一種機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置及控制方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置及控制方法。該裝置包括：LON通道單元，其連接至列車(chē)LON網(wǎng)絡(luò)，用于完成所述機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置和列車(chē)LON網(wǎng)絡(luò)之間的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換；通道控制單元，其與LON通道單元連接，以控制LON通道單元的工作狀態(tài)；其中，所述LON通道單元包括與列車(chē)LON網(wǎng)絡(luò)連接的主用LON通道和備用LON通道，所述通道控制單元選擇其中一個(gè)通道作為工作通道，并通過(guò)所述工作通道與列車(chē)LON網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換。該方法包括：分別為主用LON通道和備用LON通道對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)預(yù)設(shè)用于指示LON通道工作狀態(tài)的訪問(wèn)標(biāo)志；根據(jù)訪問(wèn)標(biāo)志選定工作通道用于與列車(chē)LON網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置及控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機(jī)車(chē)重聯(lián)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)，涉及一種機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置及控制方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 為提高列車(chē)的牽引能力，通常采用雙節(jié)機(jī)車(chē)重聯(lián)牽引來(lái)提高牽引噸位。設(shè)置于各 牽引機(jī)車(chē)的重聯(lián)裝置可以實(shí)現(xiàn)重聯(lián)機(jī)車(chē)同步換向、同步牽引和同步制動(dòng)等功能。通過(guò)機(jī)車(chē) 重聯(lián)裝置，司機(jī)在本務(wù)機(jī)車(chē)上對(duì)本務(wù)和非本務(wù)機(jī)車(chē)進(jìn)行各種控制，并對(duì)其運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān) 視。其中，機(jī)車(chē)重聯(lián)裝置是一個(gè)分布式多機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，用于采集發(fā)電機(jī)電流、轉(zhuǎn)速、軸溫、油 壓和開(kāi)關(guān)信號(hào)，以及完成電機(jī)調(diào)速、制動(dòng)等控制。
[0003] 通常采用LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)的重聯(lián)控制?，F(xiàn)有技術(shù)中，機(jī)車(chē)重聯(lián)裝 置為L(zhǎng)0N智能節(jié)點(diǎn)，利用神經(jīng)元芯片完成調(diào)度、通信和控制等功能。L0N智能節(jié)點(diǎn)主要由神 經(jīng)元芯片、收發(fā)器和外圍電路等部分構(gòu)成，其有兩種結(jié)構(gòu)類(lèi)型。
[0004] 一種稱(chēng)為基于神經(jīng)元芯片的節(jié)點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖la所示。L0N智能節(jié)點(diǎn)的運(yùn) 算主要都神經(jīng)元芯片完成，適用于I/O接口和需要處理的任務(wù)比較簡(jiǎn)單的場(chǎng)合。其中，神經(jīng) 元芯片通過(guò)I/O接口獲取傳感器采集的各種監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，再由收發(fā)器傳送至整車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)，完 成重聯(lián)通信。
[0005] 另一種稱(chēng)為基于主機(jī)結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖lb所示。神經(jīng)元芯片只負(fù)責(zé) 通信協(xié)議處理，作為L(zhǎng)0N網(wǎng)絡(luò)的接口。節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜的測(cè)試和控制功能則由主處理器來(lái)執(zhí)行。 這類(lèi)節(jié)點(diǎn)適合于對(duì)處理能力、輸入/輸出能力要求較高的系統(tǒng)。其中，主處理器通過(guò)傳感器 完成監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采樣，通過(guò)接口單元將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳送給神經(jīng)元芯片，再由收發(fā)器傳送至整車(chē) L0N網(wǎng)絡(luò)。
[0006] 由圖la和圖lb可以看出，現(xiàn)有的這些L0N智能節(jié)點(diǎn)中僅提供一路由神經(jīng)元芯片 和收發(fā)器構(gòu)成的L0N通道。如果其中任一元件發(fā)生數(shù)據(jù)擁塞，均使得L0N智能節(jié)點(diǎn)不能與 整車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)正常通信，導(dǎo)致不能及時(shí)監(jiān)測(cè)和控制機(jī)車(chē)的運(yùn)行狀態(tài)，造成安全隱患。
[0007] 因此，亟需一種為L(zhǎng)0N智能節(jié)點(diǎn)提供穩(wěn)定重聯(lián)功能的裝置和控制方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，提供了一種機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置，包括
[0009] L0N通道單元，其連接至列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)，用于完成所述機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置和列車(chē) L0N網(wǎng)絡(luò)之間的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換；
