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                TRDP首選廣州眾志誠,致力提供高品質的TRDP,MVB
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                TRDP實時以太網網關介紹

                發布時間:2017-07-09

                廣州眾志誠信息科技有限公司研發的TRDP(Train Real-time Data Protocol實時數據協議)網關(以“此網關”代替),包括:主控制模塊、UART接口、以太網總線接口、網絡隔離變壓器和實時以太網硬核協議棧模塊,實時以太網硬核協議棧模塊用于根據TCP/IP 協議對接收的UART 數據信號和IP 數據信號的格式進行轉換并發送。此網關,實現了鐵路TCN網絡實時以太網功能,完全符合國際IEC61375-2-3標準。網關支持PD模式、DNS、TTDB,實現了TRDPus級的實時性,而目前操作系統下任何周期都是大于1ms,無法實現實時響應,因此無法在鐵路行業應用。本發明使用硬TRDP協議棧替代傳統的軟件協議棧,可以保證us級別的組播廣播接收,便于和主控TCMS連接通訊,對比使用linuxWindows操作系統軟件協議棧的以太網通訊,此網關的實時性提高了10倍以上。TRDP網關能實現鐵路實時TRDP以太網,解決目前鐵路實時以太網網關的空白問題。


                 

                摘    要    附    圖




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                1、廣州眾志誠信息科技有限公司研發的TRDP(Train Real-time Data Protocol實時數據協議)網關,包括:主控制模塊、UART接口、以太網總線接口、網絡隔離變壓器和實時以太網硬核協議棧模塊。其中,所述主控制模塊分別與所述實時以太網硬核協議棧模塊、UART接口連接;所述實時以太網硬核協議棧模塊與所述網絡隔離變壓器連接;所述網絡隔離變壓器與所述以太網總線接口連接;所述實時以太網硬核協議棧模塊用于根據TCP/IP 協議將通過所述主控制模塊通過UART 接口接收的列車車載設備發送的通信信息轉換成IP 數據信號,再通過所述以太網總線接口發送到TCN網絡;同時遵循所述TCP/IP 協議將通過所述以太網總線總線接口接收的TCN發送的IP 數據信號轉換成并行數據信號發送給主控制模塊,再由主控制模塊通過UART接口發給車載設備。

                 

                2、1所述的鐵路實時以太網TRDP網關,其特征在于,還包括網絡隔離變壓器,隔離變壓器分別與實時以太網硬核協議棧模塊、以太網總線接口相連,對所述的以太網總線起信號傳輸、阻抗匹配、波形修復、信號雜波抑制和高電壓隔離等作用。

                 

                3、根據1所述的鐵路實時以太網TRDP網關,其特征在于,以太網硬核協議棧模塊,主要包括FPGA協議棧芯片,FPGA協議棧芯片與所述的主控制模塊采用并行通信方式,遵循TCP/IP協議把接收到以太網數據轉換成目標協議數據發送給主控制模塊,同時把主控制模塊數據轉換成以太網數據格式。

                 

                4、根據1所述的鐵路實時以太網TRDP關,其特征在于,主控制模塊是以Cortex-M3LPC177x微處理器、硬件看門狗CAT706組成,如果LPC177x微處理器運行異常,硬件看門狗對網關進行自動復位。

                 

                說    明    書   



                一種鐵路實時以太網TRDP網關

                 

                技術領域

                廣州眾志誠信息科技有限公司研發的TRDP(Train Real-time Data Protocol實時數據協議)網關涉及車輛和鐵路列車技術領域,尤其涉及一種鐵路實時以太網TRDP網關。

                 

                背景技術

                目前實時以太網列車車輛總線國際標準IEC61375-2-3出臺不久。法國阿爾斯通、德國西門子、日本三菱等國鐵路設備企業,對標準開始大力推廣。之前的鐵路標準已經廣泛應用于中國的車輛,這一次,新標準也會逐步應用到中國軌道交通領域。

                鐵路行業應用以太網最大的理由在于速度快。過去的鐵路用網絡技術最快僅為數Mbit/秒,隨著監控并記錄車輛和裝備的情況、配備客戶使用的無線LAN等通信功能、車內監控攝像頭像素的增加、車內顯示器的大型化和高畫質化等功能不斷強化,數據傳輸速度已經無法滿足需要。于是,作為能夠實現10Mbit/秒以上的數據傳輸技術,以太網成為了眾望所歸。

