网关地址映射方法、网关及列车网络系统技术方案

本发明专利技术提供了一种网关地址映射方法、网关及列车网络系统。该方法基于节点位置信息将节点索引目录表映射成物理地址表，基于节点属性信息将节点索引目录表映射成逻辑地址表；网关向第二网络总线发送第一网络节点的物理地址和逻辑地址以及按照对应地址表存储的数据。该方法可进行逻辑地址映射和物理地址映射，可以根据第一总线上传输的报文数据用途以及报文类型不同，对各个网关节点发送的报文数据节点地址实现不同的地址映射。该方法可被配置在网关，所述网关包括数据交互模块、节点索引目录映射模块、数据采集模块、物理地址计算模块、逻辑地址计算模块和过程数据编组模块。该网关可以进一步应用于列车网络。

Gateway Address Mapping Method, Gateway and Train Network System

【技术实现步骤摘要】
网关地址映射方法、网关及列车网络系统
本专利技术属于数据通信
，具体涉及一种网关地址映射方法、网关及列车网络系统。
技术介绍
列车通信网络(TCN)已经成为现代高速动车组和城轨车辆的关键技术之一，TCN标准中将车载列车网络的层次结构分为两级总线架构，列车级绞线式列车总线(WTB)和车辆级多功能车辆总线(MVB)。作为两级网络总线互联的桥梁，TCN网关负责完成两级总线之间数据传输和协议的转换，涵盖TCN网络通信技术规定的所有内容。TCN标准主要以WTB总线上的网关(节点)为研究对象，规定了WTB总线上的节点之间的通信机制，对于上层应用的交互数据信息如在WTB总线上传送的报文格式，列车编组位置信息、车辆寻址算法以及稳态通信时的列车级通信协议均没有明确约定，这会造成不同厂商设计制造的列车之间无法实现动态编组和互联互通。为了满足上层车辆应用的需求，国际铁路联盟提出了UIC556标准以及国内提出了动车组网络初运行及互联互通控制规范。虽然这两种规范标准对上层应用交互的报文数据进行了规范，但是对TCN网关转发到MVB总线上不同节点的报文数据的映射规范未做细致说明，使得现有的列车网络应用技术存在以下缺点：1)与TCN网关连接到同一MVB总线上的网络系统其它子设备还需要对TCN网关发送的报文数据进行二次地址识别，加重了程序开发的复杂度。2)在TCN网关发生故障时，现有地址映射方式无法立刻识别出故障节点的位置，不利于故障诊断处理。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种网关地址映射方法、网关及列车网络系统，该方法、网关和网络系统可以进行逻辑地址映射和物理地址映射，可以提高网络总线间数据通信的可靠性和稳定性。为解决所述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：网关地址映射方法，用于第一网络总线到第二网络总线的数据映射，所述第一网络总线包括多个第一网络节点，网关地址映射方法包括以下步骤：获取第一网络总线的拓扑状态信息及各第一网络节点的报文数据；依据第一网络总线的拓扑状态信息计算节点索引目录表，所述节点索引目录表按节点顺序位置存储第一网络总线报文数据；采集第一网络节点的配置信息，所述配置信息包括节点位置信息和第一网络总线各节点属性信息；基于节点位置信息将节点索引目录表映射成物理地址表，基于节点属性信息将节点索引目录表映射成逻辑地址表；网关向第二网络总线发送第一网络节点的物理地址和逻辑地址以及按照对应地址表存储的数据。作为优选，进一步包括以下步骤，建立配置索引目录，用于存储第一网络节点的配置信息。作为优选，所述第一网络节点的报文数据包括状态报文和故障报文，对状态报文，按照逻辑地址存储并下发给第二网络总线，对故障报文，按照物理地址存储并下发给第二网络总线。作为优选，进一步包括以下步骤：检测激活指令信号是否有变化，并在激活指令信号发生变化后，重新映射计算逻辑地址表。作为优选，进一步包括以下步骤：对配置索引目录的数据进行有效性检查，并根据有效的配置位置信息将节点索引目录表映射计算成物理地址表。作为优选，进一步包括以下步骤：第一网络总线组态发生变化时，对第一网络总线发送到第二网络总线的数据进行锁存处理。本专利技术还提供一种网关，包括：数据交互模块：用于获取第一网络总线的拓扑状态信息；节点索引目录映射模块：用于计算第一网络总线节点索引目录表，以存储第一总线节点报文数据；数据采集模块：用于采集第一网络节点的配置信息，所述配置信息包括节点位置信息和第一网络总线各节点属性信息；物理地址计算模块：基于节点位置信息将节点索引目录表映射成物理地址表；逻辑地址计算模块：基于节点属性信息将节点索引目录表映射成逻辑地址表；过程数据编组模块：向第二网络总线发送第一网络节点的物理地址和逻辑地址以及按照对应地址表存储的数据。作为优选，还包括激活指令信号采集模块，用于采集激活指令信号是否发生变化，所述逻辑地址计算模块在有激活指令信号变化时，被触发为重新映射计算逻辑地址表。作为优选，还包括配置有效性检查模块，用于检测第一网络节点配置位置信息的有效性，并在检测到配置位置信息有效时，触发物理地址计算模块重新映射计算物理地址表。作为优选，还包括稳态运行检测模块，用于检测激活指令信号是否发生变化和第一网络总线的组态结构是否发生变化，并在激活指令信号和第一网络总线的组态结构发生变化时，触发过程数据编组模块对下发到第二网络总线的数据进行锁存。一种列车网络系统，包括上述网关。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本文提供了一种网关地址映射方法、网关和列车网络系统，该方法可进行逻辑地址映射和物理地址映射，可以根据第一总线上传输的报文数据用途以及报文类型不同，对各个网关节点发送的报文数据节点地址实现不同的地址映射。对各个网关节点发送的报文数据节点地址实现不同的地址映射，划分成的不同的映射地址能够准确有效实时的将第一网络总线的数据传递到第二网络总线，避免第二网络总线设备接收到数据后做复杂数据识别处理。将该网关地址映射方法应用于列车TCN网络，用于MVB总线和WTB总线的数据通信，可以降低与TCN网关在同一MVB总线上列车网络系统其它子设备程序开发的难度，在某个节点发生故障后也能够迅速识别到故障节点所在车辆的位置，提高列车网络控制系统开发的可靠性和稳定性。附图说明下面结合实施例及附图对本专利技术进一步详细说明：图1为本专利技术网关地址映射关系示意图；图2为本专利技术应用于列车TCN网络系统的网关地址映射关系示意图；图3为本专利技术网关地址映射方法流程图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术具体实施例中的技术方案进行详细、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术总的技术方案的部分具体实施方式，而非全部的实施方式。基于本专利技术的总的构思，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都落于本专利技术保护的范围。本专利技术属于网络通信
，设计一种不同网络总线间的数据通信技术。该技术具体可以被应用于列车TCN网络，可以高列车网络控制系统开发的可靠性和稳定性。本专利技术首先提供了一种网关地址的映射方法，该方法可以对第一网络总线的数据进行逻辑地址映射和物理地址映射，并基于逻辑地址和物理地址向第二网络总线发送数据。网关地址映射方法，可被配置在网关，所述网关连接第一网络总线和第二网络总线，具有第一网络总线接口和第二网络总线接口，用于第一网络总线到第二网络总线的数据交互。第一网络总线包括多个第一网络节点，第二网络总线包括多个第二网络总线子设备，所述网关进一步可实现第一网络总线节点间的数据通信，第二网络总线子设备间的数据交互。当第一网络总线的网络总线的组态发生变化时，需要重新进行地址映射，以保证第一网络总线和第二网络总线间的可靠数据通信。网关地址的映射方法具体包括以下步骤：获取第一网络总线的拓扑状态信息及各第一网络节点的报文数据；依据第一网络总线的拓扑状态信息计算节点索引目录表，所述节点索引目录表按节点顺序位置存储第一网络总线报文数据；采集第一网络节点的配置信息，所述配置信息包括节点位置信息和第一网络总线各节点属性信息；为了有效管理和查询配置信息，建立配置索引目录，用于存储第一网络节点的配置信息；基于节点位置信息将节点索引目录表映射成物理地址表，基于节点属性信息将节点索引目录表映射成逻辑地址表；网关向第二网络总线发送第一网络节点的物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.网关地址映射方法，用于第一网络总线到第二网络总线的数据映射，所述第一网络总线包括多个第一网络节点，其特征在于，所述方法包括以下步骤：获取第一网络总线的拓扑状态信息及各第一网络节点的报文数据；依据第一网络总线的拓扑状态信息计算节点索引目录表，所述节点索引目录表按节点顺序位置存储第一网络总线报文数据；采集第一网络节点的配置信息，所述配置信息包括节点位置信息和第一网络总线各节点属性信息；基于节点位置信息将节点索引目录表映射成物理地址表，基于节点属性信息将节点索引目录表映射成逻辑地址表；网关向第二网络总线发送第一网络节点的物理地址和逻辑地址以及按照对应地址表存储的数据。