[0010] 通道控制單元，其與L0N通道單元連接，以控制L0N通道單元的工作狀態(tài)；
[0011] 其中，所述L0N通道單元包括與列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)連接的主用L0N通道和備用L0N通 道，所述通道控制單元選擇其中一個(gè)通道作為工作通道，并通過(guò)所述工作通道與列車(chē)L0N 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述通道控制單元包括
[0013] 主用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，其為主用LON通道提供緩存數(shù)據(jù)，用于存儲(chǔ)通道控制單元與列 車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)之間的待交換數(shù)據(jù)；
[0014] 備用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，其為備用L0N通道提供緩存數(shù)據(jù)，用于存儲(chǔ)所述待交換數(shù)據(jù)的 備份數(shù)據(jù)；
[0015] 通道選擇模塊，其根據(jù)為主用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和備用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)分別設(shè)定的訪問(wèn)標(biāo)志 來(lái)從主用L0N通道和備用L0N通道中選定工作通道，并將選定的工作通道對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)緩沖 區(qū)中的待交換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至工作通道，以及/或者
[0016] 從選定的工作通道獲取來(lái)自列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)寫(xiě)入對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)緩存區(qū)。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述通道選擇模塊根據(jù)所述訪問(wèn)標(biāo)志的變化選定工作 通道，
[0018] 其中，在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)訪問(wèn)成功的情況下其訪問(wèn)標(biāo)志發(fā)生改變，以指示其對(duì)應(yīng)的L0N 通道為正常工作狀態(tài)。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述通道選擇模塊還用于在主用L0N通道和備用L0N 通道均訪問(wèn)失敗的情況下再次循環(huán)選擇工作通道。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括主處理單元，用于通過(guò)通道控制單元向列 車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)發(fā)布控制指令，獲取列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)；
[0021 ] 所述通道控制單元進(jìn)一步包括串口通信控制模塊、數(shù)據(jù)采集控制模塊和中斷控制 模塊，其中，
[0022] 串口通信控制模塊通過(guò)串行接口與外部控制設(shè)備連接，以使得外部控制設(shè)備通過(guò) 通道選擇模塊選定的工作通道獲取列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)中其他車(chē)重聯(lián)通訊裝置的數(shù)據(jù)；
[0023] 數(shù)據(jù)采集控制模塊響應(yīng)于中斷控制模塊提供的中斷消息控制外部控制設(shè)備通過(guò) 串口通信控制模塊訪問(wèn)主處理單元，或者通過(guò)串口控制通信模塊采集列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)中的數(shù) 據(jù)。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述通道控制單元進(jìn)一步包括邏輯控制模塊、雙端口 存儲(chǔ)模塊和存儲(chǔ)控制模塊，其中，
[0025] 邏輯控制模塊連接在主處理單元和存儲(chǔ)控制模塊之間，以根據(jù)主處理單元的讀寫(xiě) 指令為存儲(chǔ)控制模塊提供控制邏輯；
[0026] 雙端口存儲(chǔ)模塊連接在主處理單元和存儲(chǔ)控制模塊之間，主處理單元和存儲(chǔ)控制 模塊基于所述控制邏輯對(duì)所述雙端口存儲(chǔ)模塊進(jìn)行讀寫(xiě)操作。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述L0N通道包括
[0028] 通信控制模塊，其連接所述通道控制單元，用于完成通道控制單元與列車(chē)L0N網(wǎng) 絡(luò)的數(shù)據(jù)交換和通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換；
[0029] 適配模塊，其與列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)的通訊介質(zhì)相配合，連接所述通信控制模塊與列車(chē) L0N網(wǎng)絡(luò)。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊控制方法，包括以下步驟：
[0031] 分別為主用L0N通道和備用L0N通道對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)預(yù)設(shè)用于指示L0N通道工 作狀態(tài)的訪問(wèn)標(biāo)志；
[0032] 根據(jù)訪問(wèn)標(biāo)志判斷主用L0N通道和備用L0N通道的工作狀態(tài)，選定工作通道用于 與列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述根據(jù)訪問(wèn)標(biāo)志判斷主用LON通道和備用LON通道 的工作狀態(tài)包括
[0034] 訪問(wèn)主用L0N通道對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，在訪問(wèn)成功的情況下，改變其訪問(wèn)標(biāo)識(shí)；
[0035] 判斷主用L0N通道的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的訪問(wèn)標(biāo)識(shí)是否發(fā)生改變，若是，則選定主用L0N 通道為工作通道；
