CN103139029A - 数据通信方法、系统及网关 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种数据通信方法、网关及系统，其中，该方法包括：网关接收多功能车辆总线MVB控制模块发送的MVB指令信息，所述指令信息包括指令对象和指令动作，所述指令对象包括牵引变流器子模块标识；将所述MVB指令信息转换为控制器局部网总线CAN指令信息；根据所述指令对象包括的牵引变流器子模块标识，将所述CAN指令信息发送给与所述牵引变流器子模块标识对应的牵引变流器子模块，以使所述牵引变流器子模块根据所述指令动作执行相应操作。因此，本发明能够解决现有的网关数据传输和处理时间长，且易导致数据在传输过程发生错误的问题。
Description
技术领域
本发明涉及铁路通信技术领域，尤其涉及一种数据通信方法、系统及网关。
背景技术
随着铁路跨越式发展的需要，铁路机车车辆工业对列车微机控制系统中的车载数据通信网络提出了新的要求，期望建立一个在机车车辆内部及列车和地面控制系统之间交换控制命令、状态信息、故障诊断及旅客信息等数据通信网络。为此，IEC61375-1《列车通信网络》制定的列车通信网络标准(Train Communication Network，简称，TCN)将成为一个标准的数据通信平台。
按照TCN标准，机车通信网分为两级，第一级绞线式列车总线(WireTrain Bus，简称WTB)实现车辆之间的数据通信，第二级多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus，简称MVB)主要实现同一车辆内各功能控制单元之间的数据通信。
由于MVB总线的广泛应用，变流器产品也衍生出挂接在MVB总线上的控制系统，图1为现有技术的机车数据通信系统的结构示意图，如图1所示，现有的控制系统是通过一块网关板和一块控制板共同实现的，网关板上有一个MVB总线接口和一个控制器局部网(Controller Area Network，简称CAN)总线接口，控制板上有两个CAN总线接口，即图中的A和B。网关板实现MVB总线数据与CAN总线数据交换，控制板负责对网关板传送数据的处理。其中，CAN总线是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，实现现场设备之间的数据通信。
发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术使用了两块电路板，增加了一条CAN总线，存在硬件成本高且延长数据传输和处理时间，易导致数据在传输过程发生错误的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种数据通信方法、系统及网关，用以解决现有技术存在硬件成本高且延长数据传输和处理时间，易导致数据在传输过程发生错误的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种数据通信方法，包括：
网关接收多功能车辆总线MVB控制模块发送的MVB指令信息，所述MVB指令信息包括指令对象和指令动作，所述指令对象包括牵引变流器子模块标识；
将所述MVB指令信息转换为控制器局部网总线CAN指令信息，所述CAN指令信息包括所述指令对象和指令动作；
根据所述指令对象包括的牵引变流器子模块标识，将所述CAN指令信息发送给与所述牵引变流器子模块标识对应的牵引变流器子模块，以使所述牵引变流器子模块根据所述指令动作执行相应操作。
本发明实施例提供一种网关，包括：
接收模块，用于接收多功能车辆总线MVB控制模块发送的MVB指令信息，所述MVB指令信息包括指令对象和指令动作，所述指令对象包括牵引变流器子模块标识；
第一转换模块，用于将所述MVB指令信息转换为控制器局部网总线CAN指令信息，述CAN指令信息包括所述指令对象和指令动作；
发送模块，用于根据所述指令对象包括的牵引变流器子模块标识，将所述CAN指令信息发送给与所述牵引变流器子模块标识对应的牵引变流器子模块，以使所述牵引变流器子模块根据所述指令动作执行相应操作。
本发明实施例提供一种数据通信系统，包括：依次连接的多功能车辆总线MVB控制模块、网关和牵引变流器子模块；
所述MVB控制模块，用于向网关发送MVB指令信息，所述MVB指令信息包括指令对象和指令动作；
所述网关为上述网关；
所述牵引变流器子模块，用于接收所述网关发送的CAN指令信息，并根据所述CAN指令信息中的指令动作执行相应操作。
本实施例通过网关将MVB控制模块发送的MVB指令直接转换为CAN指令，并将该CAN指令直接发送给相应的牵引变流器子模块，以使其执行相应操作，解决了现有技术存在硬件成本高且延长数据传输和处理时间，易导致数据在传输过程发生错误的问题。
附图说明
图1为现有技术的机车数据通信系统的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的数据通信方法的流程示意图；