                鐵路以太網通訊的物理層接口滿足IEEE 802.3要求,支持100BASE-TX傳輸介質,支持全雙工通信,連接器要求采用“D”型編碼的M12連接器,設備端采用孔式連接器,活動端采用針式連接器。M12連接器應具備金屬屏蔽外殼。電纜要求采用符合ISO/IEC 11801IEC 61156-6標準要求的超五類雙絞線。以太網電纜屏蔽層與M12連接器的外殼應采用360°環形可靠連接,設備應設置接地點確保設備可靠接地,同時設備上的M12連接器外殼應確??梢酝ㄟ^設備進行可靠接地。IPMAC地址要求確保設備地址的全球唯一性。采用IPV4版本標準符合性子系統掛網設備至少符合以下標準:IEC61375-1(列車通信網絡)、IEC61375-3-4 /-2-5(以太網部分)、EN50121-3-2(電磁兼容性)。通信協議應支持ARP協議、ICMP協議及IGMP協議。應用層應支持SNMP協議、telnet協議、FTP協議及TRDP協議。傳輸層應支持TCP協議與UDP協議。對于鐵路用以太網,提高實時性、確??煽啃砸彩潜夭豢缮俚臈l件。為了確保實時性,鐵路以太網的47層都將使用專為鐵路用途開發的自主協議“TRDPTrain Real-time Data Protocol”。

                而隨著鐵路行業的發展,實時的以太網得到廣泛的應用,但由于鐵路通訊網絡的專用性和針對性極強(主要應用于鐵路和部分電力系統等一些特殊領域),用于實現TRDP協議轉換成其它數據形式,如TRDP轉換UART等數據形式的實時以太網網關還是一片空白。而現有的轉換方法是依賴以太網軟核協議棧,實時性非常差,無法實現TRDPus級的實時性要求。

                 

                發明內容

                廣州眾志誠信息科技有限公司研發的TRDP(Train Real-time Data Protocol實時數據協議)網關,能實現鐵路以太網對實時性的要求,解決以太網車輛總線實時通信網關的空白問題。

                此網關,包括:主控制模塊、UART接口、以太網總線接口、網絡隔離變壓器和實時以太網硬核協議棧模塊,實時以太網硬核協議棧模塊用于遵循TCP/IP 協議,對接收的UART 數據信號和IP 數據信號的格式進行相互轉換。本發明實現了TRDPus級的實時性,而目前操作系統下任何周期都是大于1ms,無法實現實時響應,就無法在鐵路行業應用。本發明使用硬TRDP協議棧替代傳統的軟件協議棧,可以保證us級別的組播廣播接收,便于和主控TCMS連接通訊,對比使用linuxWindows操作系統的以太網通訊,本發明實施案例實時性提高了10倍以上。

                本發明實施例提供一種鐵路實時以太網TRDP網關,自帶100M 強制全雙工以太網接口,2KV電磁隔離,默認配置為MDI模式;自帶以太網隔離變壓器,隔離耐壓2500V;完全符合以太網國際標準IEC61375-2-3IEC61375-3-4的要求;支持TRDP協議、支持TRDP推模式(PD模式)、支持TTDB自動獲取列車動態和靜態拓撲,MAC地址全球唯一;支持DNS,滿足通過域名實現通訊的需求,支持4TRDP模塊COMID端口接收,發送報文COMID動態調整;集成一路CAN2.0B接口,兼容CAN2.0A,符合ISO11898-1標準;UART高速串口支持921600bps波特率;主電源采用5V供電;工作溫度:-40℃ ~ +85,存儲溫度:-40℃ ~ +85,最大相對濕度:90%。

                采用本發明實施例能實現鐵路實時TRDP以太網,解決目前鐵路實時以太網網關的空白問題。

                 其中,隔離變壓器分別與實時以太網硬核協議棧模塊、以太網總線接口相連。

                 

                 以太網硬核協議棧模塊與所述的主控制模塊采用并行通信方式。

                 

                進一步的,是以Cortex-M3LPC177x微處理器、硬件看門狗CAT706組成,如果LPC177x微處理器運行異常,硬件看門狗對網關進行自動復位。

                 

                以太網硬核協議棧模塊,主要包括FPGA協議棧芯片,所述的FPGA協議棧芯片與所述的主控制模塊采用并行通信方式,遵循TCP/IP協議把接收到以太網數據轉換成目標協議數據發送給主控制模塊,同時把主控制模塊數據轉換成以太網數據格式所述TCP/IP協議控制器分別與所述以太網轉接模塊、所述以太網總線接口連接。

                此網關具有如下有益效果:

                支持符合IEC61375-2-3 規范的TRDP 協議。 TRDP 使用了UDP/TCP 20548 端口和20550 端口,其他應用層協議禁止使用這些端口。本發明實施的產品支持IETF RFC1905規定的SNMP V2代理功能,支持IETF RFC959規定的FTP,支持telnet 服務器或者SSH 服務器,用于管理終端設備。

                本發明實施的產品可用于車載設備以太網接入,解決目前鐵路實時以太網協議轉換產品的空白問題。



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