高速動車組網絡系統的mvb/eth網關設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種用于軌道交通車輛網絡連接和網絡控制領域，具體涉及一種 高速動車組網絡系統的MVB/ETH網關設備。
【背景技術】
[0002] 現有的CRH3型動車組MVB網關采用TCN網絡控制技術，TCN(IEC61375)標準適用 于CRH3型列車的數據通信，它包括車輛與車輛間的數據通信及車輛內的數據通信。TCN列 車總線廣泛應用于鐵路機車車輛、動車組及城軌車輛中，CRH1/3/5列車均使用TCN系統。
[0003] TCN列車總線一般分為兩部分：MVB (多功能車輛總線）和WTB (絞線式列車總線）。 其中，WTB使用專用屏蔽雙絞線電纜。電線的布置采用冗余原則，在車輛的每一側各有一根 電纜，以適應頻繁改變其組成的列車組。MVB可使用雙絞線或光纖介質，不同的介質可以直 接通過中繼器互相連接。MVB由一個集中的總線控制器控制。
[0004] TCN列車層次結構為：每節車有一個WTB/MVB網關節點，各節車之間的網關節點通 過WTB列車總線互聯起來。這樣，每節車既可以單獨通過MVB總線進行控制，又可以通過網 關控制其它車輛或者接收其它車輛的運行命令。只要協調好每節車輛之間的控制關系，就 可以實現整列車的控制。
[0005] 現有的高速動車組網絡系統單純使用MVB網絡存在如下不足：通用性差，MVB標準 實現困難、成本高、設備復雜且容錯能力較差。為此，同時采用ETH網絡與MVB網絡是高速 軌道車輛中網絡發展的必然趨勢。而現有技術中還沒有提出用于ETH網絡和MVB網絡之間 進行連接的網關設備。 【實用新型內容】
[0006] 為了解決如上現有技術的問題，本實用新型的發明目的在于提供一種穩定可靠地 實現ETH網絡與MVB網絡之間通訊的高速動車組網絡系統的MVB/ETH網關設備。
[0007] 為了實現上述的發明目的，本實用新型采用如下的技術方案。
[0008] 一種高速動車組網絡系統的MVB/ETH網關設備，所述MVB/ETH網關設備設置于所 述高速動車組內并用于所述高速動車組內MVB網絡和ETH網絡之間的通訊，且所述MVB/ETH 網關設備至少包括：控制板卡，其用于控制MVB網絡與ETH網絡之間的通訊；信息塊傳輸端 板卡，其具有用于與相鄰的車輛中的MVB/ETH網關設備連接的多個ETH網絡接口；第一交換 機板卡，其具有用于與所述MVB/ETH網關設備所安裝的車輛內的各ETH網絡設備連接的多 個ETH網絡接口；以及電源板卡，其用于為所述MVB/ETH網關設備提供電源。上述方案提供 了實現本實用新型的MVB/ETH網關設備的基本技術方案。
[0009] 進一步地，所述MVB/ETH網關設備還包括用于調試的第二交換機板卡，其具有至 少一個用于調試所述MVB/ETH網關設備的ETH網絡接口。這樣能夠提高本實用新型的MVB/ ETH網關設備的可靠性，方便維護。
[0010] 優選地，所述控制板卡、信息塊傳輸端板卡和所述第一交換機板卡也分別具有至 少一個用于調試的ETH網絡接口。
[0011] 優選地，所述MVB/ETH網關設備具有多個第一交換機板卡，所述多個第一交換機 板卡并聯/串聯設置。
[0012] 具體地，所述控制板卡為CPU板卡，該CPU板卡具有至少兩個ETH網絡接口和至少 兩個MVB網絡接口。需要說明的是，該CPU板卡為中央處理器板卡，其至少應該具有轉換網 絡數據傳輸標準并處理網絡傳輸數據的功能。
[0013] 優選地，僅在所述高速動車組的一個車輛中設置一個所述MVB/ETH網關設備，所 述高速動車組中的ETH網絡設備均通過該MVB/ETH網關設置與MVB網絡進行通訊。
[0014] 優選地，所述MVB/ETH網關設備的長、寬、高的尺寸的比的范圍在3.5 :1 :1. 5至 3.7 :1 :1. 8。所述MVB/ETH網關設備的重量不超過5千克。
[0015] 優選地，為了避免電源對其它部件工作性能的影響，所述電源板卡為屏蔽電源板 卡。
[0016] 更進一步優選地，所述信息塊傳輸端板卡具有4個ETH網絡接口和1個調試接口； 所述第一交換機板卡具有7個ETH網絡接口；并且所述電源板卡具有1個電源輸入接口。
[0017] 在這里需要說明的是，上述MVB網絡即在【背景技術】中所說明的多功能車輛總線， 而ETH網絡則為工業ETH網絡。
[0018] 通過采用上述技術方案，本實用新型提供了一種穩定可靠地實現ETH網絡與MVB 網絡之間通訊的高速動車組網絡系統的MVB/ETH網關設備。
【附圖說明】
[0019] 下面，將結合附圖對本實用新型的優選實施方式進行進一步詳細的說明，其中：
[0020] 圖1示出了本實用新型的MVB/ETH網關設備在高速動車組中連接結構示意圖；
[0021] 圖2示出了本實用新型的MVB/ETH網關設備的外觀示意圖；
[0022] 圖3示出了包括本實用新型的MVB/ETH網關設備的高速動車組部分網絡的拓撲結 構示意圖；
[0023] 圖4示出了電源接口和ETH網絡接口的接口示意圖；