图3为本发明实施例二提供的数据通信方法的流程示意图；
图4为本发明实施例三提供的网关的结构示意图；
图5为本发明实施例四提供的网关的结构示意图；
图6为本发明实施例五提供的数据通信系统的结构示意图。
具体实施方式
图2为本发明实施例一提供的数据通信方法的流程示意图；如图2所示，包括：
步骤201、网关接收MVB控制模块发送的MVB指令信息，所述MVB指令信息包括指令对象和指令动作，所述指令对象包括牵引变流器子模块标识。
具体地，网关与MVB控制模块通过MVB总线连接。具体地，指令对象包括牵引变流器子模块标识，用于确定执行指令动作的牵引变流器子模块，指令动作可以用来指示牵引变流器的各子模块执行相应操作。
步骤202、将所述MVB指令信息转换为控制器局部网总线CAN指令信息，所述CAN指令信息包括所述指令对象和指令动作。
目前，MVB控制模块的通信协议是MVB总线协议，牵引变流器的数据通信协议是CAN总线协议。网关将接收到的MVB指令信息转换为CAN指令信息，即将MVB指令信息封装为CAN数据帧。
步骤203、根据所述指令对象包括的牵引变流器子模块标识，将所述CAN指令信息发送给与所述牵引变流器子模块标识对应的牵引变流器子模块，以使所述牵引变流器子模块根据所述指令动作执行相应操作。
具体地，网关与牵引变流器通过CAN总线连接。其中，牵引变流器包括整流器、逆变器等子模块。举例来说，当指令对象包括整流器标识，指令动作为采集运行状态信息，则步骤203中将CAN指令信息通过CAN总线发送给整流器，以使整流器执行采集运行状态参数的操作。
因此，本实施例直接通过网关将MVB控制模块发送的MVB指令转换为CAN指令，并将该CAN指令直接发送给相应的牵引变流器子模块，以使其执行相应操作，解决了现有技术存在硬件成本高且延长数据传输和处理时间，易导致数据在传输过程发生错误的问题。
图3为本发明实施例二提供的数据通信方法的流程示意图；在图2所示方法实施例一的基础上，具体包括：
步骤301、网关接收MVB控制模块发送的MVB指令信息。
举例来说，本实施例的各MVB控制模块通过MVB收发电路将MVB指令信息发送到MVB总线上，网关通过MVB协议控制芯片从MVB总线上获取MVB指令信息。所述指令信息包括指令对象和指令动作，所述指令对象包括牵引变流器子模块标识。
步骤302、将所述MVB指令信息转换为CAN指令信息。
本实施例中，网关提取MVB指令信息中的指令动作和指令对象，并解析指令动作和指令对象中包括的牵引变流器子模块标识，将MVB指令信息转换为CAN指令信息，并根据牵引变流器子模块标识将CAN指令信息保存到与所述牵引变流器子模块标识对应的列表，为以后故障分析和处理提供依据。
步骤303、根据所述指令对象包括的牵引变流器子模块标识，将所述CAN指令信息发送给与所述牵引变流器子模块标识对应的牵引变流器子模块，以使所述牵引变流器子模块根据所述指令动作执行相应操作。
具体地，网关通过CAN协议控制芯片将CAN指令信息发送到CAN总线上，CAN总线将CAN指令信息发送给与所述牵引变流器子模块标识对应的牵引变流器子模块。
本实施例的牵引变流器包括整流器、逆变器和保护控制器等子模块。举例来说，其中，所述CAN指令信息可以用来指示整流器执行如启动、停止、隔离、复位等操作，或是指示逆变器执行启动、停止、隔离、复位等操作，或是指示保护控制器根据传感器采集的信号向微处理器以及辅助变流器发送参考指令，达到保护牵引变流器的目的。
步骤304、接收所述牵引变流器子模块发送的CAN操作结果信息，所述CAN操作结果信息包括所述牵引变流器子模块标识。
本实施例的牵引变流器子模块执行相应操作后，生成CAN操作结果信息，并发送给CAN总线，网关通过内部的CAN协议控制芯片接收CAN总线发送的CAN操作结果信息。
步骤305、将所述CAN操作结果信息转换为MVB操作结果信息。
本实施例中，网关解析所述CAN操作结果信息中包括的所述牵引变流器子模块标识，根据所述牵引变流器子模块标识将所述CAN操作结果信息保存到与所述牵引变流器子模块标识对应的列表中，并将所述CAN操作结果信息转换为MVB操作结果信息，为以后故障分析和处理提供依据。
步骤306、将所述MVB操作结果信息发送给所述MVB控制模块。
举例来说，若MVB控制模块接收的操作结果信息为整流器的运行状态信息，经过分析处理后，若该运行状态信息显示整流器已停止，则可以发送整流器启动指令。MVB数据的接收和发送都是通过MVB控制协议芯片和MVB收发电路共同实现的。
本实施例二的网关在实施例一的基础上，还采用网关接收牵引变流器返回的CAN操作结果信息，将CAN操作结果信息进行保存，并将其转换为MVB操作结果信息直接发送MVB控制模块的技术手段，不但能够为MVB控制模块的后续操作提供依据，同时也为故障分析和处理提供了依据。
