列车网关设备的制作方法

本实用新型涉及轨道交通车辆网络系统技术领域，特别涉及列车网关设备。

背景技术：

随着轨道交通列车网络技术的不断发展，列车上往往存在多种不同类型的控制网络。然而，不同控制网络之间的物理特性、协议都不同，因此，要实现不同列车网络技术之间的数据互通，就需要开发对应的网关设备，实现数据的转换等工作。例如，根据载客情况调整列车的长度，增加一节列车车厢，该列车车厢及其控制网络系统为升级版列车控制系统或不同厂家生产，由于现有网关设备应用范围有限，因此，需要增加多个这样的网关设备，实现与原有列车控制系统数据的交互，这样就会导致列车网络结构非常复杂，不便于后续维护，同时，软硬件上的重复投入，这样也会导致成本较高。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种列车网关设备，用以降低列车网络结构复杂度，便于维护，节约成本，该设备包括：

多个外围接口，与多种不同的列车网络系统连接，用于接收多种不同的源列车网络系统的数据；

数据转换器，与所述多个外围接口连接，用于根据目标列车网络系统的数据格式，将每一外围接口接收到的源列车网络系统的数据转换成目标列车网络系统的数据；所述目标列车网络系统为与源列车网络系统交互的列车网络系统；

所述多个外围接口还用于将转换成目标列车网络系统的数据发送至目标列车网络系统。

本实用新型实施例提供的列车网关设备，通过多个外围接口，接收多种不同的源列车网络系统的数据；数据转换器根据目标列车网络系统的数据格式，将每一外围接口接收到的源列车网络系统的数据转换成目标列车网络系统的数据；多个外围接口还将转换成目标列车网络系统的数据发送至目标列车网络系统，实现了多个不同的列车网络系统之间的交互，降低了列车网络结构复杂度，便于维护，节约了成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的限定。在附图中：

图1是本实用新型实施例中列车网关设备的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中列车网关设备主视的结构示意图；

图3是本实用新型另一实施例中列车网关设备的结构示意图；

图4是本实用新型中列车网关设备工作的原理示意图；

图5是本实用新型中列车网关设备工作的流程示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

由于发明人发现了现有技术存在的技术问题，提出了一种通用的列车网络系统数据转换网关设备，能够支持常用的控制网络，如ETH、MVB、CAN、RS485、RS232等，实现这些列车控制网络之间的数据转换互通，同时兼有网关和数据记录仪的功能，将列车不同网络的各项数据参数及事件/故障，按照系统需求转换成目标列车网络的数据格式进行转发，同时将所需的数据存储在设备本地。

本实用新型实施例提供的列车网关设备主要包括：外围接口，其用于提供不同的接口，与设备外部的各种控制网络连通，实现所有车载数据的统一收发；控制模块(包括数据转换器)，其用于控制网关设备的其他部分工作；电源，其用于为网关设备提供电源；存储模块(存储器)，其用于存储网关设备的数据；其中外围接口、电源、存储模块都与控制模块直接或间接连通。这样，就提供了本实用新型提供网关设备的基本硬件组成结构。

下面对该列车网关设备进行详细介绍。

图1是本实用新型实施例中列车网关设备的结构示意图，如图1所示，该网关设备1包括：

多个外围接口10，与多种不同的列车网络系统连接，用于接收多种不同的源列车网络系统的数据；

数据转换器20，与所述多个外围接口连接，用于根据目标列车网络系统的数据格式，将每一外围接口接收到的源列车网络系统的数据转换成目标列车网络系统的数据；所述目标列车网络系统为与源列车网络系统交互的列车网络系统；

所述多个外围接口还用于将转换成目标列车网络系统的数据发送至目标列车网络系统。

具体实施时，上述数据转换器可以通过现有的程序或电路实现，例如采用超低功耗的基于NXP ARM Cortex-A9 i.MX6 RTX2.0标准核心模块，本实用新型主要保护的是通过多个外围接口，接收多种不同的源列车网络系统的数据，通过数据转换器将每一外围接口接收到的源列车网络系统的数据转换成目标列车网络系统的数据，多个外围接口再将转换成目标列车网络系统的数据发送至目标列车网络系统的构造，实现了多个不同的列车网络系统之间的交互，降低列车网络结构复杂度，便于维护，节约成本。

具体实施时，目标列车网络系统为多种不同的源列车网络系统其中之一，目标列车网络系统不包括发出源列车网络系统的数据的列车网络系统。

下面介绍本实用新型数据转换网关设备的基本硬件接口。

在一个实施例中，所述外围接口可以包括：MVB接口、RS485接口、RS232接口、CAN接口、M12以太网接口。

具体实施时，所述外围接口的类型可以包括5类，可以有共9个列车网络接口，如图2所示，从左至右分别是：2个MVB接口、RS485接口、RS232接口、2个CAN接口、3个M12的以太网接口，其中，2路电气隔离的CAN总线接口，收发电路具有动态监控功能，确保了整个网关设备的稳定运行，从而保证列车的稳定运行。

在一个实施例中，所述多个外围接口还可以包括：RJ45接口和USB接口。

具体实施时，RJ45接口和USB接口，作为设备维护时使用，便于后续维护，提供了便利性。

在一个实施例中，所述RS232接口和RS485接口可以均为两路隔离串口，波特率范围可以为9600至115200Bd。

具体实施时，该RS232接口和RS485接口为两路隔离串口，波特率范围为9600至115200Bd，波特率可达115200，这样实现了稳定可靠运行效率高的数据转换网关设备。

另外，上述RS232接口可以采用DB9-Male连接器，RS485接口可以采用DB9-Female连接器；2路电气隔离的CAN总线接口可以分别采用DB9-Male连接器和DB9-Female连接器，收发电路具有动态监控功能；该USB接口可以采用M8连接器，可以用于连接鼠标键盘等，以供用户对数据转换网关设备进行操作。

在一个实施例中，如图3所示，上述列车网关设备还可以包括：存储器30，用于存储外围接口接收到的多种不同的源列车网络系统的数据，及转换成的目标列车网络系统的数据。

具体实施时，可以将外围接口接收到的多种不同的源列车网络系统的数据，及转换成的目标列车网络系统的数据进行持久化存储，以供后续的分析处理工作使用，记录列车不同网络的各项数据参数及事件/故障，使得该网关设备兼有网关和数据记录仪的功能。

在一个实施例中，所述存储器可以包括至少为1GB的内存和至少16GB工业级宽温固态硬盘SSD。

具体实施时，存储器包括至少为1GB的内存和至少16GB工业级宽温SSD，这样提供了稳定可靠的高存储器容量，提高了整个数据转换网关设备的效率，保证了整个网关设备的稳定安全运行。

在一个实施例中，如图3所示，上述列车网关设备还可以包括：电源40，用于为所述列车网关设备提供电源。

在一个实施例中，所述电源可以为110V DC/DC车载隔离电源。

在一个实施例中，所述电源的输入范围可以为-30％至+25％。

具体实施时，电源模块可以为110V DC/DC高可靠车载隔离电源，外部电源输入范围为-30％至+25％，这样的设计具有极高的转换效率和良好的热设计，满足GB/T25119电磁兼容的相关要求。

在一个实施例中，所述数据转换器包括至少为双核且主频大于等于1GHz的中央处理器。

具体实施时，数据转换器可以为一控制模块，该控制模块包括中央处理器，所述中央处理器的至少为双核且主频为1GHz，实现了高运行效率的数据转换网关设备，确保了整个网关设备的稳定运行。

另外，该中央处理器可以采用超低功耗的基于NXP ARM Cortex-A9 i.MX6RTX2.0标准核心模块，内装板卡的接口直接从外围箱体的面板引出，整个控制模块与网关设备的其他模块牢固的固定在机箱内，使得抗震性能良好。

下面结合图4提供的网关设备的原理示意图和图5中网关设备的工作流程示意图进行详细说明，以便于理解本实用新型如何实施。

如图4所示，数据接入层基于外围接口模块，实现控制网络设备驱动，完成所有网络数据的统一收发。

数据处理层利用控制模块(数据转换器)的高效处理能力，解决MVB、CAN、ETH、RS485和RS232等控制网络数据的格式、内容和协议不尽相同的问题，实现对各控制网络数据的解析，并转换成数据转发层、数据持久化层所需要的格式。

数据持久化层基于存储模块(存储器)，将数据处理层得到的数据信息的持久化存储，以供后续的分析处理工作使用。

数据转发层实现将某一控制网络数据转发到其他对应控制网络中。车载数据对实时性、安全性的要求很高，基于控制模块(数据转换器)的高效处理能力，数据转发层可以确保数据发送的安全、实时、准确、完整。

如图5所示，本实用新型实施例提供的网关设备的工作方法可以包括如下步骤：

步骤101、数据接入层的程序通过对应列车控制网络的底层驱动，从某一网络上获取数据。

步骤102、数据接入层的程序将数据写入对应的消息队列，供数据处理层使用。

步骤103、数据处理层根据配置信息，将消息队列中的数据转换成目标列车网络对应的格式以及存储所需的格式

步骤104、数据处理层将处理后的数据分别写入到数据持久化层和数据转发层对应的消息队列中。

步骤105、这一步包含两部分内容，数据持久化层的程序将消息队列中待存储的数据保存到存储模块中；数据转发层通过对应列车控制网络的底层驱动，从消息队列中待发送的数据传输到目标网络中。

本实用新型实施例提供的列车网关设备的有益技术效果为：多个外围接口接收多种不同的源列车网络系统的数据；数据转换器根据目标列车网络系统的数据格式，将每一外围接口接收到的源列车网络系统的数据转换成目标列车网络系统的数据；该目标列车网络系统为与源列车网络系统交互的列车网络系统；多个外围接口再将转换成目标列车网络系统的数据发送至目标列车网络系统，实现了多个不同的列车网络系统之间的交互，降低列车网络结构复杂度，便于维护，节约了成本。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型实施例可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。