠儀表協議(WorldFactory Instrumentat1n Protocol，簡稱WorldFIP協議)是符合國際EN50170標準的一種面向工業控制的現場總線，用于提供現場設備和控制器以及控制器之間的數據化連接。但是，現有的WorldFIP協議主要應用于控制層面，這限制了所述worldFIP協議在列車網絡通訊的應用。
[0004]因此，有必要提供一種基于IEC61185-2工業控制系統用現場總線標準和WorldFIP總線通信技術的用于鐵路列車的FIP網關裝置。
【實用新型內容】
[0005]本實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工業控制系統用現場總線標準和WorldFIP總線通信技術的用于鐵路列車的FIP網關裝置。
[0006]本實用新型通過以下技術方案來實現上述目的:一種用于鐵路列車的FIP網關裝置，包括均連接到WorldFIP總線的主設備系統和從設備系統，所述主設備系統對應所述列車內的主設備設置，所述從設備系統對應所述列車的多個從設備設置;所述主設備系統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、第一線路驅動器組和第一隔離變壓器組，所述從設備系統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、第二線路驅動器組和第二隔離變壓器組。
[0007]優選地，所述第一處理器的外圍模塊包括用于存儲數據的Nand-flash存儲器和同步動態隨機存儲器、用于網口通信的以太網接入控制器、SPI模塊、設備模式和主機模式USB模塊和RS422/RS485模塊。
[0008]優選地，所述Nand-flash存儲器、所述同步動態隨機存儲器和所述以太網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]優選地，所述第一線路驅動器組包括兩個并列設置的第一線路驅動器，所述第一隔離變壓器組包括兩個并列設置的第一隔離變壓器，且所述第一線路驅動器與所述第一隔離變壓器一一對應通信連接設置。
[0011]優選地，所述兩個第一線路驅動器均與所述第一冗余控制器通信連接，所述兩個第一隔離變壓器均與所述WorldFIP總線通信連接。
[0012]優選地，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。
[0014]本實用新型的有益效果是:所述FIP網關裝置包括均連接到WorldFIP總線的主設備系統和從設備系統，而且，所述主設備系統采用基于ARM9的數據處理系統及FULLFIP2通信處理器的關鍵技術，包含功能模塊:以太網、RS422、RS232、CAN總線等;所述從設備系統采用基于K64單片機和MICR0FIP協處理器的關鍵基礎，包含功能模塊:RS422、RS232、CAN總線等，從而使得所述FIP網關裝置可以實現真正意義上的全分布式智能控制系統，并且實現現場總線的總線仲裁、介質冗余管理、網絡橋接等功能。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型實施例提供的用于鐵路列車的FIP網關裝置中主設備系統的結構框圖；
[0016]圖2是本實用新型實施例提供的用于鐵路列車的FIP網關裝置中從設備系統的結構框圖；
[0017]圖中:10、主設備系統，20、從設備系統，11、第一處理器，12、第一通信控制器，13、第一冗余控制器，14、第一線路驅動器組，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、第二線路驅動器組，25、第二隔離變壓器組，111、Nand-flash存儲器，112、同步動態隨機存儲器，113、以太網接入控制器，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、第一線路驅動器，151、第一隔離變壓器，211、RS422模塊，212、第二 CAN總線模塊。
【具體實施方式】
[0018]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0019]請同時參閱圖1和圖2，本實用新型提供的用于鐵路列車的FIP網關裝置可以應用于城市軌道列車、機車、動車組等使用WorldFIP總線通信技術進行通信連接的列車中，且可以在列車的通信網絡中實現全分布式智能控制系統。
[0020]所述FIP網關裝置包括均連接到WorldFIP總線的主設備系統10和從設備系統20。所述主設備系統10對應所述列車內的主設備設置，所述從設備系統20對應所述列車的多個從設備設置。
[0021]所述主設備系統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、第一線路驅動器組14和第一隔離變壓器組15。
[0022]其中，所述第一處理器11是所述主設備系統10的控制核心，具有豐富的資源以及高速處理數據能力。在本實施例中，所述第一處理器11是型號為AT91SAM9X35的ARM處理器，其具有16Byte的數據緩存、16Byte的指令高速緩存和內存管理單元，且其主頻高達400MHZ，數據處理速度快。
[0023]而且，所述第一處理器11的外圍模塊包括用于存儲數據的Nand-flash存儲器111和同步動態隨機存儲器(SDRAM)112、用于網口通信的以太網接入控制器113、SPI模塊114、設備模式和主機模式的USB模塊115和RS422/RS485模塊118等。其中，所述Nand-flash存儲器111、所述同步動態隨機存儲器112和所述以太網接入控制器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是型號為FULLFIP2的WorldFIP通信控制器，其可以增加網絡傳輸速率，兼容IEC物理層標準，還可以方便的與Intel或Motorola微控制器和總線介質接口，從而實現所述WorldFIP總線的物理層、數據鏈路層、應用層協議以及對介質冗余的管理。優選地，所述通信控制器12還設置有用于存儲數據的靜態隨機存取存儲器(SRAM)。
