車載信號系統(tǒng)以太網(wǎng)安全數(shù)據(jù)通信單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種車載信號系統(tǒng)以太網(wǎng)安全數(shù)據(jù)通信單元，基于OBRU，包括駕駛室顯示單元、加密解密單元、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)和電源供應(yīng)，外接MPU和TOD，所述車載信號系統(tǒng)以太網(wǎng)安全數(shù)據(jù)通信單元還包括以太網(wǎng)接口，通過所述以太網(wǎng)接口連接所述MPU和TOD。本發(fā)明在原有OBRU的基礎(chǔ)上采用了以太網(wǎng)的通訊方式，傳輸信息量大大增加，使得新研制的列車自動控制系統(tǒng)大量運用以太網(wǎng)。同時，能相應(yīng)地減少一塊MPU內(nèi)的處理器板卡的應(yīng)用，節(jié)約了成本。
【專利說明】車載信號系統(tǒng)以太網(wǎng)安全數(shù)據(jù)通信單元

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于軌道交通信號系統(tǒng)的車載信號系統(tǒng)以太網(wǎng)安全數(shù)據(jù)通信 單元。

【背景技術(shù)】
[0002] 車載無線單元（0BRU)是車載設(shè)備（V0BC)的重要組成部分，分別位于列車的兩 頭。車載無線單元（0BRU)主要由四個部分組成，這四個主要的部分分別為駕駛室顯示單元 (CDU)、數(shù)據(jù)的加密解密裝置（SD)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)（DCS)、電源供應(yīng)（PS)。車載無線單元0BRU 的四個主要組成部分通過0BRU的母板進行數(shù)據(jù)和信息的交互。0BRU實物布局如下圖1所 示。在0BRU前視圖中從左向右依次為加密解密單元，補空板，三塊電源板，三塊電源板分別 提供24V、5V和12V的電源，再向右上部分為駕駛室顯示單元（CDU)，下部分為數(shù)據(jù)通信系統(tǒng) (DCS)無線單元。
[0003] 0BRU的主要功能包括：提供電壓控制和電源濾波，向車載控制器（V0BC)提供控 制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN)接口，向駕駛室顯示單元（⑶U)提供RS-422接口，提供3個附加的 (RS-422)空余接口，通過天線和軌旁設(shè)備進行無線通信，為車載設(shè)備的按鈕和開關(guān)提供16 路輸入，向外提供16路輸出。
[0004] 駕駛室顯示單元（⑶U)是車載無線單元（0BRU)的重要組成部分，⑶U的主要有： CDU與車載控制器（V0BC)中的主處理單元（MPU)使用CAN總線進行數(shù)據(jù)的雙向通信；提供 一路RS422接口和駕駛室顯示單元進行通訊；與加密解密單元（SD)使用以太網(wǎng)進行通訊并 將這個信號使用CAN總線傳給車載控制器（V0BC);提供16路的遠(yuǎn)程輸出；探測16路遠(yuǎn)程 輸入；提供了 一個自動電源控制；提供了幾路多余的RS422信號以備后用。
[0005] 加密解密單元（SD)的主處理器就是一塊奔騰處理器板卡。該奔騰板有3個以太網(wǎng) 接口：以太網(wǎng)LAN1位于奔騰板的前面板，進行程序的下載和調(diào)試；以太網(wǎng)端口 LAN2被用來 與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)DCS進行通信，以太網(wǎng)端口 LAN3被用來與⑶U板進行通信。數(shù)據(jù)通過天線 的輸入輸出都要經(jīng)過加密解密單元，該單元的主要功能是防止通過天線的數(shù)據(jù)被干擾（比 如手機信號等）。
[0006] 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)單元（DCS)主要是和軌旁設(shè)備進行無線通信，它有一路以太網(wǎng)信號 和加密解密單元（SD)進行通信，它和軌旁設(shè)備通過天線進行通信。它向外連接兩根天線。 3塊DC-DC電源模塊分別為0BRU提供了 24V、5V和12V電源。原有0BRU的系統(tǒng)框圖如圖2 所示。