[0036] 若否，則訪問(wèn)備用L0N通道對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，在訪問(wèn)成功的情況下，改變其訪問(wèn) 標(biāo)識(shí)；
[0037] 判斷備用L0N通道的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的訪問(wèn)標(biāo)識(shí)是否發(fā)生改變，若是，則選定備用L0N 通道為工作通道。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還包括在主用L0N通道和備用L0N通道均訪問(wèn)失敗的 情況下再次循環(huán)選擇工作通道。
[0039] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0040] 1、在機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置中設(shè)置互為熱備份的冗余硬件通道來(lái)連接至列車(chē)L0N網(wǎng) 絡(luò)，提供自動(dòng)識(shí)別和切換機(jī)制，提高機(jī)車(chē)重聯(lián)功能的穩(wěn)定性和可靠性；
[0041] 2、在機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置中提供多種串口協(xié)議與L0N網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的轉(zhuǎn)換功能，使得外 部控制設(shè)備可通過(guò)串口調(diào)試重聯(lián)通訊裝置或者下載列車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)，提高重聯(lián)節(jié)點(diǎn)的故障排 查能力。雙通道熱備份的機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置可以使得外部控制設(shè)備和本機(jī)的主處理單元能 夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)車(chē)控制命令和狀態(tài)數(shù)據(jù)的可靠傳送，這些數(shù)據(jù)包括機(jī)車(chē)工況，機(jī)車(chē)速度，機(jī)車(chē)運(yùn)行 方向，主手柄位置，撒砂控制及緊急制動(dòng)控制等信號(hào)。
[0042] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變 得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書(shū)、權(quán)利 要求書(shū)以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0043] 附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與本發(fā)明的實(shí) 施例共同用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0044] 圖la和圖lb是現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例一的機(jī)車(chē)重聯(lián)裝置的連接關(guān)系示意圖；
[0047] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例二的機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例二的機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置L0N通道單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例二的機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置的部分狀態(tài)指示燈連接示意圖；
[0050] 圖7是本發(fā)明實(shí)施例三的機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置控制方法的步驟流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0051] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步 地詳細(xì)說(shuō)明。
[0052] 實(shí)施例一
[0053] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，機(jī)車(chē)重聯(lián) 通訊節(jié)點(diǎn)裝置200包括主處理單元21、通道控制單元22和LON通道單元23。其中，通道控 制單元22與L0N通道單元23連接，以控制L0N通道單元23的工作狀態(tài)。L0N通道單元23 連接至列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)，用于完成機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置和列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)之間的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換。在 本實(shí)施例中，主處理單元21與通道控制單元22通過(guò)數(shù)據(jù)地址總線(xiàn)連接，用于經(jīng)由通道控制 單元22向列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)發(fā)布控制指令，并獲取列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)。
[0054] 具體來(lái)說(shuō)，通道控制單元22包括雙端口存儲(chǔ)模塊221、邏輯控制模塊222和存儲(chǔ)控 制模塊223。邏輯控制模塊222連接在所述主處理單元21和存儲(chǔ)控制模塊223之間，以根 據(jù)主處理單元21的讀寫(xiě)指令為存儲(chǔ)控制模塊223提供控制邏輯。雙端口存儲(chǔ)模塊221連 接在所述主處理單元21和存儲(chǔ)控制模塊223之間，主處理單元21和存儲(chǔ)控制模塊223基 于所述控制邏輯對(duì)所述雙端口存儲(chǔ)模塊221進(jìn)行讀寫(xiě)操作。
