铁路动车运用所内数据可靠安全通信的方法技术

本发明专利技术公开了一种铁路动车运用所内数据可靠安全通信的方法，包括：设置无线通信模块，利用无线通信模块实现各个终端设备与接口服务器的数据交互；所述无线通信模块包括：多个5G通信模块与多个LoRa通信模块；其中，5G通信模块采用基于5G公网通信技术实现数据交互，每一所述5G通信模块能够支持一种5G网络运营商的网络；每一所述LoRa通信模块均支持LoRaWan协议。该方法通过5G通信模块与LoRa通信模块配合使用，既可以支持大数据吞吐量应用的高速稳定传输，也可以支持关键业务数据的多通道安全传输。传输。传输。

【技术实现步骤摘要】
铁路动车运用所内数据可靠安全通信的方法


[0001]本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种铁路动车运用所内数据可靠安全通信的方法。

技术介绍

[0002]现有动车运用所内铁路设备间的通信主要采用光纤或网线，存在工程实施难度大、成本高、维护难的问题。
[0003]目前，随着科技的进步，特别是无线通信技术与器件生产工艺的快速发展，无线通信在稳定性、安全性、数据吞吐量上都有很大的提高，其实施成本也有了较大的下降。因此，有必要研发针对铁路动车运用所内的无线通信方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种铁路动车运用所内数据可靠安全通信的方法，可以替代现有动车运用所内大量采用的铺埋光纤的通信方案，极大地简化相关项目的施工和维护成本，提高系统可用性与可靠性。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种铁路动车运用所内数据可靠安全通信的方法，包括：设置无线通信模块，利用无线通信模块实现各个终端设备与接口服务器的数据交互；
[0007]所述无线通信模块包括：多个5G通信模块与多个LoRa通信模块以及微控制单元；其中，5G通信模块采用基于5G公网通信技术实现数据交互，每一所述5G通信模块能够支持一种5G网络运营商的网络，配合微控制单元实现终端设备与接口服务器的数据交互；每一所述LoRa通信模块均支持LoRaWan协议，配合微控制单元实现终端设备与接口服务器的数据交互。
[0008]由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，采用了5G+LoRaWan无线通信技术方案用于铁路动车运用所内数据可靠、安全传输，可以替代现有基于有线设备传输的方案，极大地简化相关项目的施工和维护成本，提高系统可用性与可靠性。
附图说明
[0009]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0010]图1为本专利技术实施例提供的一种铁路动车运用所内数据可靠安全通信的方法的框架图；
[0011]图2为本专利技术实施例提供的5G通信方案的示意图；
[0012]图3为本专利技术实施例提供的LoRaWan的网络架构图
[0013]图4为本专利技术实施例提供的LoRaWan无线局域网通信方案的示意图；
[0014]图5为本专利技术实施例提供的融合的无线通信方案示意图。
具体实施方式
[0015]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0016]为了解决现有技术存在的技术问题，本专利技术针对铁路动车运用所设计了无线通信方案，在确保通信的稳定性、安全性的前提下，降低了工程实施的复杂度与实施成本；目前无线通信技术的特点如下：1)通过对CDMA及其演变技术的应用，无线通信的数据交换速率更快，延时更小。2)通过大规模智能天线技术和智能蜂窝网络规划技术，无线通信区域的覆盖面更大，通信无盲区。3)通过信道编码技术、智能流量控制等技术使无线通信更加稳定可靠。4)数据加密技术的应用为无线数据安全提供了强有力的保证。5)无线Internet网和无线局域组网的技术日趋成熟，多网融合技术联合应用成为趋势。
[0017]如图1所示，为本专利技术实施例提供的一种铁路动车运用所内数据可靠安全通信的方法的框架图，设置无线通信模块(Wireless Terminal)，利用无线通信模块实现各个终端设备(Equipment)与接口服务器(Interface SERVER)的数据交互。图1所示的网络是多对多，支持扁平化管理和多级网络管理，由终端设备的数目、数据交换方式、数据量的大小和数据交换方向选择适合的网络拓扑结构和参数。