【技术特征摘要】
1.网关地址映射方法，用于第一网络总线到第二网络总线的数据映射，所述第一网络总线包括多个第一网络节点，其特征在于，所述方法包括以下步骤：获取第一网络总线的拓扑状态信息及各第一网络节点的报文数据；依据第一网络总线的拓扑状态信息计算节点索引目录表，所述节点索引目录表按节点顺序位置存储第一网络总线报文数据；采集第一网络节点的配置信息，所述配置信息包括节点位置信息和第一网络总线各节点属性信息；基于节点位置信息将节点索引目录表映射成物理地址表，基于节点属性信息将节点索引目录表映射成逻辑地址表；网关向第二网络总线发送第一网络节点的物理地址和逻辑地址以及按照对应地址表存储的数据。2.如权利要求1所述的网关地址映射方法，其特征在于，进一步包括以下步骤，建立配置索引目录，用于存储第一网络节点的配置信息。3.如权利要求1所述的网关地址映射方法，其特征在于，所述第一网络节点的报文数据包括状态报文和故障报文，对状态报文，按照逻辑地址存储并下发给第二网络总线，对故障报文，按照物理地址存储并下发给第二网络总线。4.如权利要求1所述的网关地址映射方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：检测激活指令信号是否有变化，并在激活指令信号发生变化后，重新映射计算逻辑地址表。5.如权利要求1所述的网关地址映射方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：对配置索引目录的位置数据进行有效性检查，并根据有效的位置数据信息将节点索引目录表映射计算成物理地址表。6.如权利要求1所述的网关地址映射方法，其特征在于，进一步包括以...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘成瑞，邹颖，王凯，帅园园，
申请(专利权)人：中车青岛四方车辆研究所有限公司，中车唐山机车车辆有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37