[0055] 其中，雙端口存儲(chǔ)模塊221用于主處理單元21和通道控制單元22之間交換數(shù)據(jù)。 優(yōu)選的，在控制邏輯中設(shè)定主處理單元21向通道控制單元22發(fā)送數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)高于通道 控制單元22向主處理單元21發(fā)送數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)。對(duì)于通道控制單元22正在讀取L0N車(chē) 輛網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)并寫(xiě)入雙端口存儲(chǔ)模塊221，同時(shí)主處理單元21也要向雙端口存儲(chǔ)模塊221 寫(xiě)入數(shù)據(jù)的情況，將中斷通道控制單元22讀取L0N車(chē)輛網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)的操作，僅允許主處理 單元21向雙端口存儲(chǔ)模塊221寫(xiě)入數(shù)據(jù)。
[0056] 并且，在控制邏輯中還設(shè)定在主處理單元21向雙端口存儲(chǔ)模塊221寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn) 生一個(gè)復(fù)位信號(hào)，通道控制單元22不進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。在主處理單元21不向雙端口存 儲(chǔ)模塊221寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，存儲(chǔ)控制模塊223默認(rèn)將列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)寫(xiě)入雙端口存儲(chǔ)模塊 221。
[0057] 進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，在控制邏輯中還設(shè)定對(duì)存儲(chǔ)標(biāo)志位的操作。當(dāng)主處理單元21向雙端 口存儲(chǔ)模塊221的寫(xiě)入數(shù)據(jù)操作完成之后，將預(yù)設(shè)的存儲(chǔ)標(biāo)志位寫(xiě)入數(shù)據(jù)"1"。存儲(chǔ)控制模 塊223周期性讀取存儲(chǔ)標(biāo)志位，當(dāng)存儲(chǔ)標(biāo)志位數(shù)值為"1"時(shí)，存儲(chǔ)控制模塊223讀取雙端口 存儲(chǔ)模塊221中的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)至列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)。轉(zhuǎn)儲(chǔ)完成之后，將存儲(chǔ)標(biāo)志位寫(xiě)入數(shù)據(jù)"0"。
[0058] 如此以來(lái)，通過(guò)上述的邏輯控制方式可保證雙端口存儲(chǔ)模塊221的雙向數(shù)據(jù)交換 機(jī)制，在通道控制單元22中集成雙端口存儲(chǔ)模塊221和邏輯控制模塊222代替以往用雙口 存儲(chǔ)芯片和大量邏輯器件的方案，主要簡(jiǎn)化了節(jié)點(diǎn)電路，減少了故障點(diǎn)，便于維護(hù)，也使數(shù) 據(jù)通訊更為可靠。
[0059] 通道控制單元22與L0N通道單元23通過(guò)并口連接，用以設(shè)定L0N通道單元23的 工作狀態(tài)。其中，L0N通道單元23包括主用L0N通道25和備用L0N通道26。所述主用L0N 通道25包括通信控制模塊251和適配模塊252 ;相應(yīng)的，備用L0N通道26包括通信控制模 塊261和適配模塊262。通信控制模塊用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)采集和處理等功能，在本實(shí) 施例中主要是進(jìn)行通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)車(chē)頭與車(chē)尾的數(shù)據(jù)通信；適配模塊主要 根據(jù)通信控制模塊的信道提供相應(yīng)的配置。
[0060] 通道控制單元22選擇其中一個(gè)通道作為工作通道，并通過(guò)所述工作通道與列車(chē) L0N網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換。在本實(shí)施例中，通道控制單元22優(yōu)先選定主用L0N通道25進(jìn) 行訪問(wèn)，與列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換。當(dāng)主用L0N通道25不能正常工作時(shí)，再訪問(wèn) 備用L0N通道26。需要說(shuō)明的是，列車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中本務(wù)機(jī)車(chē)（聯(lián)掛于列車(chē)頭部，與重聯(lián)機(jī) 車(chē)共同擔(dān)當(dāng)牽引及制動(dòng)等工作的機(jī)車(chē)）與重聯(lián)機(jī)車(chē)必須在各種工況下對(duì)列車(chē)執(zhí)行一致的 動(dòng)作，這樣LON網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳遞及顯示的可靠性對(duì)列車(chē)司機(jī)及控制本身顯得尤為重要。而 本實(shí)施例中設(shè)置冗余L0N通道可以實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的可靠交換，提高了機(jī)車(chē)重聯(lián)裝置重聯(lián)功 能的穩(wěn)定性和可靠性。
[0061] 如圖2所示，本實(shí)施例在通道控制單元22中設(shè)置數(shù)據(jù)采集控制模塊224、主用數(shù)據(jù) 緩存區(qū)225、備用數(shù)據(jù)緩存區(qū)226和通道選擇模塊227,可配合完成通道選擇功能。
[0062] 其中，主用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)225為主用L0N通道25提供緩存數(shù)據(jù)，用于存儲(chǔ)主處理單 元21與列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)之間的待交換數(shù)據(jù)。同時(shí)，備用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)226為備用L0N通道26 提供緩存數(shù)據(jù)，用于存儲(chǔ)所述待交換數(shù)據(jù)的備份數(shù)據(jù)。
