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1、10申请公布号CN104065746A43申请公布日20140924CN104065746A21申请号201410322470X22申请日20140708H04L29/08200601H04L12/28200601H04L9/3220060171申请人上海自仪泰雷兹交通自动化系统有限公司地址201206上海市浦东新区金海路1000号28号楼72发明人许宝林邬利挺54发明名称车载信号系统以太网安全数据通信单元57摘要本发明公开了一种车载信号系统以太网安全数据通信单元,基于OBRU,包括驾驶室显示单元、加密解密单元、数据通信系统和电源供应,外接MPU和TOD,所述车载信号系统以太网安全数据通信单元。
2、还包括以太网接口,通过所述以太网接口连接所述MPU和TOD。本发明在原有OBRU的基础上采用了以太网的通讯方式,传输信息量大大增加,使得新研制的列车自动控制系统大量运用以太网。同时,能相应地减少一块MPU内的处理器板卡的应用,节约了成本。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图3页10申请公布号CN104065746ACN104065746A1/1页21一种车载信号系统以太网安全数据通信单元,基于OBRU,包括驾驶室显示单元、加密解密单元、数据通信系统和电源供应,外接MPU和TOD,其特征在于,所述车载信号系统以。
3、太网安全数据通信单元还包括以太网接口,通过所述以太网接口连接所述MPU和TOD。2根据权利要求1所述的车载信号系统以太网安全数据通信单元,其特征在于,所述以太网接口连接到交换机,通过交换机与所述MPU和TOD传输数据。3根据权利要求1所述的车载信号系统以太网安全数据通信单元,其特征在于,所述驾驶室显示单元将与加密解密单元连接的以太网接口引到前面板,并在前面板上增加一个M12的以太网接头。权利要求书CN104065746A1/3页3车载信号系统以太网安全数据通信单元技术领域0001本发明涉及一种应用于轨道交通信号系统的车载信号系统以太网安全数据通信单元。背景技术0002车载无线单元OBRU是车载。
4、设备VOBC的重要组成部分,分别位于列车的两头。车载无线单元OBRU主要由四个部分组成,这四个主要的部分分别为驾驶室显示单元CDU、数据的加密解密装置SD、数据通信系统DCS、电源供应PS。车载无线单元OBRU的四个主要组成部分通过OBRU的母板进行数据和信息的交互。OBRU实物布局如下图1所示。在OBRU前视图中从左向右依次为加密解密单元,补空板,三块电源板,三块电源板分别提供24V、5V和12V的电源,再向右上部分为驾驶室显示单元CDU,下部分为数据通信系统DCS无线单元。0003OBRU的主要功能包括提供电压控制和电源滤波,向车载控制器VOBC提供控制器局域网络CAN接口,向驾驶室显示单。
5、元CDU提供RS422接口,提供3个附加的RS422空余接口,通过天线和轨旁设备进行无线通信,为车载设备的按钮和开关提供16路输入,向外提供16路输出。0004驾驶室显示单元CDU是车载无线单元OBRU的重要组成部分,CDU的主要有CDU与车载控制器VOBC中的主处理单元MPU使用CAN总线进行数据的双向通信;提供一路RS422接口和驾驶室显示单元进行通讯;与加密解密单元SD使用以太网进行通讯并将这个信号使用CAN总线传给车载控制器VOBC;提供16路的远程输出;探测16路远程输入;提供了一个自动电源控制;提供了几路多余的RS422信号以备后用。0005加密解密单元SD的主处理器就是一块奔腾处。
6、理器板卡。该奔腾板有3个以太网接口以太网LAN1位于奔腾板的前面板,进行程序的下载和调试;以太网端口LAN2被用来与数据传输系统DCS进行通信,以太网端口LAN3被用来与CDU板进行通信。数据通过天线的输入输出都要经过加密解密单元,该单元的主要功能是防止通过天线的数据被干扰比如手机信号等。0006数据传输系统单元DCS主要是和轨旁设备进行无线通信,它有一路以太网信号和加密解密单元SD进行通信,它和轨旁设备通过天线进行通信。它向外连接两根天线。3块DCDC电源模块分别为OBRU提供了24V、5V和12V电源。原有OBRU的系统框图如图2所示。0007主处理单元MPU是车载设备的一部分,MPU子架。
