专利名称：Hdlc-worldfip网关和机柜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通信技术领域，尤其是涉及到一种HDLC-WORLDFIP网关和机柜。
背景技术：
采用高级数据链路控制(High-LevelData Link Control，HDLC)协议的 HDLC网络是一种为工业现场总线设计的网络，世界工厂仪表协议(World Factory InstrumentProtocol,WORLDFIP)网络是另一种专门为工业现场总线设计的网络。二者均具有实时性、同步性、可靠性的特点，目前广泛应用于轨道交通领域中。现有技术中，难于实现HDLC网络和WORLDFIP网络之间的通信。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种HDLC-WORLDFIP网关和机柜，以实现HDLC网络和WORLDFIP网络之间的通信。为实现上述目的，本实用新型提供一种HDLC-WORLDFIP网关，包括:用于与HDLC设备电连接、进行HDLC协议到WORLDFIP协议转换的HDLC板卡、总线和用于与WORLDFIP设备电连接、进行WORLDFIP协议到HDLC协议转换的WORLDFIP板卡；所述HDLC板卡与所述总线电连接，所述WORLDFIP板卡与所述总线电连接。如上所述的HDLC-WORLDFIP网关，所述HDLC板卡包括用于与所述HDLC设备电连接的HDLC总线网络接口、用于进行HDLC数据流至HDLC比特流转换的HDLC协议控制器和用于HDLC协议到WORLDFIP协议转换的HDLC中央处理器；所述HDLC总线网络接口与所述HDLC协议控制器电连接；所 述HDLC中央处理器分别与所述HDLC协议控制器和所述总线电连接。如上所述的HDLC-WORLDFIP网关，所述WORLDFIP板卡包括用于与所述WORLDFIP设备电连接的WORLDFIP总线网络接口、用于进行WORLDFIP数据流至WORLDFIP比特流转换的WORLDFIP协议控制器和用于WORLDFIP协议到HDLC协议转换的WORLDFIP中央处理器；所述WORLDFIP总线网络接口与所述WORLDFIP协议控制器电连接Jy^iiWORLDFIP中央处理器分别与所述WORLDFIP协议控制器和所述总线电连接。如上所述的HDLC-WORLDFIP网关，所述HDLC总线网络接口由用于与所述HDLC设备电连接的HDLC连接器和HDLC收发器构成；所述HDLC收发器分别与所述HDLC协议控制器和所述HDLC连接器电连接。如上所述的HDLC-WORLDFIP网关，所述WORLDFIP总线网络接口由用于与所述WORLDFIP设备电连接的FIP隔离变压器和FIP总线驱动器构成；所述FIP总线驱动器分别与所述FIP隔离变压器和所述WORLDFIP协议控制器电连接。如上所述的HDLC-WORLDFIP网关，所述第一处理器为8051CPU ;和/或，所述第二处理器为8051CPU。如上所述的HDLC-WORLDFIP网关，所述HDLC板卡中包括至少两个所述HDLC总线网络接口，其中至少一个所述HDLC总线网络接口为HDLC冗余总线网络接口。如上所述的HDLC-WORLDFIP网关，所述WORLDFIP板卡中包括至少两个所述WORLDFIP总线网络接口，其中至少一个所述WORLDFIP总线网络接口为WORLDFIP冗余总线
网络接口。本实用新型还提供了一种机柜，包括如上所述任一项HDLC-WORLDFIP网关和可编程逻辑控制器PLC ;所述PLC与所述HDLC-WORLDFIP网关电连接。本实用新型HDLC-WORLDFIP网关和机柜，通过用于与HDLC设备电连接、进行HDLC协议到WORLDFIP协议转换的HDLC板卡实现将HDLC设备的数据转换为WORLDFIP协议后，通过总线发送给WORLDFIP板卡，进而发送给WORLDFIP设备；通过用于与WORLDFIP设备电连接、进行WORLDFIP协议到HDLC协议转换的WORLDFIP板卡实现将WORLDFIP设备的数据转换为HDLC协议后，通过总线发送给HDLC板卡，进而发送给HDLC设备，从而实现HDLC网络与WORLDFIP网络之间的通信，而且结构简单，成本低廉，易于实现。