[0063] 分別設(shè)置在不同車(chē)廂中的機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置經(jīng)由列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)完成重聯(lián)通訊。在 本地機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置向列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)發(fā)布數(shù)據(jù)的情況下，數(shù)據(jù)采集控制模塊224將從由 主處理單元21獲取的數(shù)據(jù)信息，寫(xiě)入主用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)225和備用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)226,再經(jīng)由 L0N通道單元23發(fā)送至列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)。在本地機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置從列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)獲取數(shù)據(jù) 的情況下，來(lái)自列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)經(jīng)由L0N通道單元23寫(xiě)入主用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)225和備用 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)226,再由主處理單元21讀取主用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)225或備用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)226以獲 得列車(chē)中其他機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置的數(shù)據(jù)。
[0064] 以下結(jié)合本實(shí)施例的具體應(yīng)用環(huán)境說(shuō)明通道選擇模塊227的工作原理。如圖3所 示，位于車(chē)頭的機(jī)車(chē)31和位于車(chē)尾的機(jī)車(chē)32中分別設(shè)置機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置200,通過(guò)列車(chē) L0N網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)重聯(lián)，使得機(jī)車(chē)31和32完成同步換向、同步牽引和同步制動(dòng)等功能。
[0065] 本實(shí)施例中為主用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)225和備用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)226分別設(shè)定訪問(wèn)標(biāo)志位， 用來(lái)指示主用L0N通道25和備用L0N通道26的工作狀態(tài)。通道選擇模塊227根據(jù)設(shè)定的 訪問(wèn)標(biāo)志位從主用L0N通道25和備用L0N通道26中選定工作通道。
[0066] 在機(jī)車(chē)31向機(jī)車(chē)32發(fā)送機(jī)車(chē)控制指令的情況下，機(jī)車(chē)31中的主處理單元21將 數(shù)據(jù)信息寫(xiě)入通道控制單元22的雙端口存儲(chǔ)模塊221，然后由存儲(chǔ)控制模塊223和數(shù)據(jù)采 集控制模塊224寫(xiě)入主用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)225和備用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)226。其中，當(dāng)L0N通道處于非 正常狀態(tài)時(shí)，例如L0N通道發(fā)生數(shù)據(jù)擁塞，與該通道對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)并不能成功寫(xiě)入。 [0067] 若主用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)225成功寫(xiě)入數(shù)據(jù)，使其訪問(wèn)標(biāo)志位發(fā)生改變。若主用數(shù)據(jù)緩 沖區(qū)225成功寫(xiě)入數(shù)據(jù)，將使其訪問(wèn)標(biāo)志位的數(shù)值改變。例如，原訪問(wèn)標(biāo)志位為0xAA(16進(jìn) 制數(shù)），當(dāng)成功寫(xiě)入數(shù)據(jù)之后，訪問(wèn)標(biāo)志位改變?yōu)?x55 (16進(jìn)制數(shù)），此時(shí)通道選擇模塊227 查詢(xún)到該訪問(wèn)標(biāo)志位發(fā)生改變，則將該通道數(shù)據(jù)寫(xiě)入采集控制模塊224中傳遞數(shù)據(jù)的變 量。相反的，若主用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)225不能成功寫(xiě)入數(shù)據(jù)，則保持其訪問(wèn)標(biāo)志不變。對(duì)備用數(shù) 據(jù)緩沖區(qū)226的訪問(wèn)標(biāo)志做類(lèi)似的操作。在本實(shí)施例中，通道選擇模塊227優(yōu)先判斷主用 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)225的訪問(wèn)標(biāo)志是否發(fā)生改變。在判斷主用L0N通道25不能正常工作之后，再 對(duì)備用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)226的訪問(wèn)標(biāo)志進(jìn)行判斷，從而最終選定工作通道。
[0068] 需要說(shuō)明的是，若主用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)225和備用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)226的訪問(wèn)標(biāo)志均未發(fā) 生改變，則說(shuō)明主用L0N通道25和備用L0N通道26均不能正常工作，通道選擇模塊227再 重新循環(huán)選定工作通道。
[0069] 以選定主用L0N通道25作為工作通道的情況為例，主通信控制模塊251讀取主用 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)225中的待交換數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)適配模塊252轉(zhuǎn)發(fā)至列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)。
