軌道交通通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種軌道交通通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，軌道車輛內(nèi)部各終端設(shè)備通過控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller AreaNetwork, CAN)總線的形式掛接在整車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，CAN總線具有高傳輸速率，40米之內(nèi)可提供高達IMbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，具有自動檢錯機制和自動重發(fā)功能，終端設(shè)備在錯誤嚴重時可以退出總線，使網(wǎng)絡(luò)性能不被壞節(jié)點影響，CAN總線可以動態(tài)加載節(jié)點，使得整個系統(tǒng)不用為了單個結(jié)點而停機，可大大減少停機的損失。因此，CAN網(wǎng)絡(luò)是一種比較通用的、抗干擾性很強的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，在車載網(wǎng)絡(luò)中往往用在設(shè)備級網(wǎng)絡(luò)中。
[0003]隨著交通安全等多方面的應(yīng)用需要，對各終端設(shè)備的監(jiān)控顯得尤為重要，現(xiàn)有技術(shù)中CAN網(wǎng)絡(luò)把采集到的車輛設(shè)備數(shù)據(jù)通過多功能車輛總線網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)送給接收設(shè)備，接收設(shè)備將數(shù)據(jù)信息推送到顯示設(shè)備上，供現(xiàn)場工作人員監(jiān)控和操作。
[0004]隨著機車車輛信息化、智能化的發(fā)展，車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)吞吐量及傳輸速率提出了越來越高的要求，但是，現(xiàn)有技術(shù)中由于受到線纜和通信方式的限制，設(shè)備之間的距離一般都很近，傳送數(shù)據(jù)量一般都很小，無法實現(xiàn)設(shè)備信息大數(shù)據(jù)的傳輸，因此，現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)據(jù)通訊處理能力具有一定的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明實施例提供一種軌道交通通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理方法。
[0006]本發(fā)明實施例一方面提供一種軌道交通通信系統(tǒng)，包括:
[0007]終端設(shè)備、通信網(wǎng)關(guān)和云端設(shè)備，其中，所述終端設(shè)備包括檢測裝置和控制器，所述通信網(wǎng)關(guān)包括:CAN網(wǎng)絡(luò)接口、處理器和WIFI網(wǎng)絡(luò)接口，其中，所述檢測裝置和所述控制器相連接，所述處理器分別與所述CAN網(wǎng)絡(luò)接口和所述WIFI網(wǎng)絡(luò)接口相連，所述控制器通過CAN總線與所述CAN網(wǎng)絡(luò)接口相連接；其中，
[0008]所述控制器，用于接收所述檢測裝置所采集的所述終端設(shè)備上的信息，并通過所述CAN總線將CAN數(shù)據(jù)信號發(fā)送到所述CAN網(wǎng)絡(luò)接口，或者接收所述CAN網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送的CAN數(shù)據(jù)信號，并發(fā)送給所述終端設(shè)備；
[0009]所述處理器，用于通過所述CAN網(wǎng)絡(luò)接口接收所述控制器發(fā)送的CAN數(shù)據(jù)信號，根據(jù)預(yù)存的TCP/IP協(xié)議棧，對經(jīng)過解析的CAN數(shù)據(jù)信號進行協(xié)議格式轉(zhuǎn)換，獲取對應(yīng)的IP數(shù)據(jù)信號，并通過所述WIFI網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送給所述云端設(shè)備；或，通過所述WIFI網(wǎng)絡(luò)接口接收所述云端設(shè)備發(fā)送的IP數(shù)據(jù)信號，根據(jù)所述TCP/IP協(xié)議棧，對經(jīng)過解析的IP數(shù)據(jù)信號進行協(xié)議格式轉(zhuǎn)換，獲取對應(yīng)的CAN數(shù)據(jù)信號，并通過所述CAN網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送給所述控制器。