图1为本实用新型HDLC-WORLDFIP网关一个实施例的结构示意图；图2为本实用新型HDLC-WORLDFIP网关又一个实施例的结构示意图；图3为本实用新型HDLC-WORLDFIP网关包含一个HDLC冗余总线网络接口的HDLC板卡的结构示意图；图4为本实用新型HDLC-WORLDFIP网关包含一个WORLDFIP冗余总线网络接口的WORLDFIP板卡的结构示意图；图5为本实用新型机柜一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。图1为本实用新型HDLC-WORLDFIP网关一个实施例的结构示意图，如图1所示，HDLC-WORLDFIP网关包括:用于与HDLC设备电连接、进行HDLC协议到WORLDFIP协议转换的HDLC板卡1、总线2和用于与WORLDFIP设备电连接、进行WORLDFIP协议到HDLC协议转换的WORLDFIP板卡3。其中，HDLC板卡I与总线2电连接，WORLDFIP板卡3与总线2电连接。以下提供HDLC-WORLDFIP网关实现HDLC网络与WORLDFIP网络通信的具体过程。对于HDLC-WORLDFIP网关中的HDLC板卡1:在一种实施场景下，HDLC板卡I可以从HDLC网络的HDLC设备上采集第一数据，对第一数据进行HDLC协议到WORLDFIP协议转换，得到第二数据，HDLC板卡I可以通过总线2将第二数据发送给WORLDFIP板卡3;在另一种实施场景下，HDLC板卡I可以从总线2接收第四数据，该第四数据为经过WORLDFIP板卡3进行WORLDFIP协议到HDLC协议转换的数据，HDLC板卡I可以将该第四数据发送至HDLC设备。对于HDLC-WORLDFIP网关中的WORLDFIP板卡3:在一种实施场景下，WORLDFIP板卡3可以从WORLDFIP网络的WORLDFIP设备采集第三数据，对第三数据进行WORLDFIP协议到HDLC协议转换，得到第四数据，WORLDFIP板卡3可以通过总线2将第四数据发送给HDLC板卡I ;在另一种实施场景下，WORLDFIP板卡3可以从总线2接收第二数据，该第二数据为经过HDLC板卡I进行HDLC协议到WORLDFIP协议转换的数据，WORLDFIP板卡3可以将第二数据发送给WORLDFIP设备。本实用新型中涉及的HDLC设备，可以为机车或现场HDLC网络中的任一 HDLC设备，上述涉及的第一数据可以为HDLC数据流格式的过程数据、消息数据或监视数据等，还可以包括状态数据和故障数据等，在此不一一列举。第二数据可以为第一数据经过HDLC-WORLDFIP协议转换得到比特流格式的过程数据、消息数据、监视数据、状态数据或故
障数据等。本实用新型中涉及的WORLDFIP设备，可以为机车或现场WORLDFIP网络中的任一WORLDFIP设备，上述涉及的第三数据可以为WORLDFIP数据流格式的WORLDFIP设备的数据，包括过程数据、消息数据和监视数据，还可以包括状态数据或故障数据等。第四数据可以为第三数据经过W0RLDFIP-HDLC协议转换得到的比特流格式的过程数据、消息数据、监视数据、状态数据或故障数据等。本实施例给出HDLC-WORLDFIP网关实现HDLC网络与WORLDFIP网络通信的具体过程。当HDLC网络的HDLC设备需要向WORLDFIP网络的WORLDFIP设备发送数据时，HDLC-WORLDFIP网关中的HDLC板卡I可以从HDLC设备中采集第一数据，对第一数据进行协议转换得到第二数据，将第二数据通过总线2发送到WORLDFIP板卡3，WORLDFIP板卡3将第二数据发送给WORLDFIP设备。或者，当WORLDFIP网络的WORLDFIP设备需要向HDLC网络的HDLC设备发送数据时，HDLC-WORLDFIP网关中的WORLDFIP板卡3可以从WORLDFIP设备中采集第三数据，对第三数据进行协议转换得到第四数据，将第四数据通过总线2发送到HDLC板卡I，HDLC板卡I将第四数据发送给HDLC设备。