[0070] 相應(yīng)的，機(jī)車(chē)32通過(guò)L0N網(wǎng)絡(luò)接收來(lái)自機(jī)車(chē)31的數(shù)據(jù)。機(jī)車(chē)32中的主用L0N通 道25和備用LON通道26從列車(chē)LON網(wǎng)絡(luò)獲取數(shù)據(jù)，并分別寫(xiě)入主用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)225和備 用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)226。
[0071] 同上，若L0N通道處于非正常狀態(tài)時(shí)數(shù)據(jù)并不能成功寫(xiě)入，保持其訪問(wèn)標(biāo)志不變。 類(lèi)似的，機(jī)車(chē)32中通道選擇模塊227根據(jù)主用、備用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)對(duì)應(yīng)的訪問(wèn)標(biāo)志，從主用 L0N通道25和備用L0N通道26中選定工作通道。
[0072] 以選定備用L0N通道26作為工作通道的情況為例，數(shù)據(jù)采集控制模塊224讀取備 用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)226中的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)給機(jī)車(chē)32中的主處理單元21。
[0073] 如此以來(lái)，可完成機(jī)車(chē)31向機(jī)車(chē)32發(fā)送數(shù)據(jù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，機(jī)車(chē)32 也可以依照類(lèi)似的通訊方式向機(jī)車(chē)31發(fā)送例如包括機(jī)車(chē)工況、機(jī)車(chē)速度、機(jī)車(chē)運(yùn)行方向、 主手柄位置、撒砂控制及緊急制動(dòng)控制等信號(hào)的響應(yīng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)車(chē)頭與車(chē)尾重聯(lián)通訊。
[0074] 此外，由于通道控制單元22通過(guò)并口連接L0N通道單元23,與列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)的通 信協(xié)議不符，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行通信協(xié)議轉(zhuǎn)換。本實(shí)施例中L0N通道單元23的主通信控制模 塊251和備通信控制模塊261用于完成機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置200和列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)之間通信協(xié) 議的相互轉(zhuǎn)換。
[0075] 在圖2中，L0N通道單元23還包括主適配模塊252和備適配模塊262,其主要用來(lái) 適配L0N通道單元23與列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)之間連接所用的通信介質(zhì)。所述通信介質(zhì)例如可以 為雙絞線(xiàn)、電力線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)和光纖等。
[0076] 由于本實(shí)施例中采取2個(gè)L0N通道，具備互為冗余的通訊介質(zhì)，提供了更加穩(wěn)定、 可靠的節(jié)點(diǎn)重聯(lián)功能，能夠滿(mǎn)足機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊節(jié)點(diǎn)裝置通信數(shù)據(jù)量較大的要求。
[0077] 實(shí)施例二
[0078] 圖4是本實(shí)施例的機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置結(jié)構(gòu)示意圖。其與實(shí)施例一的區(qū)別在于，所 述通道控制單元22中設(shè)置中斷控制模塊228和串口通信控制模塊229。外部控制設(shè)備可通 過(guò)串口連接至通道控制單元22,以發(fā)布控制指令或者下載數(shù)據(jù)。
[0079] 所述中斷控制模塊228連接數(shù)據(jù)采集控制模塊224。外部控制設(shè)備通過(guò)串口通信 控制模塊229與數(shù)據(jù)采集控制模塊224連接，經(jīng)由通道控制單元22選定的工作通道獲取列 車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)中其他機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置的數(shù)據(jù)。
[0080] 其中，串口通信控制模塊229可配置為實(shí)現(xiàn)不同格式串行數(shù)據(jù)的串并轉(zhuǎn)換，例如 RS485、RS422和RS232等，從而提高對(duì)通道控制單元22與主處理單元21，或者通道控制單 元22與L0N網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)之間數(shù)據(jù)交換的調(diào)試分析能力。進(jìn)一步的，在列車(chē)上也很方便對(duì)通道 控制單元22兩端的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)視，從而可以提高重聯(lián)通訊裝置故障排查問(wèn)題能力，也為該 重聯(lián)通訊裝置擴(kuò)展了 RS485/RS422/RS232串口通訊的功能。
[0081] 數(shù)據(jù)采集控制模塊224根據(jù)中斷控制模塊228提供的中斷消息來(lái)控制采集列車(chē) L0N網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的設(shè)備是主處理單元21還是串口通信控制模塊229。即，數(shù)據(jù)采集控制模 塊224響應(yīng)于中斷控制模塊228提供的中斷消息控制外部控制設(shè)備通過(guò)串口通信控制模塊 229訪問(wèn)主處理單元21，或者通過(guò)串口通信控制模塊229采集列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)。
[0082] 具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下文所述。