[0010]本發(fā)明實施例另一方面提供一種應(yīng)用本發(fā)明實施例提供的軌道交通通信系統(tǒng)進行的數(shù)據(jù)處理方法，包括:
[0011]處理器接收數(shù)據(jù)信號，判斷所述數(shù)據(jù)信號的信號類型是CAN數(shù)據(jù)信號還是IP數(shù)據(jù)信號，其中，所述CAN數(shù)據(jù)信號是所述控制器對所述檢測裝置采集的所述終端設(shè)備上的信息處理后發(fā)送給所述CAN網(wǎng)絡(luò)接口的，所述IP數(shù)據(jù)信號是所述云端設(shè)備通過WIFI網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給所述WIFI網(wǎng)絡(luò)接口的；
[0012]所述處理器若判斷獲知接收到所述CAN數(shù)據(jù)信號，則根據(jù)預(yù)存的TCP/IP協(xié)議棧，對經(jīng)過解析的CAN數(shù)據(jù)信號進行協(xié)議格式轉(zhuǎn)換，獲取對應(yīng)的IP數(shù)據(jù)信號，并通過所述WIFI網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送給所述云端設(shè)備，若判斷獲知接收到IP數(shù)據(jù)信號，則根據(jù)所述TCP/IP協(xié)議棧，對經(jīng)過解析的IP數(shù)據(jù)信號進行協(xié)議格式轉(zhuǎn)換，獲取對應(yīng)的CAN數(shù)據(jù)信號，并通過所述CAN網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送給所述控制器，以使所述控制器將所述CAN數(shù)據(jù)信號發(fā)送給所述終端設(shè)備。
[0013]本發(fā)明實施例提供的軌道交通通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理方法，通過控制器接收檢測裝置采集的終端設(shè)備的信息，并轉(zhuǎn)換成CAN數(shù)據(jù)信號發(fā)送給通信網(wǎng)關(guān)后，通信網(wǎng)關(guān)將其轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的IP數(shù)據(jù)信號，通過WIFI網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給云端設(shè)備，或者，通信網(wǎng)關(guān)接收云端設(shè)備通過WIFI網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的IP數(shù)據(jù)信號，根據(jù)預(yù)存的TCP/IP協(xié)議棧將其轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的CAN數(shù)據(jù)信號，并發(fā)送給控制器，以使控制器發(fā)送給終端設(shè)備，實現(xiàn)了軌道車輛上的終端設(shè)備與云端設(shè)備之間通過WIFI網(wǎng)絡(luò)實時的進行數(shù)據(jù)交互和信息處理，提高了數(shù)據(jù)傳輸容量和數(shù)據(jù)處理效率。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明實施例提供的一個軌道交通通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明實施例提供的另一個軌道交通通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明實施例提供的一個應(yīng)用本發(fā)明提供的軌道交通通信系統(tǒng)進行的數(shù)據(jù)處理方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0017]圖1為本發(fā)明實施例提供的一個軌道交通通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該軌道交通通信系統(tǒng)包括:通信網(wǎng)關(guān)1、終端設(shè)備2和云端設(shè)備3，其中，通信網(wǎng)關(guān)I包括:CAN網(wǎng)絡(luò)接口 