[0007] 主處理單元（MPU)是車載設(shè)備的一部分，MPU子架包含了 3塊嵌入式奔騰賽揚Μ處 理器（EPCM)板卡，一個以太網(wǎng)通道選擇開關(guān)（CSS)，2個以太網(wǎng)轉(zhuǎn)CAN轉(zhuǎn)換器（E2CC)。
[0008] 車載MPU子架有以下功能：有3個EPCM板卡兩兩使用以太網(wǎng)環(huán)通過母板進行連 接；每個EPCM板卡通過CAN總線和外圍處理單元（PPU)上的外圍接口控制和通訊（PICC)進 行通訊；通過通道選擇開關(guān)將任意兩個通過以太網(wǎng)連接到E2CC ;以太網(wǎng)轉(zhuǎn)CAN模塊（E2CC) 提供了一個額外的以太網(wǎng)和CAN接口；2個E2CC的CAN接口分別與近端和遠(yuǎn)端的無線通訊 單元（OBRU)進行通訊。這是原有的三取二（2oo3(20ut0f3))的系統(tǒng)配置，如圖3。
[0009] 因此，為了匹配新系統(tǒng)，需對0BRU進行新的設(shè)計，這是本 申請人:努力的方向。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于提供一種車載信號系統(tǒng)以太網(wǎng)安全數(shù)據(jù)通信單元，在原有0BRU 的基礎(chǔ)上采用了以太網(wǎng)的通訊方式，傳輸信息量大大增加，使得新研制的列車自動控制系 統(tǒng)大量運用以太網(wǎng)。同時，能相應(yīng)地減少一塊MPU內(nèi)的處理器板卡的應(yīng)用，節(jié)約了成本。 [0011] 實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是：
[0012] 一種車載信號系統(tǒng)以太網(wǎng)安全數(shù)據(jù)通信單元，基于0BRU，包括駕駛室顯示單元、力口 密解密單元、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)和電源供應(yīng)，外接MPU和T0D，所述車載信號系統(tǒng)以太網(wǎng)安全數(shù) 據(jù)通信單元還包括以太網(wǎng)接口，通過所述以太網(wǎng)接口連接所述MPU和T0D。
[0013] 上述的車載信號系統(tǒng)以太網(wǎng)安全數(shù)據(jù)通信單元中，所述以太網(wǎng)接口連接到交換 機，通過交換機與所述MPU和T0D傳輸數(shù)據(jù)。
[0014] 上述的車載信號系統(tǒng)以太網(wǎng)安全數(shù)據(jù)通信單元中，所述駕駛室顯示單元將與加密 解密單元連接的以太網(wǎng)接口引到前面板，并在前面板上增加一個M12的以太網(wǎng)接頭。
[0015] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明在原有0BRU的基礎(chǔ)上，采用了以太網(wǎng)的通訊方式進 行設(shè)計，從而在不降低系統(tǒng)安全性的前提下大大增加了傳輸信息量，從而使得新研制的列 車自動控制系統(tǒng)得以大量運用以太網(wǎng)。同時，本發(fā)明的有效設(shè)計，能相應(yīng)地使得MPU子架內(nèi) 的處理器板卡由3塊改為兩塊，節(jié)約了成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1是車載無線單元結(jié)構(gòu)的前視圖；
[0017] 圖2是現(xiàn)有0BRU的系統(tǒng)框圖；
[0018] 圖3是車載MPU子架三取二系統(tǒng)配置圖；
[0019] 圖4是新的列車自動控制系統(tǒng)的連線示意圖。

【具體實施方式】
[0020] 下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0021] CAN現(xiàn)場總線作為一種面向工業(yè)底層控制的通信網(wǎng)絡(luò)，不能與Internet互聯(lián)，不 能實現(xiàn)遠(yuǎn)程信息共享。其次，它不易與上位控制機直接接口，CAN現(xiàn)場總線無論其通信距離 還是通信速率都無法和以太網(wǎng)相比。
