专利名称：轨道交通车辆用总线扩展板及总线系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及轨道交通技术，尤其涉及一种轨道交通车辆用总线扩展板及总线系统。
背景技术：
轨道交通车辆总线是车辆系统各部件之间通信用的一种定制的协议和物理介质， 为满足车辆系统的不同功能扩展，车辆系统也可以通过车辆总线外接一些临时设备。目前轨道交通车辆的车辆系统内的总线一般为封闭结构，具有特定的外形和物理接口，车辆系统在外接临时设备时，是通过符合特定外形和接口的过渡设备来将临时设备与车辆系统物理连接。但是，轨道交通车辆总线通常为高速列车总线，对应用环境要求比较高，通过上述过渡设备物理连接的临时设备易将外部干扰引入车辆系统，从而影响车辆系统的稳定性， 甚至导致系统瘫痪。
发明内容
本发明的目的是提供一种轨道交通车辆用总线扩展板及总线系统，用以滤除与轨道交通车辆总线连接的外部设备引入车辆系统的干扰。为实现上述目的，本发明提供了一种轨道交通车辆用总线扩展板，包括相互连接的总线扩展接口模块和总线驱动模块，所述总线扩展接口模块，用于提供轨道交通车辆总线的扩展接口 ；所述总线驱动模块，用于隔离外部设备与所述轨道交通车辆总线之间传送的数据中的干扰。本发明还提供一种总线系统，包括轨道交通车辆总线和与所述轨道交通车辆总线连接的上述的轨道交通车辆用总线扩展板。由上述技术方案可知，本发明通过上述的总线扩展接口模块的物理连接过渡和总线驱动模块的干扰隔离，可有效地滤除扩展的外部设备引入的干扰，从而提高了轨道交通车辆总线的稳定性，降低了因外部干扰而损坏车辆系统的风险。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明轨道交通车辆用总线扩展板实施例一的结构示意图；图2为本发明轨道交通车辆用总线扩展板实施例二的结构示意图；图3为本发明轨道交通车辆用总线扩展板实施例三的结构示意图4为本发明轨道交通车辆用总线扩展板实施例四的结构示意5为本发明轨道交通车辆用总线扩展板实施例五的结构示意6为本发明总线系统实施例的结构示意图。附图标记说明I0-总线扩展接口模块；n-扩展接口单元；20-总线驱动模块；30-数据处理模块；
40-保护电路模块； 50-电源管理模块；51-第二电源转换单元；52-第一电源转换单元；60-总线管理模块；200-轨道交通车辆总线；100-轨道交通车辆用总线扩展板。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图1为本发明轨道交通车辆用总线扩展板实施例一的结构示意图，如图1所示，本实施例的总线扩展板包括相互连接的总线扩展接口模块10和总线驱动模块20，其中，总线扩展接口模块10，用于提供轨道交通车辆总线的扩展接口 ；总线驱动模块20，用于隔离外部设备与轨道交通车辆总线之间传送的数据中的干扰。相对现有技术中连接外部设备和轨道交通车辆总线的过渡设备，本实施例中，总线驱动模块20可以对扩展接入的外部设备引入的干扰进行隔离，如降低可能对轨道交通车辆总线系统影响的电磁干扰等，避免车辆总线因外部引入的干扰而受到损坏，从而提高了车辆系统的稳定性。具体来说，总线驱动模块20可通过提高驱动能力而降低外部的干扰，如提高驱动功率等。总线扩展接口模块10是扩展板上用于连接外部设备的物理接口， 具体应用中，总线扩展接口模块10中可设置多个扩展接口单元以适用于不同的国际通用标准连接器，其方便插拔并可实现可靠的物理连接。通过总线扩展接口模块10的物理连接过渡和总线驱动模块20的干扰隔离后，扩展接入的外部设备的信号可直接连接到轨道交通车辆总线系统上，也可以对该信号进一步进行其他处理以获得更好的信号质量。本实施例通过上述的总线扩展接口模块的物理连接过渡和总线驱动模块的干扰隔离，可有效地滤除扩展的外部设备引入的干扰，从而提高了轨道交通车辆总线的稳定性， 降低了因外部干扰而损坏车辆系统的风险。图2为本发明轨道交通车辆用总线扩展板实施例二的结构示意图，如图2所示，本实施例的总线扩展板在上述图1所示实施例一的基础上，进一步包括与总线驱动模块20 连接的数据处理模块30。数据处理模块30，用于根据轨道交通车辆总线的负载能力对所述轨道交通车辆总线与所述总线驱动模块之间传输的数据进行选择过滤处理，并控制所述轨道交通车辆总线与所述总线驱动模块之间数据的收发传送。本实施例中，数据处理模块30根据车辆总线与外部设备通信过程中的总线的负载能力选择并控制传送数据，如通过控制连接的外部设备的数量，选择数据收发，从而保证车辆总线的工作效率；同时，还控制着扩展板上总线驱动模块的开启与关闭，即控制着外部设备的接入车辆总线或断开与车辆总线的连接。本实施例在达到上述实施例一的技术效果的基础上，进一步地，通过设置数据处理模块，可以有效过滤车辆总线与外部设备传输的数据，避免总线负载过重而降低工作效率。图3为本发明轨道交通车辆用总线扩展板实施例三的结构示意图，如图3所示，本实施例的总线扩展板在上述图2所示实施例二的基础上，进一步包括与数据处理模块30 连接的保护电路模块40，保护电路模块40用于过滤轨道交通车辆总线与数据处理模块之间传送的数据中的干扰。具体来说，保护电路模块40主要是过滤掉车辆总线上干扰信号，以避免该干扰信号引起扩展板的控制错误，提高扩展板上各模块的控制准确性。本实施例在达到上述实施例二的技术效果的基础上，进一步地，通过设置保护电路模块，可滤除轨道交通车辆总线上的干扰信号向扩展板传送，提高了扩展板的控制质量。图4为本发明轨道交通车辆用总线扩展板实施例四的结构示意图，如图4所示，本实施例的总线扩展板在上述图3所示实施例三的基础上，进一步包括分别与数据处理模块30、总线驱动模块20和总线扩展接口模块10连接的电源管理模块50，电源管理模块50， 用于将从所述轨道交通车辆总线上获取的电压信号分别转换为所述总线驱动模块、所述数据处理模块以及与所述总线扩展接口模块连接的外部设备所需的电压信号。本实施例中电源管理模块50可以包括输出5V直流电的第一电源转换单元52和输出24V直流电的第二电源转换单元51，第一电源转换单元52，用于分别为总线驱动模块20和数据处理模块30 提供电源；第二电源转换单元51，用于分别为总线驱动模块20和外部设备提供电源。具体来说，电源管理模块50输出的MV直流电可用于给总线驱动模块20提供电源，以提高其驱动能力，同时24V直流电还可以通过总线扩展接口模块10传输到扩展的外部设备上，以驱动其正常稳定工作。本实施例中的电源管理模块中可设置控制开关(未示出)，用于控制对各个模块的电源供应，从而可开启关闭总线扩展板的对外输出状态。本实施例在达到上述实施例三的技术效果的基础上，进一步地，通过设置电源管理模块，可以给扩展板各个模块以及扩展接入的外部设备提供工作电源，以使其正常稳定的工作。上述实施例四中的电源管理模块50也可以增设在图1或图2所示的实施例中，其功能及效果类似，不再赘述。图5为本发明轨道交通车辆用总线扩展板实施例五的结构示意图，如图5所示，本实施例的总线扩展板在上述图4所示实施例四的基础上，进一步地，总线扩展接口模块包括至少两个扩展接口单元11，每个扩展接口单元11用于与一个外部设备连接。相应地，本实施例的轨道交通车辆用总线扩展板还包括分别与总线驱动模块20、数据处理模块30和第一电源转换单元52连接的总线管理模块60，总线管理模块60用于依照轨道交通车辆总线协议选择控制传送数据的扩展接口单元11。具体来说，当外部需要接入多个外部设备时，可以设置多个扩展接口单元11，使每个外部设备连接到一个扩展接口单元11上，从而可丰富总线扩展板的扩展方式。同时，总线管理模块60按照连接的车辆总线的采用车辆总线协议有序地选择扩展接口单元11，从而可控制选择接入的外部设备，避免外部设备接入数据的冲突。本实施例在达到上述实施例四的技术效果的技术上，进一步地，通过总线扩展接口模块中设置多个扩展接口单元，丰富了总线扩展板扩展外部设备的方式；通过总线管理模块选择控制接入外部设备的扩展接口单元，可避免外部设备接入数据的冲突。上述任一实施例中的轨道交通车辆总线可以为轨道交通车辆制动控制系统总线， 也可为轨道交通车辆的其他总线。其中，总线可以为控制器局域网络(Controller Area Network，简称CAN)现场总线等。图5所示实施例五中的扩展接口单元和总线管理模块同样可适用于图1 图3中任一实施例中，其功能和技术效果类似，不再赘述。图6为本发明总线系统实施例的结构示意图，如图6所示，本实施例的总线系统包括轨道交通车辆总线200和与轨道交通车辆总线200连接的上述任一实施例的轨道交通车辆用总线扩展板100。图6中的轨道交通车辆用总线扩展板100为图5所示的总线扩展板结构。本实施例可完成上述轨道交通车辆用总线扩展板实施例的功能，其技术原理及达到的技术效果类似，不再赘述。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制， 尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种轨道交通车辆用总线扩展板，其特征在于，包括相互连接的总线扩展接口模块和总线驱动模块，所述总线扩展接口模块，用于提供轨道交通车辆总线的扩展接口 ； 所述总线驱动模块，用于隔离外部设备与所述轨道交通车辆总线之间传送的数据中的干扰。
2.根据权利要求1所述的总线扩展板，其特征在于，还包括与所述总线驱动模块连接的数据处理模块，所述数据处理模块，用于根据轨道交通车辆总线的负载能力对所述轨道交通车辆总线与所述总线驱动模块之间传输的数据进行选择过滤处理，并控制所述轨道交通车辆总线与所述总线驱动模块之间数据的收发传送。
3.根据权利要求2所述的总线扩展板，其特征在于，还包括与所述数据处理模块连接的保护电路模块，所述保护电路模块，用于过滤所述轨道交通车辆总线与所述数据处理模块之间传送的数据中的干扰。
4.根据权利要求2所述的总线扩展板，其特征在于，还包括分别与所述数据处理模块、所述总线驱动模块和所述总线扩展接口模块连接的电源管理模块，所述电源管理模块，用于将从所述轨道交通车辆总线上获取的电压信号分别转换为所述总线驱动模块、所述数据处理模块以及与所述总线扩展接口模块连接的外部设备所需的电压信号。
5.根据权利要求4所述的总线扩展板，其特征在于，所述电源管理模块包括输出5V直流电的第一电源转换单元和输出24V直流电的第二电源转换单元，所述第一电源转换单元，用于分别为所述总线驱动模块和所述数据处理模块提供电源；所述第二电源转换单元，用于分别为所述总线驱动模块和所述外部设备提供电源。
6.根据权利要求5所述的总线扩展板，其特征在于，所述总线扩展接口模块包括至少两个扩展接口单元，每个扩展接口单元用于与一个外部设备连接。
7.根据权利要求6所述的总线扩展板，其特征在于，还包括分别与所述总线驱动模块、所述数据处理模块和所述第一电源转换单元连接的总线管理模块，所述总线管理模块，用于依照轨道交通车辆总线协议选择控制传送数据的扩展接口单兀。
8.根据权利要求1 7中任一项所述的总线扩展板，其特征在于，所述轨道交通车辆总线为轨道交通车辆制动控制系统总线。
9.一种总线系统，其特征在于，包括轨道交通车辆总线和与所述轨道交通车辆总线连接的上述权利要求1 8中任一项所述的轨道交通车辆用总线扩展板。
全文摘要
本发明公开了一种轨道交通车辆用总线扩展板及总线系统，其中，轨道交通车辆用总线扩展板，包括相互连接的总线扩展接口模块和总线驱动模块，所述总线扩展接口模块，用于提供轨道交通车辆总线的扩展接口；所述总线驱动模块，用于隔离外部设备与所述轨道交通车辆总线之间传送的数据中的干扰。总线系统，包括轨道交通车辆总线和与所述轨道交通车辆总线连接的上述的轨道交通车辆用总线扩展板。本发明可以有效滤除与轨道交通车辆总线连接的外部设备引入车辆系统的干扰，提高车辆系统的稳定性。
文档编号B61C17/00GK102298370SQ20111016943
公开日2011年12月28日 申请日期2011年6月22日 优先权日2011年6月22日
发明者姜岩峰, 张洋, 曹宏发 申请人:中国铁道科学研究院机车车辆研究所, 铁道部运输局