Lkj主机单元与人机界面单元的通信系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及LKJ列车运行监控系统，尤其涉及一种LKJ的主机单元与人机界面单元的通信系统。
【背景技术】
[0002]在现有的LKJ2000中，人机界面单元与主机单元之间通过CAN总线进行通信，工作的波特率为500Kpbs，在进行较大数据的更新转存时，数据传输的效率不高，并且，在机车的环境中，由于各部分器件的工作环境复杂，使用电通信时，会产生较大的电磁干扰。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种传输效率高、不会产生电磁干扰的通信系统，以解决现有LKJ主机单元与人机界面单元之间存在的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案:
[0005]LKJ主机单元与人机界面单元的通信系统，所述人机界面单元为冗余型设计，包括两块核心板、扩展板、背板，在每块核心板中设置一个CPU处理单元，扩展板设置两个独立的以太网交换机，背板上设置两个光模块，核心板的每个CPU均通过一个单端口控制器扩展为两路以太网电口，每个CPU的其中一路以太网电口与背板中的同一个以太网交换机连接，然后每个以太网交换机连接背板中的一个光模块将电信号转换为光信号，两个光模块之间通过光纤插头相连接，人机界面单元的光纤插头与主机单元中设置的光通信模块相连接进行光通信。
[0006]所述光通信模块包括与人机界面单元的光纤插头相连接的光纤插头，还包括与光纤插头相连接将光信号转换为电信号的光模块，光模块与主机单元的以太网交换机相连。
[0007]所述主机单元为二乘二取二系统，包括两系完全独立的主控单元，每个主控单元内设置有一个以太网交换机，此时在主机单元的光通信模块中，设置有两个与人机界面单元的光纤插头，同时设置4个光模块，四个光模块中，每两个光模块连接一个主控单元的以太网交换机，并且这两个光模块连接光通信模块中不同的光纤插头。
[0008]所述人机界面单元和主机单元之间的物理链路使用铠装光缆连接。
[0009]所述以太网交换机的型号为KSZ8895。
[0010]所述单端口控制器的采用型号为KSZ8851的。
[0011]本实用新型的有益效果:本实用新型传输速率高，使用光通信的以太网波特率为100Mbps。速度远高于LKJ2000的CAN总线。这样为数据更新，转储等大数据量高速通信事务提供了物理基础。抗干扰能力强，采用光信号传输，可避免电磁干扰影响，优于现有的LKJ2000的电信号传输。
【附图说明】
[0012]图1为人机界面单元的网络架构图。
[0013]图2为人机界面单元与主机单元的通信架构图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图1~2和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明。
[0015]本实用新型是为了提高LKJ的通信速率，并且提高现有LKJ通信的抗干扰性所设计的，本实用新型中，如图1所示，人机界面单元为冗余型，它包括两块核心板、扩展板、背板，在两块核心板中设置有冗余的CPU处理单元，扩展板设置两个独立的以太网交换机。优选型号KSZ8895的芯片，背板上设置两个100M的光模块:光模块I U1和光模块II U2，核心板的每个CPU均通过一个单端口控制器(优选型号为KSZ8851的芯片)扩展为两路以太网电口。在每个CPU的两路以太网电口中，其中一路与背板中的同一个以太网交换机连接，另一路与另一个以太网交换机相连，这样两个交换机可以和任意一个核心板通信，然后每个以太网交换机连接背板中的一个光模块将电信号转换为光信号，两个光模块之间通过光纤插头相连接，人机界面单元的光纤插头与主机单元中设置的光通信模块相连接进行光通信。
[0016]光通信模块包括与人机界面单元的光纤插头相连接的光纤插头，还包括与光纤插头相连接将光信号转换为电信号的光模块，光模块与主机单元的以太网交换机相连。