图4为本发明实施例三提供的网关的结构示意图，包括：依次连接的接收模块41、第一转换模块42、发送模块43；
接收模块41，用于接收多功能车辆总线MVB控制模块发送的MVB指令信息，所述MVB指令信息包括指令对象和指令动作，所述指令对象包括牵引变流器子模块标识；
第一转换模块42，用于将所述MVB指令信息转换为控制器局部网总线CAN指令信息，所述CAN指令信息包括所述指令对象和指令动作；
发送模块43，用于根据所述指令对象包括的牵引变流器子模块标识，将所述CAN指令信息发送给与所述牵引变流器子模块标识对应的牵引变流器子模块，以使所述牵引变流器子模块根据所述指令动作执行相应操作。
本实施例的网关可以具体用于执行图2所示方法实施例的方法，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图5为本发明实施例四提供的网关的结构示意图，在图4所示实施例的网关的基础上做进一步的扩展。
其中，第一转换模块42包括：
第一解析单元421，用于解析所述MVB指令信息中包含的指令动作和指令对象，将所述MVB指令信息转换为CAN指令信息；
第一储存单元422，用于根据所述指令对象包括的牵引变流器子模块标识，将所述CAN指令信息保存到本地与所述牵引变流器子模块标识对应的列表中。
接收模块41，还用于接收所述牵引变流器子模块发送的CAN操作结果信息，所述CAN操作结果信息包括所述牵引变流器子模块标识；
所述网关还包括：
第二转换模块44，用于将所述CAN操作结果信息转换为MVB操作结果信息；
发送模块43，还用于将所述MVB操作结果信息发送给所述MVB控制模块。
第二转换模块44包括：
第二解析单元441，用于解析所述CAN操作结果信息中包括的所述牵引变流器子模块标识；
第二储存单元442，用于将所述CAN操作结果信息保存到与所述牵引变流器子模块标识对应的列表中，并将所述CAN操作结果信息转换为MVB操作结果信息，所述MVB操作结果信息包括所述牵引变流器子模块标识。
本实施例的装置可以具体用于执行图3所示方法实施例的方法，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图6为本发明实施例五提供的数据通信系统的结构示意图，包括：依次连接的多功能车辆总线MVB控制模块61、网关62和牵引变流器子模块63；
MVB控制模块61，用于向网关发送MVB指令信息，所述MVB指令信息包括指令对象和指令动作；
网关62采用如图4所示实施例所述的网关；
牵引变流器子模块63，用于接收所述网关发送的CAN指令信息，并根据所述CAN指令信息中的指令动作执行相应操作。
本实施例的牵引变流器子模块63，还用于生成CAN操作结果信息，并将所述CAN操作结果信息发送给网关62；
网关62采用如图5所示实施例所述的网关；
MVB控制模块61，还用于接收网关62发送的MVB操作结果信息。
本实施例的系统可以具体用于执行图2或图3所示方法实施例的方法，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
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，而非对其限制；尽管参照前述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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种数据通信方法，其特征在于，包括：
网关接收多功能车辆总线MVB控制模块发送的MVB指令信息，所述MVB指令信息包括指令对象和指令动作，所述指令对象包括牵引变流器子模块标识；
将所述MVB指令信息转换为控制器局部网总线CAN指令信息，所述CAN指令信息包括所述指令对象和指令动作；
根据所述指令对象包括的牵引变流器子模块标识，将所述CAN指令信息发送给与所述牵引变流器子模块标识对应的牵引变流器子模块，以使所述牵引变流器子模块根据所述指令动作执行相应操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述MVB指令信息转换为控制器局部网总线CAN指令信息具体包括：
解析所述MVB指令信息中包含的指令动作和指令对象，将所述MVB指令信息转换为CAN指令信息；
根据所述指令对象包括的牵引变流器子模块标识，将所述CAN指令信息保存到本地与所述牵引变流器子模块标识对应的列表中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述将所述CAN指令信息发送给与所述牵引变流器子模块标识对应的牵引变流器子模块之后，还包括：
接收所述牵引变流器子模块发送的CAN操作结果信息，所述CAN操作结果信息包括所述牵引变流器子模块标识；
将所述CAN操作结果信息转换为MVB操作结果信息；
