轨道交通通信网关及其数据传输方法技术

本发明专利技术涉及一种轨道交通通信网关及其数据传输方法，轨道交通通信网关包括了处理器核心板、网络通信网口和数据通信接口。其中，处理器核心板用于根据TSN协议实现车载设备和列车通信网的数据传输。处理器核心板通过网络通信接口与列车通信网实现数据传输；处理器核心板通过数据通信接口与车载设备实现数据传输。基于此，实现车载TSN通信数据的快速处理，满足轨道交通以太网对TSN的要求，并提高轨道交通通信性能。信性能。信性能。

【技术实现步骤摘要】
轨道交通通信网关及其数据传输方法


[0001]本专利技术涉及轨道交通通信
，特别是涉及一种轨道交通通信网关及其数据传输方法。

技术介绍

[0002]基于高速铁路对列车网络系统要求的不断提高，特别是现代列车装配有越来越多的智能子系统以实现更高的性能、安全性、更低的能耗和高舒适度的需求，同时也带来了诸多挑战。
[0003]目前列车中网络交换的需求主要包括：(1)列车运行管理核心部件，如牵引、制动、照明、电池、供热通风与空气调节、水箱、车门、监控、事件记录等设备的数据交换；(2)轴承温度、速度测量、和横向震动等传感器信息的收集；(3)旅客使用的通信网络。此外，列车网络还有对地通信的需求。
[0004]为了提高基于总线的列车通信系统能力，2014年，国际电工委员会颁布了IEC61375 2
‑
5(以太列车骨干网，ETB)和IEC61375 3
‑
4(以太列车组成网，ECN)，将以太网应用于高速列车，将列车网络骨干带宽从1.5M左右提升到100M，以求满足列车网络高带宽交换需求。
[0005]考虑减小电缆布线复杂性、缩短列车网络初始化(拓扑发现、地址分配等)时间以及提供故障冗余等因素，列车以太网骨干在每个车厢部署一个网关节点(又称ETBN节点)，这些节点首尾相连形成环形拓扑。
[0006]根据IEC61375
‑2‑
5标准，ETBN使用802.3以太网MAC，802.1Q VLAN以及802.1AB LLDP协议，由于ETB为环形拓扑，因此ETBN设备在列车初运行时不使用802.1D生成树技术，而采用列车拓扑发现协议(TTDP)。
[0007]然而，由于列车运行控制中存在周期性关键数据传输(如来自轴承温度和速度测量传感器数据)，带宽预约流量(CCTV的视频流量)以及其他best effort流量。而在ETB规范中，流量控制、入口速率控制和出口整形等技术仅作为可选项，因此难以满足关键流量的服务质量保证需求，同时也难以保证网络服务的实时性。