从而实现了 HDLC网络到WORLDFIP网络之间的通信。图2为本实用新型HDLC-WORLDFIP网关又一个实施例的结构示意图，在图1所示实施例的基础上，HDLC-WORLDFIP网关还可以分别与HDLC设备和WORLDFIP设备电连接；HDLC板卡I还可以进一步包括:用于与所述HDLC设备电连接的HDLC总线网络接口 10、用于进行HDLC数据流至HDLC比特流转换的HDLC协议控制器11和用于HDLC协议到WORLDFIP协议转换的HDLC中央处理器12 ；其中，HDLC总线网络接口 10可以与HDLC协议控制器11电连接；HDLC中央处理器
12可以分别与HDLC协议控制器11和所述总线2电连接。在一种实施场景下，HDLC总线网络接口 10从HDLC设备接收第一数据，将第一数据发送至HDLC协议控制器11，HDLC协议控制器11将第一数据发送给HDLC中央处理器12 ；在另一种实施场景下，HDLC中央处理器12从总线接收第四数据，将第四数据通过HDLC协议控制器11发送给HDLC总线网络接口 10，HDLC总线网络接口 10将第四数据发送给HDLC设备。本实施例提供的HDLC-WORLDFIP网关中，HDLC协议控制器11可以采用HDLC通讯控制器，HDLC通讯控制器为针对机车设备级网络通讯设计的专用芯片。在一种实施场景下，HDLC通讯控制器接收HDLC网络的具备HDLC接口的门控系统或者空调系统等HDLC设备发送的数据流格式的第一数据，并对第一数据进行解码，得到比特流格式的第一数据，将比特流格式的第一数据发送给HDLC中央处理器12;在另一种实施场景下，HDLC通讯控制器可以接收HDLC中央处理器12发送的比特流格式的第四数据，并对接收到的第四数据进行编码，得到HDLC数据流格式的第四数据，并通过HDLC总线网络接口 10将数据流格式的第四数据传送到HDLC网络的HDLC设备上，控制相应的子系统。HDLC通信控制器还可以对发送和接收时序进行控制，控制HDLC设备发送或接收数据。图1所示实施例的基础上，WORLDFIP板卡3还可以进一步包括用于与所述WORLDFIP设备电连接的WORLDFIP总线网络接口 30、用于进行WORLDFIP数据流至WORLDFIP比特流转换的WORLDFIP协议控制器31和用于WORLDFIP协议到HDLC协议转换的WORLDFIP中央处理器32 ；其中，WORLDFIP总线网络接口 30与WORLDFIP协议控制器31电连接；WORLDFIP中央处理器32分别与WORLDFIP协议控制器31和所述总线2电连接。在一种实施场景下，WORLDFIP总线网络接口 30可以从WORLDFIP设备接收第三数据，将第三数据发送至WORLDFIP协议控制器31，WORLDFIP协议控制器31将第三数据发送给WORLDFIP中央处理器32 ;在另一种实施场景下，WORLDFIP中央处理器32可以从总线2接收第二数据，将第二数据通过WORLDFIP协议控制器31发送给WORLDFIP总线网络接口30，WORLDFIP总线网络接口 30将第四数据发送给WORLDFIP设备。本实施例提供的HDLC-WORLDFIP网关中，WORLDFIP协议控制器31可以采用FULLFIP2协议控制器。在一种实施场景下，FULLFIP2协议控制器接收WORLD FIP网络的WORLD FIP设备发送的数据流格式的第三数据，例如响应数据、状态数据或故障数据等，并对第三数据进行解码，得到比特流格式的第三数据，将比特流格式的第三数据发送给WORLDFIP中央处理器32 ;在另一种实施场景下，FULLFIP2协议控制器接收WORLDFIP中央处理器32发送的比特流格式的第二数据，并对接收到的第二数据进行编码，得到WORLDFIP数据流格式的第二数据，并通过WORLDFIP总线网络接口 30将数据流格式的第二数据传送到WORLDFIP网络的WORLDFIP设备上。