CN107689914A - 一种支持trdp协议的多功能网关的通信方法 - Google Patents
一种支持trdp协议的多功能网关的通信方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种支持TRDP协议的多功能网关的通信方法,包括:根据所述网络配置信息报文启动相应的配置模块,所述配置模块进行相应的通信模块的配置;创建共享内存模块,并在所述共享内存模块中分别为各个通信模块创建一共享内存;根据所述通信模块分别创建写接口和读接口;源通信模块将接收到的有效数据经协议解析后,通过所述写接口将有效数据写入所述共享内存中;目的通信模块通过所述读接口读取共享内存中的有效数据。报文信息不同,对应的配置模块不同,可以实现对通信模块进行动态配置;源通信模块可以通过写接口在共享内存中写入有效数据,目的通信模块可以通过读接口从共享内存中读取有效数据,以实现不同通信协议之间的自由转换。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种支持TRDP协议的多功能网关的通信方法。
背景技术
TCN(Train Communication Network,列车通信网络)是铁路列车之间和车辆内部可编程设备传送、控制、检测与诊断信息的数据通信网络,为了列车各子系统之间能传递信息,子系统与列车网络之间能进行数据交换,就必须进行协议转换,网关设备就起着不可替代的作用。
目前TCN包括MVB(Multifunction Vehicle Bus,多功能车辆总线)和WTB(WireTrain Bus,绞线式列车总线),传输速率最大是1.5Mbit/s,随着列车网络传输数据越来越多,这样的传输速率显然已经无法满足列车通信需求。因此,实时以太网总线技术作为一种可以提供更大带宽的数据传输技术将会逐渐取代TCN,但由于TRDP协议是专用于铁路通讯网络的通信协议,相关的网关技术还未得到广泛应用。
另外,在列车通信网络环境中,分布着众多子系统,每个子系统的节点支持的数据传输协议不尽相同。现有网关只能支持特定的列车网络应用协议和特定的通信方式,协议转换只有限定的几种,功能单一,协议兼容性差。若是将子系统换到网络应用协议不同的列车上时,配套的网关设备也需要重新配置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种支持TRDP协议的多功能网关的通信方法,可进行数动态配置以及可支持不同数据传输协议的自由转换。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种支持TRDP协议的多功能网关的通信方法,包括:
接收网络配置信息报文;
根据所述网络配置信息报文启动相应的配置模块,所述配置模块进行相应的通信模块的配置,所述通信模块包括源通信模块和目的通信模块;
创建共享内存模块,并在所述共享内存模块中分别为各个通信模块创建一共享内存;
根据所述通信模块分别创建写接口和读接口;
源通信模块将接收到的有效数据经协议解析后,通过所述写接口将有效数据写入所述共享内存中;
目的通信模块通过所述读接口读取共享内存中的有效数据。
进一步的,所述网络配置信息报文包括识别ID,所述“根据所述网络配置信息报文启动相应的配置模块”具体为:根据所述识别ID启动相应的配置模块。
进一步的,当接收到新的网络配置信息报文后,重新根据所述网络配置信息报文启动相应的配置模块。
进一步的,还包括:
创建后备内存区;
将所述网络配置信息报文保存至所述后备内存区中。
进一步的,还包括:
创建数据记录模块,所述数据记录模块包括事件记录仪和存储管理模块;
当所述事件记录仪存满标准化数据包后,将所述数据信息通过所述存储管理模块保存至存储芯片中。
进一步的,所述事件记录仪创建两个相同大小的数据缓存区,当其中一个的数据缓存区存满标准化数据包之后,利用另一个数据缓存区进行数据缓存,所述存储管理模块按照存储芯片最小擦写单元的尺寸将所述其中一个的数据缓存区中的数据写入存储芯片中。
进一步的,还包括:
创建至少两个的监控线程;
根据至少两个的所述监控线程判断在预设时间内是否接收到与网关连接的网络节点的数据信息;
若否,则所述网络节点异常。
进一步的,所述通信模块包括支持TRDP协议的以太网通信模块,所述以太网通信模块包括协议栈模块、初始化模块以及数据处理模块。