11、WIFI網(wǎng)絡(luò)接口 12和處理器13，終端設(shè)備2包括檢測裝置21和控制器22，其中，處理器13分別與CAN網(wǎng)絡(luò)接口 11和WIFI網(wǎng)絡(luò)接口 12相連，其中，所述檢測裝置21和控制器22相連接，所述控制器22通過CAN總線與所述CAN網(wǎng)絡(luò)接口 11相連接；其中，控制器22，用于接收檢測裝置21所采集的所述終端設(shè)備上的信息，并通過所述CAN總線將CAN數(shù)據(jù)信號發(fā)送到所述CAN網(wǎng)絡(luò)接口 11，或者接收所述CAN網(wǎng)絡(luò)接口 11發(fā)送的CAN數(shù)據(jù)信號，并發(fā)送給所述終端設(shè)備；
[0018]處理器13用于通過CAN網(wǎng)絡(luò)接口 11接收控制器22發(fā)送的CAN數(shù)據(jù)信號，根據(jù)預(yù)存的TCP/IP協(xié)議棧，對經(jīng)過解析的CAN數(shù)據(jù)信號進行協(xié)議格式轉(zhuǎn)換，獲取對應(yīng)的IP數(shù)據(jù)信號，并通過WIFI網(wǎng)絡(luò)接口 12發(fā)送給云端設(shè)備；或，通過WIFI網(wǎng)絡(luò)接口 12接收云端設(shè)備發(fā)送的IP數(shù)據(jù)信號，根據(jù)所述TCP/IP協(xié)議棧，對經(jīng)過解析的IP數(shù)據(jù)信號進行協(xié)議格式轉(zhuǎn)換，獲取對應(yīng)的CAN數(shù)據(jù)信號，并通過CAN網(wǎng)絡(luò)接口 11發(fā)送給控制器22。
[0019]具體地，對于數(shù)據(jù)上行的具體實施過程如下:
[0020]軌道車輛內(nèi)部各終端設(shè)備上的檢測裝置根據(jù)預(yù)設(shè)的檢測周期采集終端設(shè)備上的實時數(shù)據(jù)，其中，上述終端設(shè)備具體包括:輔助變流器設(shè)備、牽引變流器設(shè)備、充電機設(shè)備和儲能設(shè)備，若終端設(shè)備與終端設(shè)備之間需要進行數(shù)據(jù)傳輸，也可以通過WIFI傳輸，免去傳統(tǒng)通過硬線連接對于傳輸數(shù)據(jù)和傳輸距離的限制。檢測裝置所采集的實時數(shù)據(jù)包括:模擬量檢測和數(shù)字量檢測，模擬量檢測主要通過傳感器對車輛各個模擬信號進行檢測，主要檢測車輛牽引設(shè)備的輸入/輸出電壓、電流、轉(zhuǎn)速、加速度/減速度、電機溫度、牽引變流器功率模塊溫度，供電設(shè)備的輸入/輸出電壓、電流、輔助變流器功率模塊溫度等，數(shù)字量檢測主要檢測終端設(shè)備上的開關(guān)量輸出和開關(guān)量輸入信號情況。檢測裝置將采集的信息發(fā)送給控制器，控制器可以單片機系列、ARM系列、其他具有控制功能的芯片，比如工業(yè)主流DSP芯片TMS320F28335，控制器對接收到的信息進行封裝處理轉(zhuǎn)換成CAN數(shù)據(jù)信號，通過CAN總線將采集到的數(shù)據(jù)信號發(fā)送到CAN網(wǎng)絡(luò)接口，CAN網(wǎng)絡(luò)接口將控制器上傳的CAN數(shù)據(jù)信號發(fā)送給處理器，處理器對接收到的CAN數(shù)據(jù)信號進行解析，然后根據(jù)預(yù)存的TCP/IP協(xié)議棧，對經(jīng)過解析的CAN數(shù)據(jù)信號進行協(xié)議格式轉(zhuǎn)換，獲取對應(yīng)的IP數(shù)據(jù)信號，并通過WIFI網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送給云端設(shè)備。需要說明的是，云端設(shè)備具體包括:控制中心、云端存儲器、個人移動設(shè)備，在實際應(yīng)用中，根據(jù)需要選擇對應(yīng)的云端設(shè)備進行不同的業(yè)務(wù)處理，例如在控制中心對現(xiàn)場的設(shè)備進行實時監(jiān)控和遠程操控，數(shù)據(jù)推送等；若傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不需要立即處理，也可以將上傳的數(shù)據(jù)存儲在云端存儲設(shè)備上，方便工作人員以后進行處理和分析。
[0021]對于數(shù)據(jù)下行的具體實施過程如下:
[0022]在云端設(shè)備顯示器上會顯示各個終端設(shè)備的信息，當云端設(shè)備需要對終端設(shè)備進行維護操作、軟件燒寫/更新、指令動作的時候，會將IP數(shù)據(jù)信號通過WIFI網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到WIFI網(wǎng)絡(luò)接口，WIFI網(wǎng)絡(luò)接口將云端設(shè)備發(fā)送的IP數(shù)據(jù)信號發(fā)送給處理器，處理器對接收到的IP數(shù)據(jù)信號進行解析，然后根據(jù)預(yù)存的TCP/IP協(xié)議棧，對經(jīng)過解析的IP數(shù)據(jù)信號進行協(xié)議格式轉(zhuǎn)換，獲取對應(yīng)的CAN數(shù)據(jù)信號，并通過CAN網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送給控制器，控制器將CAN數(shù)據(jù)信號發(fā)送給終端設(shè)備，終端設(shè)備對其解析獲取數(shù)據(jù)信號并根據(jù)指令進行相應(yīng)的動作。需要注意的是，當數(shù)據(jù)包發(fā)送到指定的終端設(shè)備，該終端設(shè)備接收到數(shù)據(jù)后會給云端設(shè)備推送一個已收到信息的回執(zhí)數(shù)據(jù)，或者在云端設(shè)備上顯示底層設(shè)備的在線狀態(tài)，如果發(fā)生故障或者未給底層設(shè)備供電則會顯示離線的狀態(tài)，如果接受數(shù)據(jù)量比較大或者云端有多個設(shè)備與該終端設(shè)備相連接，會顯示忙碌，當終端設(shè)備接收到多個指令時，會根據(jù)指令的優(yōu)先級進行執(zhí)行，并會回執(zhí)指令的執(zhí)行情況。
[0023]本發(fā)明實施例提供的軌道交通通信系統(tǒng)，通過控制器接收檢測裝置采集的終端設(shè)備的信息，并轉(zhuǎn)換成CAN數(shù)據(jù)信號發(fā)送給通信網(wǎng)關(guān)后，通信網(wǎng)關(guān)將其轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的IP數(shù)據(jù)信號，通過WIFI網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給云端設(shè)備，或者，通信網(wǎng)關(guān)接收云端設(shè)備通過WIFI網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的IP數(shù)據(jù)信號，根據(jù)預(yù)存的TCP/IP協(xié)議棧將其轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的CAN數(shù)據(jù)信號，并發(fā)送給控制器，以使控制器發(fā)送給終端設(shè)備，實現(xiàn)了軌道車輛上的終端設(shè)備與云端設(shè)備之間通過WIFI網(wǎng)絡(luò)實時的進行數(shù)據(jù)交互和信息處理，提高了數(shù)據(jù)傳輸容量和數(shù)據(jù)處理效率。
[0024]圖2為本發(fā)明實施例提供的另一個軌道交通通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，處理器13包括:單片機131和編/解碼器132，單片機131與CAN網(wǎng)絡(luò)接口 11連接，編/解碼器132與WIFI網(wǎng)絡(luò)接口 12連接，其中，單片機131可以采用多種型號的單片機，以具有32位的ARM微處理器STM32F103C8T6為例具體說明處理過程，具體地，STM32F103C8T6單片機具有三個標準UART 口、二個SPI 口、一個高性能CAN 口、一個USB 口、四個定時器等幾乎所有常用的通信口，STM32F103C8T6單片機131通過UARTl與CAN網(wǎng)絡(luò)接口 11相連，并通過UART2與編/解碼器132相連，其中，UARTl的串口接收端RXl與CAN網(wǎng)絡(luò)接口 11中的發(fā)送接口電路相連，STM32F103C8T6單片機131通過RXl接收終端設(shè)備通過CAN網(wǎng)絡(luò)接口 11中的發(fā)送接口電路發(fā)送的CAN數(shù)據(jù)信號；UART1上的串口發(fā)送端TXl與CAN網(wǎng)絡(luò)接口 11中的接收接口電路相連，終端設(shè)備通過CAN網(wǎng)絡(luò)接口 11中的接收接口電路接收STM32F103C8T6單片機131通過ΤΠ發(fā)送的CAN數(shù)據(jù)信