FULLFIP2协议控制器还可以对发送和接收时序进行控制，控制WORLDFIP设备发送或接收数据。上述实施例中涉及的第一处理器可以选取8051CPU ;和/或，上述实施例中涉及的第二处理器可以选取8051CPU。8051CPU可选用C8051RM0芯片，C8051RM0芯片具有较高的处理能力，在25MHz时钟下系统处理能力可达25MIPS ；C8051F040芯片包括20个优先级可软件编程的中断源、4K + 256的数据存储器以及64K的FLASH ；C8051F040芯片采用符合美国电气与电子工程协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE) 1149.1 的联合测试行动小组(Joint Test Action Group, JTAG) 口编程下载和调试；C8051R)40芯片具有8个8字节(Bytes)的耐5V的可编程10 口以及5个16位通用定时器；C8051R)40芯片还具有I个SPI 口、2个通用RS232串口定时器和I个控制器局域网(Controller Area Network,CAN)通信口。可选的，HDLC板卡中可以包括至少两个HDLC总线网络接口，其中至少一个HDLC总线网络接口可以为HDLC冗余总线网络接口。其中，冗余HDLC总线网络接口可以作为备用的总线网络接口。可选的，WORLDFIP板卡中可以包括至少两个WORLDFIP总线网络接口，其中至少一个是WORLDFIP冗余总线网络接口。其中，冗余WORLDFIP总线网络接口可以作为备用的总线网络接口。图3为本实用新型HDLC-WORLDFIP网关包含一个HDLC冗余总线网络接口的HDLC板卡的结构示意图，本实施例中提供了 HDLC板卡I中包括一个HDLC冗余总线网络接口 15的实施场景。其中，HDLC总线网络接口 10模块可以进一步包括:用于与所述HDLC设备电连接的HDLC连接器101和HDLC收发器100 ；HDLC收发器100分别与HDLC协议控制器11和所述HDLC连接器101电连接。HDLC冗余总线网络接口 15还可以包括:用于与所述HDLC设备电连接的HDLC连接器151和HDLC收发器150 ；HDLC中央处理器12还可以分别与动态存储器SDRAM13和程序存储器FLASH14电连接，如图3所示。其中，程序存储器FLASH14用于存储程序，动态存储器SDRAM13用于存储程序运行中的临时数据。图4所示为本实用新型HDLC-WORLDFIP网关包含一个WORLDFIP冗余总线网络接口的WORLDFIP板卡的结构示意图，本实施例提供了 WORLDFIP板卡3中包括一个WORLDFIP冗余总线网络接口 35的实施场景。其中，WORLDFIP总线网络接口 30模块可进一步包括:用于与所述WORLDFIP设备电连接的FIP隔离变压器300和FIP总线驱动器301 ；WORLDFIP冗余总线网络接口 35还可以包括:用于与所述WORLDFIP设备电连接的FIP隔离变压器350和FIP总线驱动器351 ；WORLDFIP中央处理器32还可以分别与动态存储器SDRAM33和程序存储器FLASH34电连接，如图4所示。其中，程序存储器FLASH34用于存储程序，动态存储器SDRAM33用于存储程序运行中的临时数据。FIP总线驱动器301分别与FIP隔离变压器300和WORLDFIP协议控制器31电连接；FIP总线驱动器351分别与FIP隔离变压器350和WORLDFIP协议控制器31电连接。其中，在一种实施场景下，FIP隔离变压器300从WORLDFIP协议控制器31接收第二数据，将第二数据发送给FIP总线驱动器301，FIP总线驱动器301将第二数据发送给WORLDFIP设备；在另一种实施场景下，FIP总线驱动器301从WORLDFIP设备接收第三数据，将第三数据发送给FIP隔离变压器300，FIP隔离变压器300将第三数据发送给WORLDFIP协议控制器31。