[0083] 預(yù)先為外部控制設(shè)備的訪問(wèn)指令設(shè)定中斷標(biāo)志位。例如，當(dāng)外部控制設(shè)備的訪問(wèn) 指令為訪問(wèn)機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置200本機(jī)時(shí)，該中斷標(biāo)志位設(shè)置為數(shù)值0xAA(16進(jìn)制數(shù)），當(dāng) 外部控制設(shè)備的訪問(wèn)指令為訪問(wèn)列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)時(shí)，該中斷標(biāo)志位設(shè)置為數(shù)值0x55(16進(jìn)制 數(shù)）。
[0084] 這樣，當(dāng)外部控制設(shè)備對(duì)機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置200運(yùn)行狀態(tài)（如車(chē)尾溫度、制動(dòng)狀態(tài) 等）監(jiān)控或者下載數(shù)據(jù)時(shí)，外部控制設(shè)備通過(guò)串口通信控制模塊229向數(shù)據(jù)采集控制模塊 224發(fā)送訪問(wèn)指令，中斷標(biāo)志位設(shè)置為數(shù)值0xAA(16進(jìn)制數(shù)）。中斷控制模塊228根據(jù)中斷 標(biāo)志位的數(shù)值進(jìn)行判斷，發(fā)出數(shù)據(jù)采集控制模塊224與列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)之間數(shù)據(jù)交換的中斷 消息，使數(shù)據(jù)采集控制模塊224進(jìn)入監(jiān)視數(shù)據(jù)（調(diào)試）模式。
[0085] 當(dāng)外部控制設(shè)備對(duì)列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的進(jìn)行監(jiān)控或者下載時(shí)，外部控制設(shè)備通過(guò) 串口通信控制模塊229向數(shù)據(jù)采集控制模塊224發(fā)送訪問(wèn)指令，中斷標(biāo)志位設(shè)置為數(shù)值 0x55 (16進(jìn)制數(shù)）。中斷控制模塊228根據(jù)中斷標(biāo)志位的數(shù)值進(jìn)行判斷，發(fā)出數(shù)據(jù)采集控制 模塊224與主處理單元21之間數(shù)據(jù)交換的中斷消息，使數(shù)據(jù)采集控制模塊224進(jìn)入采集數(shù) 據(jù)模式。
[0086] 此時(shí)，數(shù)據(jù)采集控制模塊224中的從列車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)獲取數(shù)據(jù)，通過(guò)串口通信控制模 塊229的串并口協(xié)議轉(zhuǎn)換，發(fā)送給外部控制設(shè)備。在此過(guò)程中，機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置200完 成兩次協(xié)議轉(zhuǎn)換，一次出現(xiàn)在通信模塊（本實(shí)施例中為主通信控制模塊251和備通信控制 模塊261)處，通信模塊將L0N通信協(xié)議轉(zhuǎn)換成并口協(xié)議；第二次出現(xiàn)在串口通信控制模塊 229處，其將并口協(xié)議轉(zhuǎn)換成串口協(xié)議。
[0087] 圖5是L0N通道單元23的一個(gè)具體示例。在圖5中通信控制模塊和適配模塊分 別為智能收發(fā)器和通信變壓器。其中，智能收發(fā)器采用FT5000,通信變壓器采用FT-X3。 FT5000具有IIC、SPI和并行總線(xiàn)方式，方便主處理單元選型，并且通信速率大大提高，速度 最大提升至目前的16倍。其供電電壓為3. 3V，可以降低整個(gè)電路板的功耗。
[0088] 類(lèi)似的，也可以采用FT3150和FT-X1的組合方式組成L0N通道單元。需要說(shuō)明的 是，圖5所示的FT5000和FT-X3組合方式也可以適用于實(shí)施例一。
[0089] 為便于觀察2路L0N通道的工作狀態(tài)，本實(shí)施例中進(jìn)一步增加了狀態(tài)指示燈。圖6 是所述狀態(tài)指示燈電路示意圖。由于本發(fā)明2路L0N通道所提供的狀態(tài)指示燈相對(duì)應(yīng)，因 此僅示出一組狀態(tài)指示燈的連接關(guān)系。
[0090] 以主用L0N通道25 (其主通信控制模塊251采用FT5000)為例進(jìn)行說(shuō)明。如圖6 所示，指示燈HL1設(shè)置在FT5000的發(fā)送管腳ΤΧ0Ν與3. 3V電源之間，指示燈HL3設(shè)置在接收 管腳RX0N與3. 3V電源之間，以指示FT5000的收發(fā)狀態(tài)。其中，收發(fā)管腳的電平由FT5000 芯片本身內(nèi)部結(jié)構(gòu)確定。指示燈HL2設(shè)置在FT5000的SVC管腳與3. 3V電源之間。指示燈 HL2常亮表示FT5000無(wú)應(yīng)用程序或硬件故障，常滅則表示正常。
[0091] 此外，SVC管腳通過(guò)開(kāi)關(guān)K1接地。當(dāng)開(kāi)關(guān)K1閉合，SVC管腳電平拉低，F(xiàn)T5000會(huì) 自動(dòng)發(fā)送ID給L0N網(wǎng)絡(luò)，便于組網(wǎng)/診斷或下載工具進(jìn)行識(shí)別。
[0092] 通道控制模塊與3. 3V電源之間連接指示燈HL4,指示其與FT5000通訊是否正常。
[0093] 其中，指示燈HL1-HL4詳細(xì)的狀態(tài)如表1所示。
[0094] 表 1
[0095]

【權(quán)利要求】
1. 一種機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置，其特征在于，包括 LON通道單元，其連接至列車(chē)LON網(wǎng)絡(luò)，用于完成所述機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置和列車(chē)LON網(wǎng) 絡(luò)之間的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換； 通道控制單元，其與LON通道單元連接，以控制LON通道單元的工作狀態(tài)； 其中，所述LON通道單元包括與列車(chē)LON網(wǎng)絡(luò)連接的主用LON通道和備用LON通道，所 述通道控制單元選擇其中一個(gè)通道作為工作通道，并通過(guò)所述工作通道與列車(chē)LON網(wǎng)絡(luò)進(jìn) 行雙向數(shù)據(jù)交換。