[0022] 因此，在新研制的基于通信的列車自動控制系統(tǒng)（CBTC) 2. 0系統(tǒng)中大量使用了以 太網(wǎng)的傳輸方式，本發(fā)明是提供在CBTC2.0系統(tǒng)中對原有車載無線單元（0BRU)系統(tǒng)的整改 設(shè)計方案。
[0023] 請參閱圖4,為新的列車自動控制系統(tǒng)的連線示意圖。圖中，SW表示交換機，PSU 表示供電電源，SA表示通訊單元，eth表示以太網(wǎng)通訊；新系統(tǒng)的架構(gòu)主要改動為，主處理 單元（MPU)子架內(nèi)的處理器板卡由3塊改為兩塊。
[0024] 圖中在CBTC2. 0中設(shè)計了新的駕駛室顯示單元（T0D)，駕駛室顯示單元（T0D)的通 訊方式由以前的RS422接口改為了以太網(wǎng)的通訊方式，于是對MPU和0BRU的通訊方式進行 了整改，主處理單元子架（MPU)與無線通訊單元（OBRU)不在進行CAN通訊，而是采用了以 太網(wǎng)進行傳輸數(shù)據(jù)，通過主處理單元子架（MPU)的以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換單元（E2CC)前面板的以太網(wǎng) 端口連接到交換機。這樣所有的信息都通過交換機進行傳輸，運用了以太網(wǎng)傳輸信息量大 的特點。
[0025] 當(dāng)采用了這種設(shè)計后就要對原有的車載無線單元中的駕駛室顯示單元（CDU)進 行較大的改動，需要設(shè)計一個新的PBA電路板。本發(fā)明的車載信號系統(tǒng)以太網(wǎng)安全數(shù)據(jù)通 信單元，改動后的CDU板卡主要實現(xiàn)的功能就是將以前與加密解密單元連接的以太網(wǎng)接口 引到了前面板，并且在前面板上加了一個M12的以太網(wǎng)接頭。這樣改造后的車載無線單元 (0BRU)主要實現(xiàn)了將要發(fā)送的數(shù)據(jù)進行加密后通過天線發(fā)送出去，或者將通過天線接收的 數(shù)據(jù)進行解密。
[0026] 屏蔽門控制無線單元（PSD-0BRU)主要實現(xiàn)了對屏蔽門的控制，它的工作機理和 0BRU是一樣的，主要將屏蔽門的開關(guān)動作用以太網(wǎng)信號通過加密解密單元再通過天線傳到 軌旁，達到控制屏蔽門的開關(guān)動作。
[0027] 以上實施例僅供說明本發(fā)明之用，而非對本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的 技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本發(fā)明的范疇，應(yīng)由各權(quán)利要求所限定。
【權(quán)利要求】
1. 一種車載信號系統(tǒng)以太網(wǎng)安全數(shù)據(jù)通信單元，基于OBRU，包括駕駛室顯示單元、力口 密解密單元、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)和電源供應(yīng)，外接MPU和T0D，其特征在于，所述車載信號系統(tǒng)以 太網(wǎng)安全數(shù)據(jù)通信單元還包括以太網(wǎng)接口，通過所述以太網(wǎng)接口連接所述MPU和T0D。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載信號系統(tǒng)以太網(wǎng)安全數(shù)據(jù)通信單元，其特征在于，所述 以太網(wǎng)接口連接到交換機，通過交換機與所述MPU和T0D傳輸數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載信號系統(tǒng)以太網(wǎng)安全數(shù)據(jù)通信單元，其特征在于，所述 駕駛室顯示單元將與加密解密單元連接的以太網(wǎng)接口引到前面板，并在前面板上增加一 個M12的以太網(wǎng)接頭。
【文檔編號】H04L29/08GK104065746SQ201410322470
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】許寶林, 鄔利挺 申請人:上海自儀泰雷茲交通自動化系統(tǒng)有限公司