[0024] 圖5示出了本實用新型的MVB/ETH網關設備的軟件工作流程圖。
【具體實施方式】
[0025] 為使本實用新型的實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用 新型的實施例中的附圖，對本實用新型的實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯 然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新 型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施 例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0026] 首先對工業ETH網絡進行簡要的說明。工業ETH網絡提供了針對制造業控制網絡 的數據傳輸的ETH網絡標準。該技術基于工業標準，利用了交換ETH網絡結構，具有很高的 網絡安全性、可操作性和實效性，最大限度地滿足了用戶和生產廠商的需求。工業ETH網 絡的低成本、高時效、高擴展性及高智能等特點，使其廣泛的應用于工業的各個領域。新的 IEC61375標準中將ETH網絡列入了車輛網和列車網，本實用新型就是針對具有車載ETH網 絡情況下提供一種可以MVB網絡與ETH網路之間的通訊的MVB/ETH網關設備。
[0027] 下面結合說明書附圖對本實用新型的MVB/ETH網關設備進行詳細的說明。其中 圖1示出了本實用新型的MVB/ETH網關設備在高速動車組中連接結構示意圖，其中示出了 MVB/ETH網關設備在高速動車組的網絡系統的連接位置；圖2示出了本實用新型的MVB/ETH 網關設備的外觀示意圖，其中僅示出了該MVB/ETH網關設備一方向的視圖；圖3示出了包括 本實用新型的MVB/ETH網關設備的高速動車組部分網絡的拓撲結構示意圖，以利于本領域 技術人員對MVB/ETH網關設備的具體拓撲結構進行理解。
[0028] 本實用新型的MVB/ETH網關用于接收列車網絡的MVB數據，轉發到ETH網絡設備， 或將ETH網絡的設備轉發至MVB網絡（但需要提前進行相關配置），并用于形成列車ETH網 絡總線，連接各車輛的ETH網絡，以及車輛上的各控制設備ETH網絡接口。
[0029] MVB/ETH網關設備可以僅包括作為控制板卡的CPU板卡、作為信息塊傳輸端板卡 的ETB板卡、電源板卡和第一交換機板卡四種模塊組成，當高速動車組具有8節車輛時，并 且需要在各車輛中安裝MVB/ETH網關設備的情況下，在1車和8車中將MVB/ETH網關設備 優選安裝于司機室電器柜；在2-7車中將MVB/ETH網關設備優選地安裝于乘客室電器柜。 MVB/ETH網關設備的殼體的示意圖如附圖2所示，設備重量約5千克，尺寸為：
[0030] 482. 5 (長）X 132 (寬）X 240 (高），單位：毫米（mm)
[0031] 下面對本實施方式中的MVB/ETH網關設備的各板卡的功能說明如下：
[0032] I) ETB板卡（信息塊傳輸端板卡）：實現ETH網絡列車級通訊功能。該板卡具有4 個ETH網絡接口（M12)，分別與相鄰的車輛的ETH網絡網關連接；并保留了一個調試與管理 接口（RS232)。
[0033] 2) PWR板卡（電源板卡）：將DCllOV轉換為各板卡用電。該板卡具有1個電源輸 入接口（Ml2 A-Code Male)。
[0034] 3) CPU板卡：實現了 MVB網絡與ETH網絡轉換功能，優選地僅在頭車配置。該板卡 具有兩個ETH網絡接口（Μ12 D-Code Female，下同），用于調試；還有2個MVB接口，用于 MVB網絡通訊。
[0035] 4) SWT1-SWT4板卡（第一交換機板卡）：實現ETH網絡車輛級通訊功能。每個板卡 (SWT1-SWT 4)具有7個ETH網絡接口（M12)，用于連接本車輛內的各設備，即車輛級最多連 接28個設備。
[0036] 5) SWT5板卡（第二交換機板卡）具有2個ETH網絡接口（RJ45)，用于調試作用。
[0037] 另外需要說明的是，電源是設備工作的動力來源，同時還要適應苛刻的車載供電 條件，如電壓波動大、突然斷電、負載變化大、發熱大等，電源設計不合理，既可能由于供電 電源不穩定引起板卡不能工作或損壞板卡，還可能造成各種各樣比較隱蔽、難以復現排查 的故障，使用戶形成系統工作不穩定的印象，因此完成優秀的電源設計是保證設備穩定性 和安全性的重要前提。高速動車組直流母線供電為DC110V。電源為DC110V/DC5V電源，將 外界輸入直流電源轉換成常用直流工作電壓，使用隔離電源模塊將電壓轉換成各元器件工 作需要的電壓范圍，保證單個板卡的電源不正常不至于影響其它板卡的工作，有利于保護 板卡和快速定位板卡故障。其中中央處理器設掉電通知和延時保護功能。
[0038] 而中央處理器板卡是本實用新型的MVB/ETH網關設備的核心，使用傳統的單片機 已完全不能滿足系統設計的大量數據運算處理、存儲和發送的需求，考