7、包含了3块嵌入式奔腾赛扬M处理器EPCM板卡,一个以太网通道选择开关CSS,2个以太网转CAN转换器E2CC。0008车载MPU子架有以下功能有3个EPCM板卡两两使用以太网环通过母板进行连接;每个EPCM板卡通过CAN总线和外围处理单元PPU上的外围接口控制和通讯PICC进行通讯;通过通道选择开关将任意两个通过以太网连接到E2CC;以太网转CAN模块E2CC提供了一个额外的以太网和CAN接口;2个E2CC的CAN接口分别与近端和远端的无线通讯说明书CN104065746A2/3页4单元OBRU进行通讯。这是原有的三取二2OO32OUTOF3的系统配置,如图3。0009因此,为了匹配新系统,需。
8、对OBRU进行新的设计,这是本申请人努力的方向。发明内容0010本发明的目的在于提供一种车载信号系统以太网安全数据通信单元,在原有OBRU的基础上采用了以太网的通讯方式,传输信息量大大增加,使得新研制的列车自动控制系统大量运用以太网。同时,能相应地减少一块MPU内的处理器板卡的应用,节约了成本。0011实现上述目的的技术方案是0012一种车载信号系统以太网安全数据通信单元,基于OBRU,包括驾驶室显示单元、加密解密单元、数据通信系统和电源供应,外接MPU和TOD,所述车载信号系统以太网安全数据通信单元还包括以太网接口,通过所述以太网接口连接所述MPU和TOD。0013上述的车载信号系统以太网安。
9、全数据通信单元中,所述以太网接口连接到交换机,通过交换机与所述MPU和TOD传输数据。0014上述的车载信号系统以太网安全数据通信单元中,所述驾驶室显示单元将与加密解密单元连接的以太网接口引到前面板,并在前面板上增加一个M12的以太网接头。0015本发明的有益效果是本发明在原有OBRU的基础上,采用了以太网的通讯方式进行设计,从而在不降低系统安全性的前提下大大增加了传输信息量,从而使得新研制的列车自动控制系统得以大量运用以太网。同时,本发明的有效设计,能相应地使得MPU子架内的处理器板卡由3块改为两块,节约了成本。附图说明0016图1是车载无线单元结构的前视图;0017图2是现有OBRU的系统。
10、框图;0018图3是车载MPU子架三取二系统配置图;0019图4是新的列车自动控制系统的连线示意图。具体实施方式0020下面将结合附图对本发明作进一步说明。0021CAN现场总线作为一种面向工业底层控制的通信网络,不能与INTERNET互联,不能实现远程信息共享。其次,它不易与上位控制机直接接口,CAN现场总线无论其通信距离还是通信速率都无法和以太网相比。0022因此,在新研制的基于通信的列车自动控制系统CBTC20系统中大量使用了以太网的传输方式,本发明是提供在CBTC20系统中对原有车载无线单元OBRU系统的整改设计方案。0023请参阅图4,为新的列车自动控制系统的连线示意图。图中,SW表。
11、示交换机,PSU表示供电电源,SA表示通讯单元,ETH表示以太网通讯;新系统的架构主要改动为,主处理单元MPU子架内的处理器板卡由3块改为两块。0024图中在CBTC20中设计了新的驾驶室显示单元TOD,驾驶室显示单元TOD的通讯方式由以前的RS422接口改为了以太网的通讯方式,于是对MPU和OBRU的通讯方式进行说明书CN104065746A3/3页5了整改,主处理单元子架MPU与无线通讯单元OBRU不在进行CAN通讯,而是采用了以太网进行传输数据,通过主处理单元子架MPU的以太网转换单元E2CC前面板的以太网端口连接到交换机。这样所有的信息都通过交换机进行传输,运用了以太网传输信息量大的特。
12、点。0025当采用了这种设计后就要对原有的车载无线单元中的驾驶室显示单元CDU进行较大的改动,需要设计一个新的PBA电路板。本发明的车载信号系统以太网安全数据通信单元,改动后的CDU板卡主要实现的功能就是将以前与加密解密单元连接的以太网接口引到了前面板,并且在前面板上加了一个M12的以太网接头。这样改造后的车载无线单元OBRU主要实现了将要发送的数据进行加密后通过天线发送出去,或者将通过天线接收的数据进行解密。0026屏蔽门控制无线单元PSDOBRU主要实现了对屏蔽门的控制,它的工作机理和OBRU是一样的,主要将屏蔽门的开关动作用以太网信号通过加密解密单元再通过天线传到轨旁,达到控制屏蔽门的开关动作。0027以上实施例仅供说明本发明之用,而非对本发明的限制,有关技术领域的技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以作出各种变换或变型,因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴,应由各权利要求所限定。说明书CN104065746A1/3页6图1图2说明书附图CN104065746A2/3页7图3说明书附图CN104065746A3/3页8图4说明书附图CN104065746A。