当HDLC网络的HDLC设备有数据需要进行协议转换时，HDLC连接器101从HDLC设备接收数据流格式的第一数据；HDLC收发器100对数据流格式的第一数据进行滤波处理，发送给HDLC协议控制器11 ;HDLC协议控制器11对数据流格式的第一数据进行解码，得到比特流格式的第一数据，并将比特流格式的第一数据发送给HDLC中央处理器12 ；HDLC中央处理器12对比特流格式的第一数据进行协议转换得到比特流格式的第二数据，将比特流格式的第二数据通过总线2发送给WORLDFIP中央处理器32 ；W0RLDFIP中央处理器32将比特流格式的第二数据发送给WORLDFIP协议控制器31 ；W0RLDFIP协议控制器31对比特流格式的第二数据进行编码，得到数据流格式的第二数据，将数据流格式的第二数据发送给FIP总线驱动器301 ；FIP总线驱动器301将数据流格式的第二数据发送给FIP隔离变压器300 ；FIP隔离变压器300对数据流格式的第二数据进行高频变压处理，即抗干扰处理，发送给WORLDFIP网络的WORLDFIP设备。当WORLDFIP网络的WORLDFIP设备有数据需要进行协议转换时，FIP隔离变压器300从WORLDFIP设备接收数据流格式的第三数据，对数据流格式的第三数据进行磁隔离处理，即去干扰处理，发送给FIP总线驱动器301 ；FIP总线驱动器301将数据流格式的第三数据发送给WORLDFIP协议控制器31 ；W0RLDFIP协议控制器31对数据流格式的第三数据进行解码，得到比特流格式的第三数据，将比特流格式的第三数据发送给WORLDFIP中央处理器32 ；W0RLDFIP中央处理器32对比特流格式的第三数据进行协议转换得到比特流格式的第四数据，将比特流格式的第四数据通过总线2发送给HDLC中央处理器12 ；HDLC中央处理器12将比特流格式的第四数据发送给HDLC协议控制器11 ;HDLC协议控制器11对比特流格式的第四数据进行编码，得到数据流格式的第四数据，将数据流格式的第四数据发送给HDLC收发器100 ；HDLC收发器100对数据流格式的第四数据进行滤波处理，发送给HDLC连接器101 ；HDLC连接器101将数据流格式的第四数据发送给HDLC网络的HDLC设备。图5为本实用新型机柜一个实施例的结构示意图，如图5所示。机柜包括:用于HDLC 到 WORLDFIP 协议转换 HDLC-WORLDFIP 网关 01 和 PLC02，HDLC-WORLDFIP 网关 01 和PLC02电连接。本实施例中的机柜可以是空调中的机柜，也可以是具备HDLC接口或者WORLDFIP接口的任意电器的机柜。PLC是可编程逻辑控制器，用于对机柜相对应的电器进行控制，例如对空调进行温度调节、风量大小调节及开关控制等。以包含HDLC接口的电器的机柜与WORLDFIP设备通信为例，机柜的具体工作过程可以为:一种实施场景下，用于协议转换的HDLC-WORLDFIP网关OI从WORLDFIP设备接收WORLDFIP数据流，经过协议转换，得到HDLC数据流，发送给PLC02 ;另一种实施场景下，PLC02向HDLC-WORLDFIP网关01发送数据，HDLC-WORLDFIP网关01对数据进行HDLC-WORLDFIP的协议转换，发送给WORLDFIP设备。以包含WORLDFIP接口的电器的机柜与HDLC设备通信为例，机柜的具体工作过程为:一种实施场景下，用于协议转换的HDLC-WORLDFIP网关01从HDLC设备接收HDLC数据流，经过协议转换，得到WORLDFIP数据流，发送给PLC02 ;另一种实施场景下，PLC02向HDLC-WORLDFIP网关01发送数据，HDLC-WORLDFIP网关01对数据进行WORLDFIP-HDLC的协议转换，发送给HDLC设备。本实用新型HDLC-WORLDFIP网关和机柜，通过用于与HDLC设备电连接、进行HDLC协议到WORLDFIP协议转换的HDLC板卡实现将HDLC设备的数据转换为WORLDFIP协议后，通过总线发送给WORLDFIP板卡，进而发送给WORLDFIP设备；通过用于与WORLDFIP设备电连接、进行WORLDFIP协议到HDLC协议转换的WORLDFIP板卡实现将WORLDFIP设备的数据转换为HDLC协议后，通过总线发送给HDLC板卡，进而发送给HDLC设备，从而实现HDLC网络与WORLDFIP网络之间的通信，而且采用8051CPU作为中央处理器，结构简单，成本低廉，易于实现。最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。