技术实现思路

[0008]基于此，有必要针对传统列车网络还存在的不足，提供一种轨道交通通信网关及其数据传输方法。
[0009]一种轨道交通通信网关，包括：
[0010]处理器核心板；
[0011]网络通信网口；
[0012]数据通信接口；
[0013]处理器核心板用于根据TSN协议实现车载设备和列车通信网的数据传输；其中，处理器核心板通过网络通信接口与列车通信网实现数据传输；处理器核心板通过数据通信接
口与车载设备实现数据传输。
[0014]上述的轨道交通通信网关，包括了处理器核心板、网络通信网口和数据通信接口。其中，处理器核心板用于根据TSN协议实现车载设备和列车通信网的数据传输。处理器核心板通过网络通信接口与列车通信网实现数据传输；处理器核心板通过数据通信接口与车载设备实现数据传输。基于此，实现车载TSN通信数据的快速处理，满足轨道交通以太网对TSN的要求，并提高轨道交通通信性能。
[0015]在其中一个实施例中，处理器核心板为ARM核心板。
[0016]在其中一个实施例中，ARM核心板包括双核ARM Cortex
‑
A72处理器。
[0017]在其中一个实施例中，ARM核心板还包括协处理器和SDRAM内存。
[0018]在其中一个实施例中，网络通信网口包括SGMII网口和/或QSGMII网口。
[0019]在其中一个实施例中，数据通信接口包括串口和/或CAN接口。
[0020]在其中一个实施例中，还包括：
[0021]以太网系统，用于为处理器核心板引出以太网通信。
[0022]在其中一个实施例中，还包括：
[0023]电源电路，用于为处理器核心板供电。
[0024]在其中一个实施例中，还包括：
[0025]复位电路，用于执行处理器核心板的复位操作。
[0026]一种轨道交通通信网关的数据传输方法，包括步骤：
[0027]对相关设备进行时间同步；其中，相关设备包括参与与轨道交通通信网关相关的实时通信的设备；
[0028]对相关设备执行调度和流量整形；
[0029]根据相关设备选择信道、信道预留和容错。
[0030]上述的轨道交通通信网关的数据传输方法，基于轨道交通通信网关对相关设备进行时间同步、并对相关设备执行调度和流量整形，根据相关设备选择信道、信道预留和容错。基于此，充分发挥轨道交通通信网关的通信能力，实现实时通信解决方案。提高轨道交通通信性能。
附图说明
[0031]图1为一实施方式的轨道交通通信网关模块结构图；
[0032]图2为另一实施方式的轨道交通通信网关模块结构图；
[0033]图3为一实施方式的轨道交通通信网关的数据传输方法流程图。
具体实施方式
[0034]为了更好地理解本专利技术的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例对本专利技术进行进一步的讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0035]本专利技术实施例提供了一种轨道交通通信网关。
[0036]图1为一实施方式的轨道交通通信网关模块结构图，如图1所示，一实施方式的轨道交通通信网关包括：
[0037]处理器核心板100；
[0038]网络通信网口101；
[0039]数据通信接口102；
[0040]处理器核心板100用于根据TSN(Time
‑
Sensitive Networking时间敏感网络)协议实现车载设备和列车通信网的数据传输；其中，处理器核心板100通过网络通信网口101与列车通信网实现数据传输；处理器核心板100通过数据通信接口102与车载设备实现数据传输。
[0041]其中，处理器核心板100通过TSN协议，实现车载设备与列车通信网的数据传输，以此实现数据交互。
[0042]在其中一个实施例中，TSN协议包括IEEE 802.1AS和IEEE 802.1Qbv协议，数据传输具体为：
[0043]处理器核心板100根据IEEE 802.1AS和IEEE 802.1Qbv协议，将由网络通信网口101接收的数据信号后，通过数据通信接口102发送给车载设备；以及，处理器核心板100根据IEEE 802.1AS和IEEE 802.1Qbv协议，将数据通信接口102接收的数据信号，通过网络通信网口101发送给列车通信网。
[0044]在其中一个实施例中，网络通信网口101包括SGMII网口和/或QSGMII网口。
[0045]在其中一个实施例中，数据通信接口102包括串口和/或CAN接口，用于接收和发送并行数据信号。
[0046]其中，TSN解决数据从主控TCMS到达各个车载设备的子设备，以及确保实时数据和非实时数据的共享一个网络。作为一个较本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轨道交通通信网关，其特征在于，包括：处理器核心板；网络通信网口；数据通信接口；所述处理器核心板用于根据TSN协议实现车载设备和列车通信网的数据传输；其中，所述处理器核心板通过所述网络通信接口与所述列车通信网实现数据传输；所述处理器核心板通过所述数据通信接口与所述车载设备实现数据传输。2.根据权利要求1所述的轨道交通通信网关，其特征在于，所述处理器核心板为ARM核心板。3.根据权利要求2所述的轨道交通通信网关，其特征在于，所述ARM核心板包括双核ARM Cortex
‑
A72处理器。4.根据权利要求2或3所述的轨道交通通信网关，其特征在于，所述ARM核心板还包括协处理器和SDRAM内存。5.根据权利要求1所述的轨道交通通信网关，其特征在于，所述网络通信网口包...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗仁胜，
申请(专利权)人：广州众志诚信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：