[0017]如图2所示，与人机界面单元相连的主机单元还可以为二乘二取二系统，包括两系完全独立的主控单元:I系和II系，每系主控单元内设置有一个以太网交换机，此时在主机单元的光通信模块中，设置两个与人机界面单元的光纤插头相连接的光纤插头:光纤插头II X19和光纤插头111X18，同时设置4个光模块:光模块III U3、光模块IV U4、光模块V U5、光模块VI U6，四个光模块中，光模块III U3、光模块IV U4连接I系的以太网交换机，光模块V U5、光模块VIU6连接II系的以太网交换机，并且光模块IIIU3、光模块V U5连接光纤插头
IIX19，光模块IV U4、光模块VI U6连接光纤插头III X18。
[0018]I系和II系的主控单元中的两个冗余CPU处理单元(A模块和B模块)中，均包含有以太网交换机，此优选使用KSZ8863型号，然后，A模块和B模块均与两个记录单元相连，将信息存在冗余的记录主机中。
[0019]在如图2所示的实用新型中，人机界面单元中的扩展板上的KSZ8895交换机驱动光模块工作，两个光模块分别与主机上的I系，II系相连，这样两个交换机分别与主机的I系II系通过光纤通信，通过以太网电口与核心板上的CPU进行通信，从而保证每个核心板都可以与主机的I系，II系通信，但又可以通过软件保证主机单元I系，II系的数据独立性。
[0020]本实用新型中人机界面单元和主机单元之间的物理链路使用铠装光缆连接，采用光信号传输，光传输可避免电磁干扰影响，可以从介质上保证了系统的高抗干扰能力，优于LKJ2000的电信号传输。
【主权项】
1.LKJ主机单元与人机界面单元的通信系统，其特征在于:所述人机界面单元为冗余型设计，包括两块核心板、扩展板、背板，在每块核心板中设置一个CPU处理单元，扩展板设置两个独立的以太网交换机，背板上设置两个光模块，核心板的每个CPU均通过一个单端口控制器扩展为两路以太网电口，每个CPU的其中一路以太网电口与背板中的同一个以太网交换机连接，然后每个以太网交换机连接背板中的一个光模块将电信号转换为光信号，两个光模块之间通过光纤插头相连接，人机界面单元的光纤插头与主机单元中设置的光通信模块相连接进行光通信。2.根据权利要求1所述的LKJ主机单元与人机界面单元的通信系统，其特征在于:所述光通信模块包括与人机界面单元的光纤插头相连接的光纤插头，还包括与光纤插头相连接将光信号转换为电信号的光模块，光模块与主机单元的以太网交换机相连。3.根据权利要求2所述的LKJ主机单元与人机界面单元的通信系统，其特征在于:所述主机单元为二乘二取二系统，包括两系完全独立的主控单元，每个主控单元内设置有一个以太网交换机，此时在主机单元的光通信模块中，设置有两个与人机界面单元的光纤插头，同时设置4个光模块，四个光模块中，每两个光模块连接一个主控单元的以太网交换机，并且这两个光模块连接光通信模块中不同的光纤插头。4.根据权利要求1所述的LKJ主机单元与人机界面单元的通信系统，其特征在于:所述人机界面单元和主机单元之间的物理链路使用铠装光缆连接。5.根据权利要求3所述的LKJ主机单元与人机界面单元的通信系统，其特征在于:所述以太网交换机的型号为KSZ8895。6.根据权利要求3所述的LKJ主机单元与人机界面单元的通信系统，其特征在于:所述单端口控制器的采用型号为KSZ8851的。
【专利摘要】本实用新型属于LKJ列车运行监控领域，具体涉及一种LKJ主机单元与人机界面单元的通信系统，人机界面单元为冗余型设计，包括两块核心板、扩展板、背板，在每块核心板中设置一个一个CPU处理单元，扩展板设置两个独立的以太网交换机，背板上设置两个光模块，核心板的每个CPU均通过一个单端口控制器扩展为两路以太网电口，每个CPU的其中一路以太网电口与背板中的同一个以太网交换机连接，然后每个以太网交换机连接背板中的一个光模块将电信号转换为光信号，两个光模块之间通过光纤插头相连接，人机界面单元的光纤插头与主机单元中设置的光通信模块相连接进行光通信。本实用新型传输速率高，抗干扰能力强，优于现有的LKJ2000的信号传输网络。
【IPC分类】H04B10/25, H04L1/22
【公开号】CN205039833
【申请号】CN201520783413
【发明人】刘力, 王栋博, 杨文阁, 徐景胜, 杨会新, 周文虎, 闫鑫
【申请人】河南思维自动化设备股份有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年10月10日