将所述MVB操作结果信息发送给所述MVB控制模块。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述CAN操作结果信息转换为MVB操作结果信息具体包括：
解析所述CAN操作结果信息中包括的所述牵引变流器子模块标识；
将所述CAN操作结果信息保存到与所述牵引变流器子模块标识对应的列表中，并将所述CAN操作结果信息转换为MVB操作结果信息，所述MVB操作结果信息包括所述牵引变流器子模块标识。
5.一种网关，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收多功能车辆总线MVB控制模块发送的MVB指令信息，所述MVB指令信息包括指令对象和指令动作，所述指令对象包括牵引变流器子模块标识；
第一转换模块，用于将所述MVB指令信息转换为控制器局部网总线CAN指令信息，所述CAN指令信息包括所述指令对象和指令动作；
发送模块，用于根据所述指令对象包括的牵引变流器子模块标识，将所述CAN指令信息发送给与所述牵引变流器子模块标识对应的牵引变流器子模块，以使所述牵引变流器子模块根据所述指令动作执行相应操作。
6.根据权利要求5所述的网关，其特征在于，所述第一转换模块包括：
第一解析单元，用于解析所述MVB指令信息中包含的指令动作和指令对象，将所述MVB指令信息转换为CAN指令信息；
第一储存单元，用于根据所述指令对象包括的牵引变流器子模块标识，将所述CAN指令信息保存到本地与所述牵引变流器子模块标识对应的列表中。
7.根据权利要求5或6所述的网关，其特征在于，所述接收模块，还用于接收所述牵引变流器子模块发送的CAN操作结果信息，所述CAN操作结果信息包括所述牵引变流器子模块标识；
所述网关还包括：
第二转换模块，用于将所述CAN操作结果信息转换为MVB操作结果信息；
所述发送模块，还用于将所述MVB操作结果信息发送给所述MVB控制模块。
8.根据权利要求7所述的网关，其特征在于，所述第二转换模块包括：
第二解析单元，用于解析所述CAN操作结果信息中包括的所述牵引变流器子模块标识；
第二储存单元，用于将所述CAN操作结果信息保存到与所述牵引变流器子模块标识对应的列表中，并将所述CAN操作结果信息转换为MVB操作结果信息，所述MVB操作结果信息包括所述牵引变流器子模块标识。
9.一种数据通信系统，其特征在于，包括：依次连接的多功能车辆总线MVB控制模块、网关和牵引变流器子模块；
所述MVB控制模块，用于向网关发送MVB指令信息，所述MVB指令信息包括指令对象和指令动作；
所述网关为如权利要求5～8任一所述的网关；
所述牵引变流器子模块，用于接收所述网关发送的CAN指令信息，并根据所述CAN指令信息中的指令动作执行相应操作。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述牵引变流器子模块，还用于生成CAN操作结果信息，并将所述CAN操作结果信息发送给所述网关；
所述MVB控制模块，还用于接收所述网关发送的MVB操作结果信息。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: CHINA CNR CORPORATION LIMITED Free format text: FORMER OWNER: DALIAN ELECTRIC TRACTION RESEARCH + DEVELOPMENT CENTER OF CHINA NORTH LOCOMOTIVE CO.,LTD. Effective date: 20140401 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 116022 DALIAN, LIAONING PROVINCE TO: 100078 FENGTAI, BEIJING |
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| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20140401 Address after: 100078 Beijing Fengtai District city park is a district 15 building Applicant after: China CNR Corporation Limited Address before: 116022 Shahekou, Liaoning, China No. 51 The Strip Applicant before: Dalian Electric Traction Research & Development Center of China North Locomotive Co., Ltd. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |