一种车地无线传输车载设备的制作方法

本实用新型属于轨道交通车地无线传输技术领域，尤其涉及一种车地无线传输车载设备。

背景技术：

为了达到对轨道列车车辆进行在线监测的目的,需要将信息采集设备采集的列车车辆状态数据通过无线方式及时传输到地面。随着列车运行的高速化、自动化、智能化快速发展，现代列车配置了越来越多的信息采集设备，其车地无线传输业务也具备了数据多源化发展趋势。因此如何将多源化的数据，及时、安全、快速、可靠地由无线方式传输至地面各业务控制中心进行分析处理，以保障列车的运行安全，已成为车地通信面临的重要问题之一。

技术实现要素：

本使用新型针对上述技术问题，提出一种具有多种无线传输通道、且数据传输及时、稳定的车地无线传输车载设备。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

提供一种车地无线传输车载设备，该设备分别与车载数据中心单元和无线通道的车载主机通信，所述车载设备内部设置有路由控制单元以及分别与路由控制单元连接的4g模块、wifi模块和以太网卡，所述以太网卡设置有两个；车载设备外部设置有对外接口单元，第一以太网卡、第二以太网卡以及所述4g模块、wifi模块均与对外接口单元连接。第一以太网卡通过对外接口单元与车载数据中心单元连接，用于接收车载数据中心单元传输的数据，4g模块、wifi模块和以太网卡分别通过对外接口单元与公网、wifi热点及其他无线通道连接，用于提供多种无线传输通道，将数据传输至无线通道的车载主机；路由控制单元可对传输的数据进行分类处理并进行传输路由的选择。

作为优选，所述对外接口单元包括车载设备的背板连接器以及前面板上的多个sma天线接口和m12接口。

作为优选，所述第一以太网卡通过其以太网接口连接至背板连接器，4g模块、wifi模块均与sma天线接口连接，第二以太网卡通过其以太网接口与m12接口连接。

作为优选，所述车载设备内部还设置有第三以太网卡，所述第三以太网卡与路由控制单元和m12接口连接。第三以太网卡通过m12接口与其他外网通道连接，进一步增加了数据传输的路由选择。

作为优选，所述车载设备内部进一步设置有交换机，所述第一以太网卡通过交换机扩展两个以太网接口，第一以太网接口通过背板连接器与车载数据中心单元通信，第二以太网接口与m12接口连接；所述第二以太网接口通过m12接口与外部数据源设备连接。通过交换机可扩展多个以太网接口，扩展出的以太网接口除与车载数据中心单元连接外，多余的以太网接口可通过m12接口与外部数据源设备连接，即为轨道列车车辆上的其它系统提供无线数据传输通道，进一步提高该车载设备的实用性。

作为优选，所述车载设备配置有两台，两台车载设备的第二以太网接口连接的m12接口为同一个ip地址。车载设备支撑vrrp协议，通过vrrp协议实现虚拟ip漂移，进而实现双机热备。

作为优选，所述4g模块通过sma天线接口连接公网，wifi模块通过sma天线接口连接wifi热点。

作为优选，所述路由控制单元将公网或wifi热点设为数据传输的默认路由，且默认路由的选择具有切换机制。

作为优选，所述车载设备内部还设置有gps模块，所述gps模块通过自身串口与路由控制单元和背板连接器连接，且gps模块与sma天线接口连接。路由控制单元与gps模块连接，用于接收卫星定位的本机地理位置信息，使车载设备具备gps定位功能。

作为优选，所述路由控制单元为cpu。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

1、本实用新型提供一种车地无线传输车载设备，该设备分别与车载数据中心单元和无线通道的车载主机通信，用于接收载数据中心单元传输的数据，并由路由控制单元根据车载设备的通讯协议以及路由状态、静态路由配置，将接收到的数据，通过公网4g、wifi热点以及其他无线通道等不同路由传输至无线通道的车载主机。采用多种路由结合的方式，可有效解决单一路由由于网络信号缺号或者传输通道中断导致的数据丢失的现象。

2、本实用新型提供的实施例中，车载设备内置以太网卡和交换机，通过交换机可扩展多个以太网接口，除与车载数据中心单元连接外，还可与外部数据源设备连接；该接口为预留的车地无线传输接口，为轨道列车车辆上的其它系统提供无线数据传输通道，便于进行系统功能的扩展。

3、本实用新型提供的实施例中，内部置有交换机的车载设备设置有两台，且支持vrrp协议，对于外部数据源设备来说，两台车载设备的第二以太网接口是同一个ip，通过vrrp协议实现虚拟ip漂移，进而实现双机热备。

4、本实用新型车载设备在数据传输过程中，路由控制单元将公网4g或wifi热点设为默认路由，默认情况下数据可由公网4g或wifi热点传输，并且对于默认路由的选择提供切换机制，该切换机制在固定使用4g作为默认路由，wifi可以自动连接可用的热点，但是不会将其设为默认路由，无需自动切换，网络传输会非常稳定；优先使用wifi作为默认路由，只要wifi连上了可用的热点，就自动将wifi设为默认路由，否则自动切换到4g作为默认路由，该方式可有效节省4g的流量。两种默认路由应用场景不同，用户可根据实际情况自行选择，保证了数据传输的实时性和稳定性。

附图说明

图1为本实用新型实施例1车载设备结构示意图；

图2为本实用新型实施例1车地无线传输系统拓扑结构；

图3为本实用新型实施例2车载设备结构示意图。

图4为本实用新型实施例2车地无线传输系统拓扑结构。

以上图中，1、背板连接器；2、前面板；3、sma天线接口；4、m12接口。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

为了更好地理解上述技术方案，下面结合附图1-4以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

本实用新型的车地无线传输车载设备的一个示意性实施例1中，该设备分别与车载数据中心单元和无线通道的车载主机通信，用于接收车载数据中心单元传输的数据，并将其通过不同路由传输至无线通道的车载主机。车载数据中心单元是列车以太网总线车载数据中心单元和车地数据通信交换的终端设备，实时或间隔采集tcms系统的mvb总线数据和列车各监测子系统的内部维护数据。

参考图1，该车载设备内部设置有路由控制单元以及分别与路由控制单元连接的4g模块、wifi模块和以太网卡，其中路由控制单元为cpu，且以太网卡设置有两个；车载设备外部设置有对外接口单元，第一以太网卡、第二以太网卡以及4g模块、wifi模块均与对外接口单元连接。对外接口单元包括车载设备的背板连接器1以及前面板2上的多个sma天线接口3和m12接口4。且第一以太网卡通过其以太网接口连接至背板连接器1，4g模块、wifi模块均与sma天线接口3连接，并通过sma天线接口3分别连接公网和wifi热点；第二以太网卡通过其以太网接口与m12接口4连接。进一步的，车载设备内部还设置有第三以太网卡，第三以太网卡与路由控制单元和m12接口4连接，所述m12接口4均与无线通道的车载主机；车载设备内部还设置有gps模块，所述gps模块通过自身串口与路由控制单元和背板连接器1连接，且gps模块与sma天线接口3连接。

上述实施例中，背板连接器1上的以太网接口为lan口，与车载数据中心单元连接，用于接收其传输的数据。与4g模块、wifi模块连接的sma天线接口3以及与第二以太网卡、第三以太网卡连接的m12接口4均为wan口，与无线通道的车载主机连接，用于将接收的数据传输至无线通道的车载主机。4g模块直接连接公网，wifi模块可连接wifi热点，第二以太网卡、第三以太网卡连接的m12接口4为wan1口、wan2口，wan1口和wan2口分别连接其他无线通道。所述无线通道包括但不限于信号系统无线通道、地面pis系统无线通道。路由控制单元为cpu，cpu根据车载设备的通讯协议以及路由状态和静态路由功能配置，将接收到的数据通过不同路由传输至无线通道的车载主机。

具体的，车载设备的wan1口连接信号系统无线通道，车载设备的wan2口连接地面pis系统无线通道，其与车载数据中心单元连接后，数据传输过程如下：

车载数据中心单元决定数据发往无线通道的车载主机的具体目的ip，路由控制单元根据目的ip决定该数据从前面板2上的哪个接口发出。路由控制单元将4g或者wifi设为默认路由，默认情况下所有发往无线通道的车载主机的数据都会走4g或者wifi通道；其他路由通过静态路由功能添加：

示例性的，若无线通道的车载主机具有三个ip，车载数据中心单元决定，其内部的实时数据通过4g或者wifi发往ip_a；其内部的b类文件通过信号系统无线通道发往ip_b；其内部的c类文件通过地面pis系统无线通道发往ip_c。因此，可以在路由控制单元上通过静态路由功能添加如下设置：目的ip为ip_a的数据从4g或者wi-fi发出；目的ip为ip_b的数据从wan1发出；目的ip为ip_c的数据从wan2发出。设置后：车载数据中心单元通过车载设备向无线通道的车载主机发送数据时，所有b类文件都会通过wan1口发出，经过信号系统无线通道发往ip_b；所有c类文件都会通过wan2口发出，经过地面pis系统无线通道发往ip_c；所有实时数据都会通过4g或者wifi发出，最终到达ip_a。

上述实施例中，若某一传输通道中断或网络信号缺失情况下，路由控制单元控制单元可根据当前各路由状态将由该通道传输的数据经其他通道传输，避免出现数据传输丢失的情况。

对于默认路由的选择，路由控制单元提供两种切换机制，可根据实际情况进行选择：

4gonly：固定使用4g作为默认路由，wifi可以自动连接可用的热点，但是不会将其设为默认路由，只能做局域网内的数据传输。该机制适用于大多数情况，而且无需自动切换，网络传输会非常稳定。

wififirst：优先使用wifi作为默认路由，只要wifi连上了可用的热点，就自动将wifi设为默认路由，否则自动切换到4g作为默认路由。该机制适用于现场的wifi热点具备连接服务器的能力，且需要节省4g的流量的情况。

实施例2，该实施例与上述实施例1的不同之处在于所述车载设备内部为进一步设置有交换机，第一以太网卡通过交换机扩展两个以太网接口，第一以太网接口通过背板连接器1与车载数据中心单元通信，第二以太网接口与m12接口4连接。通过交换机扩展出来的第二以太网接口代替实施例1中第三以太网卡的以太网接口与m12接口4连接，且第二以太网接口通过m12接口4与外部数据源设备连接，为轨道列车车辆上的其它系统提供无线数据传输通道。同时该车载设备配置有两台，且支持vrrp协议，通过vrrp协议实现虚拟ip漂移，对于外部数据源设备来说，两台车载设备的第二以太网接口连接的m12接口4为同一个ip地址，实现数据传输的可靠性。外部数据源设备具有多个时，以太网接口可通过交换机扩展出多个，并分别与多个外部数据设备连接，为其提供无线数据传输通道，便于数据稳定可靠的传输。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。