[0025]而且，所述第一線路驅動器組14包括兩個并列設置的第一線路驅動器141，所述第一隔離變壓器組15包括兩個并列設置的第一隔離變壓器151，且所述第一線路驅動器141與所述第一隔離變壓器151—一對應通信連接設置。在本實施例中，所述兩個第一線路驅動器141均與所述第一冗余控制器13通信連接，所述兩個第一隔離變壓器151均與所述WorldFIP總線通信連接。
[0026]所述從設備系統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、第二線路驅動器組24和第二隔離變壓器組25。
[0027]其中，所述第二處理器21是型號為MK64FN1M0VLL12單片機，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，在所述從設備系統20中，所述第二通信控制器22、所述第二冗余控制器23、所述第二線路驅動器組24和所述第二隔離變壓器組25分別與所述主設備系統10的第一通信控制器12、第一冗余控制器13、第一線路驅動器組14和第一隔離變壓器組15的結構相同，在此不作贅述。
[0029]相較于現有技術，本實用新型提供的FIP網關裝置包括均連接到WorldFIP總線的主設備系統和從設備系統，而且，所述主設備系統采用基于ARM9的數據處理系統及FULLFIP2通信處理器的關鍵技術，包含功能模塊:以太網、RS422、RS232、CAN總線等;所述從設備系統采用基于K64單片機和MICR0FIP協處理器的關鍵基礎，包含功能模塊:RS422、RS232、CAN總線等，從而使得所述FIP網關裝置可以實現真正意義上的全分布式智能控制系統，并且實現現場總線的總線仲裁、介質冗余管理、網絡橋接等功能。
[0030]對于本領域技術人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本實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現本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本實用新型內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
[0031]此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
【主權項】
1.一種用于鐵路列車的FIP網關裝置，其特征在于:包括均連接到WorldFIP總線的主設備系統(10)和從設備系統(20)，所述主設備系統(10)對應所述列車內的主設備設置，所述從設備系統(20)對應所述列車的多個從設備設置； 所述主設備系統(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)、第一線路驅動器組(14)和第一隔離變壓器組(15)，所述從設備系統(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)、第二線路驅動器組(24)和第二隔離變壓器組(25)。2.根據權利要求1所述的一種用于鐵路列車的FIP網關裝置，其特征在于:所述第一處理器(11)的外圍模塊包括用于存儲數據的Nand-flash存儲器(111)和同步動態隨機存儲器(112)、用于網口通信的以太網接入控制器(113)、SPI模塊(114)、設備模式和主機模式的USB 模塊(115)和 RS422/RS485模塊(118)。3.根據權利要求2所述的一種用于鐵路列車的FIP網關裝置，其特征在于:所述Nand-flash 存儲器 (111)、所述同步動態隨機存儲器 (112) 和所述以太網接入控制器 (113) 通過外部總線接口( 116)與所述第一處理器(11)通信連接。4.根據權利要求3所述的一種用于鐵路列車的FIP網關裝置，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.根據權利要求1所述的一種用于鐵路列車的FIP網關裝置，其特征在于:所述第一線路驅動器組(14)包括兩個并列設置的第一線路驅動器(141)，所述第一隔離變壓器組(15)包括兩個并列設置的第一隔離變壓器(151)，且所述第一線路驅動器(141)與所述第一隔離變壓器(151)—一對應通信連接設置。6.根據權利要求5所述的一種用于鐵路列車的FIP網關裝置，其特征在于:所述兩個第一線路驅動器(141)均與所述第一冗余控制器(13)通信連接，所述兩個第一隔離變壓器(151)均與所述WorldFIP總線通信連接。7.根據權利要求1所述的一種用于鐵路列車的FIP網關裝置，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.根據權利要求1所述的一種用于鐵路列車的FIP網關裝置，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。
【文檔編號】H04L12/40GK205510085SQ201620126880
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年2月18日
【發明人】姜風光, 胡奔, 姜成杰, 孫得金, 席海山, 柴忠民, 謝景陽, 張登, 陽鵬
【申請人】武漢征原電氣有限公司