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置，其特征在于，所述通道控制單元包括 主用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，其為主用LON通道提供緩存數(shù)據(jù)，用于存儲(chǔ)通道控制單元與列車(chē)LON 網(wǎng)絡(luò)之間的待交換數(shù)據(jù)； 備用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，其為備用LON通道提供緩存數(shù)據(jù)，用于存儲(chǔ)所述待交換數(shù)據(jù)的備份 數(shù)據(jù)； 通道選擇模塊，其根據(jù)為主用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和備用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)分別設(shè)定的訪問(wèn)標(biāo)志來(lái)從 主用LON通道和備用LON通道中選定工作通道，并將選定的工作通道對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中 的待交換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至工作通道，以及/或者 從選定的工作通道獲取來(lái)自列車(chē)LON網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)寫(xiě)入對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)緩存區(qū)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置，其特征在于，所述通道選擇模塊根據(jù)所 述訪問(wèn)標(biāo)志的變化選定工作通道， 其中，在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)訪問(wèn)成功的情況下其訪問(wèn)標(biāo)志發(fā)生改變，以指示其對(duì)應(yīng)的LON通 道為正常工作狀態(tài)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置，其特征在于，所述通道選擇模塊還用 于在主用LON通道和備用LON通道均訪問(wèn)失敗的情況下再次循環(huán)選擇工作通道。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括主處理單元，用 于通過(guò)通道控制單元向列車(chē)LON網(wǎng)絡(luò)發(fā)布控制指令，獲取列車(chē)LON網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)； 所述通道控制單元進(jìn)一步包括串口通信控制模塊、數(shù)據(jù)采集控制模塊和中斷控制模 塊，其中， 串口通信模塊通過(guò)串行接口與外部控制設(shè)備連接，以使得外部控制設(shè)備通過(guò)通道選擇 模塊選定的工作通道獲取列車(chē)LON網(wǎng)絡(luò)中其他車(chē)重聯(lián)通訊裝置的數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)采集控制模塊響應(yīng)于中斷控制模塊提供的中斷消息控制外部控制設(shè)備通過(guò)串口 通信控制模塊訪問(wèn)主處理單元，或者通過(guò)串口通信控制模塊采集列車(chē)LON網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置，其特征在于，所述通道控制 單元進(jìn)一步包括邏輯控制模塊、雙端口存儲(chǔ)模塊和存儲(chǔ)控制模塊，其中， 邏輯控制模塊連接在主處理單元和存儲(chǔ)控制模塊之間，以根據(jù)主處理單元的讀寫(xiě)指令 為存儲(chǔ)控制模塊提供控制邏輯； 雙端口存儲(chǔ)模塊連接在主處理單元和存儲(chǔ)控制模塊之間，主處理單元和存儲(chǔ)控制模塊 基于所述控制邏輯對(duì)所述雙端口存儲(chǔ)模塊進(jìn)行讀寫(xiě)操作。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊裝置，其特征在于，所述LON通道包括 通信控制模塊，其連接所述通道控制單元，用于完成通道控制單元與列車(chē)LON網(wǎng)絡(luò)的 數(shù)據(jù)交換和通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換； 適配模塊，其與列車(chē)LON網(wǎng)絡(luò)的通訊介質(zhì)相配合，連接所述通信控制模塊與列車(chē)LON網(wǎng) 絡(luò)。
8. -種機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊控制方法，其特征在于，包括以下步驟： 分別為主用L0N通道和備用L0N通道對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)預(yù)設(shè)用于指示L0N通道工作狀 態(tài)的訪問(wèn)標(biāo)志； 根據(jù)訪問(wèn)標(biāo)志判斷主用L0N通道和備用L0N通道的工作狀態(tài)，選定工作通道用于與列 車(chē)L0N網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊控制方法，其特征在于，所述根據(jù)訪問(wèn)標(biāo)志判 斷主用L0N通道和備用L0N通道的工作狀態(tài)包括 訪問(wèn)主用L0N通道對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，在訪問(wèn)成功的情況下，改變其訪問(wèn)標(biāo)識(shí)； 判斷主用L0N通道的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的訪問(wèn)標(biāo)識(shí)是否發(fā)生改變，若是，則選定主用L0N通道 為工作通道； 若否，則訪問(wèn)備用L0N通道對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，在訪問(wèn)成功的情況下，改變其訪問(wèn)標(biāo) 識(shí)； 判斷備用L0N通道的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的訪問(wèn)標(biāo)識(shí)是否發(fā)生改變，若是，則選定備用L0N通道 為工作通道。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的機(jī)車(chē)重聯(lián)通訊控制方法，其特征在于，還包括 在主用L0N通道和備用L0N通道均訪問(wèn)失敗的情況下再次循環(huán)選擇工作通道。
【文檔編號(hào)】H04L12/40GK104301080SQ201410478307
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】馮炳, 劉松柏, 楊棟新, 張東方, 班立權(quán), 何良, 代宏澤, 肖健 申請(qǐng)人:株洲南車(chē)時(shí)代電氣股份有限公司