权利要求1.种高级数据链路控制协议HDLC-世界工厂仪表协议WORLDFIP网关，其特征在于，包括:用于与HDLC设备电连接、进行HDLC协议到WORLDFIP协议转换的HDLC板卡、总线和用于与WORLDFIP设备电连接、进行WORLDFIP协议到HDLC协议转换的WORLDFIP板卡； 所述HDLC板卡与所述总线电连接，所述WORLDFIP板卡与所述总线电连接。
2.据权利要求1所述的HDLC-WORLDFIP网关，其特征在于，所述HDLC板卡包括用于与所述HDLC设备电连接的HDLC总线网络接口、用于进行HDLC数据流至HDLC比特流转换的HDLC协议控制器和用于HDLC协议到WORLDFIP协议转换的HDLC中央处理器； 所述HDLC总线网络接口与所述HDLC协议控制器电连接；所述HDLC中央处理器分别与所述HDLC协议控制器和所述总线电连接。
3.据权利要求1或2所述的HDLC-WORLDFIP网关，其特征在于，所述WORLDFIP板卡包括用于与所述WORLDFIP设备电连接的WORLDFIP总线网络接口、用于进行WORLDFIP数据流至WORLDFIP比特流转换WORLDFIP协议控制器和用于WORLDFIP协议到HDLC协议转换的WORLDFIP中央处理器； 所述WORLDFIP总线网络接口与所述WORLDFIP协议控制器电连接；所述WORLDFIP中央处理器分别与所述WORLDFIP协议控制器和所述总线电连接。
4.据权利要求2所述的HDLC-WORLDFIP网关，其特征在于，所述HDLC总线网络接口由用于与所述HDLC设备电连接的HDLC连接器和HDLC收发器构成； 所述HDLC收发器分别与所述HDLC协议控制器和所述HDLC连接器电连接。
5.据权利要求3所述的HDLC-WORLDFIP网关，其特征在于，所述WORLDFIP总线网络接口由用于与所述WORLDFIP设备电连接的FIP隔离变压器和FIP总线驱动器构成； 所述FIP总线驱动器分别与所述FIP隔离变压器和所述WORLDFIP协议控制器电连接。
6.据权利要求2或4所述的HDLC-WORLDFIP网关，其特征在于，所述HDLC板卡中包括至少两个所述HDLC总线网络接口，其中至少一个所述HDLC总线网络接口为HDLC冗余总线网络接口。
7.据权利要求5所述的HDLC-WORLDFIP网关，其特征在于，所述WORLDFIP板卡中包括至少两个所述WORLDFIP总线网络接口，其中至少一个所述WORLDFIP总线网络接口为WORLDFIP冗余总线网络接口。
8.种机柜，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述高级数据链路控制协议HDLC-世界工厂仪表协议WORLDFIP网关和可编程逻辑控制器PLC ;所述PLC与所述HDLC-WORLDFIP网关电连接。
专利摘要本实用新型涉及一种HDLC-WORLDFIP网关和机柜，HDLC-WORLDFIP网关包括用于与HDLC设备电连接、进行HDLC协议到WORLDFIP协议转换的HDLC板卡、总线和用于与WORLDFIP设备电连接、进行WORLDFIP协议到HDLC协议转换的WORLDFIP板卡；所述HDLC板卡与所述总线电连接，所述WORLDFIP板卡与所述总线电连接。本实用新型实现了HDLC网络与WORLDFIP网络之间的通信。
文档编号H04L12/40GK202931354SQ20122035837
公开日2013年5月8日 申请日期2012年7月23日 优先权日2012年7月23日
发明者陈玉飞, 孙颖, 贠引院 申请人:中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心