[0018]所述无线通信模块是本方案的核心技术，无线终端通信模块的设计是保证通信的可靠性、稳定性和安全性的基础。
[0019]本专利技术实施例中，无线通信模块同时采用了两种无线通信方式。第一种通信方式基于5G公网通信技术，通过集成多个5G公网网络达到高速数据的高速率、高稳定性、高安全性的交互。第二种方式是采用基于LoRaWan无线局域网通信技术，用于对低速关键数据的可靠传输，以保证关键业务数据可以安全可靠通信。
[0020]下面针对这两种无线通信方案，以及融合的无线通信方案进行介绍。
[0021]一、5G通信方案实现。
[0022]第五代移动通信技术(5th generation mobile networks或5th generation wireless systems、5th
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Generation，简称5G或5G技术)是最新一代蜂窝移动通信技术，也是继4G(LTE
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A、WiMax)、3G(UMTS、LTE)和2G(GSM)系统之后的延伸。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。ITU IMT
‑
2020规范要求5G理想状态下端到端时延1ms，典型时延控制在10ms之内，通信时延可缩短约1个量级。平均带宽为几个Gbps，最高可达20Gbit/s，通信传输速率提升2个量级以上。
[0023]如图2所示，无线通信模块中集成了多个5G通信模块，可以同时支持不同运营商的多个网络同时在线。本专利技术实施例中，每一所述5G通信模块能够支持一种5G网络运营商的网络，在实施阶段，多个通信模块都采用同一个网络运营商网络，也可以采用不同网络运营商网络。
[0024]相应的，无线通信模块中还设置微控制单元(MCU)，它与所有5G通信模块连接，负
责在应用层对多种应用数据的分包与组包，支持对同一个应用的同一种数据备份发送与接收，也支持对高速数据的分包/组包以支持大容量的吞吐。
[0025]本专利技术实施例中，微控制单元采用高速、高性能DSP器件，完成高速数据的处理，支持200Mbit/s以上的应用数据的组包、分包、加密与解密；在软件设计方面，支持系统指定配置和根据应用层协议自适应指派传输模式、组包分包方式、以及加密解密方式。
[0026]引入5G通信模块，使得大数据吞吐量应用，诸如实时视频采录观看、高清图片采集、实时语音数据传输等都可以安全稳定的实现。
[0027]二、基于LoRaWan无线局域网通信方案实现。
[0028]LoRa(Long Range Radio，远程无线电)是最近广泛应用的低功耗局域网无线物理层标准。LoRa最大特点就是在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一，它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3
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5倍。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁路动车运用所内数据可靠安全通信的方法，其特征在于，包括：设置无线通信模块，利用无线通信模块实现各个终端设备与接口服务器的数据交互；所述无线通信模块包括：多个5G通信模块与多个LoRa通信模块以及微控制单元；其中，5G通信模块采用基于5G公网通信技术实现数据交互，每一所述5G通信模块能够支持一种5G网络运营商的网络，配合微控制单元实现终端设备与接口服务器的数据交互；每一所述LoRa通信模块均支持LoRaWan协议，配合微控制单元实现终端设备与接口服务器的数据交互。2.根据权利要求1所述的一种铁路动车运用所内数据可靠安全通信的方法，其特征在于，微控制单元与所有5G通...

【专利技术属性】
技术研发人员：李其昌，张华，赵然，林炳跃，崔莹莹，王琳，寇亚洲，孙洋，王飞，付紫彪，赵佳丽，张辉，闫石，富德佶，赵刚，谢智多，杨勇，高强，栾先锋，刘隽，常浩，朱超平，刘珍珍，张雪，王磊，霍庆港，马元，胡启正，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司北京华铁信息技术有限公司北京锐驰国铁智能运输系统工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：