进一步的,所述协议栈模块采用国外开源代码,并基于TCP/IP协议完成数据传输;所述初始化模块采用创建对象的方式支持多个端口,可分别为每一个端口创建一个socket,为所述每一个socket创建一个对象,为所述每一个对象创建一个线程,各线程独立进行对应socket数据的捕捉与处理。
本发明的有益效果在于:根据网络配置信息报文启动相应的配置模块,报文信息不同,对应的配置模块不同,不同的配置模块对应不同的通信模块,所以进行协议转换时的源通信模块和目的通信模块也不同,可以实现对通信模块进行动态配置;创建共享内存管理模块完成数据的管理并更好的支持网络路径的自由组合,源通信模块可以通过写接口在共享内存中写入有效数据,目的通信模块可以通过读接口从共享内存中读取有效数据,以实现不同通信协议之间的自由转换;创建监控线程,利用多线程并发处理的方式,实现对网络节点状态的实时监测与诊断;创建数据记录模块,数据经包装与缓存后写入存储芯片。
附图说明
图1为本发明实施例一的支持TRDP协议的多功能网关的通信方法的流程图;
图2为本发明实施例一的对网络节点的监控流程图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果,以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于:根据网络配置信息报文启动相应的配置模块,报文信息不同,对应的配置模块不同。
请参照图1以及图2,一种支持TRDP协议的多功能网关的通信方法,包括:
接收网络配置信息报文;
根据所述网络配置信息报文启动相应的配置模块,所述配置模块进行相应的通信模块的配置,所述通信模块包括源通信模块和目的通信模块;
创建共享内存模块,并在所述共享内存模块中分别为各个通信模块创建一共享内存;
根据所述通信模块分别创建写接口和读接口;
源通信模块将接收到的有效数据经协议解析后,通过所述写接口将有效数据写入所述共享内存中;
目的通信模块通过所述读接口读取共享内存中的有效数据。
从上述描述可知,本发明的有益效果在于:根据网络配置信息报文启动相应的配置模块,报文信息不同,对应的配置模块不同,不同的配置模块对应不同的通信模块,所以进行协议转换时的源通信模块和目的通信模块也不同,可以实现对通信模块进行动态配置;创建共享内存管理模块完成数据的管理并更好的支持网络路径的自由组合,源通信模块可以通过写接口在共享内存中写入有效数据,目的通信模块可以通过读接口从共享内存中读取有效数据,以实现不同通信协议之间的自由转换。每一个通信模块既可以为源通信模块也可为目的通信模块,当所述通信模块为源通信模块时,发送数据;当所述通信模块为目的通信模块时,接收数据。
进一步的,所述网络配置信息报文包括识别ID,所述“根据所述网络配置信息报文启动相应的配置模块”具体为:根据所述识别ID启动相应的配置模块。
由上述描述可知,不同的网络配置信息报文具有不同的识别ID,每一个识别ID唯一对应一个配置模块。
进一步的,当接收到新的网络配置信息报文后,重新根据所述网络配置信息报文启动相应的配置模块。
由上述描述可知,当接收到新的网络配置信息报文后,对配置模块进行重置和重新启动,可以根据需要灵活选择相应的通信模块进行通信。
进一步的,还包括:
创建后备内存区;
将所述网络配置信息报文保存至所述后备内存区中。
由上述描述可知,将网络配置信息报文进行保存,掉电后网络配置信息报文不会丢失,当网关重新上电后,会直接通过读取后备内存区中的网络配置信息报文进行配置,不需要重新下发配置信息。
进一步的,还包括:
创建数据记录模块,所述数据记录模块包括事件记录仪和存储管理模块;
当所述事件记录仪存满标准化数据包后,将所述数据信息通过所述存储管理模块保存至存储芯片中。
进一步的,所述事件记录仪创建两个相同大小的数据缓存区,当其中一个的数据缓存区存满标准化数据包之后,利用另一个数据缓存区进行数据缓存,所述存储管理模块按照存储芯片最小擦写单元的尺寸将所述其中一个的数据缓存区中的数据写入存储芯片中。
由上述描述可知,设置两个相同大小的数据缓存区,所述数据缓存区大小等于数据存储芯片最小擦写单元的尺寸,可以不间断地进行数据缓存,按照最小擦写单元写存储芯片,可以提高存储效率。
进一步的,还包括:
创建至少两个的监控线程;
根据至少两个的所述监控线程判断在预设时间内是否接收到与网关连接的网络节点的数据信息;
若否,则所述网络节点异常。
由上述描述可知,创建监控线程来监控网络节点是否异常,可以及时发现出现故障的网络节点,并采取相应的措施。
进一步的,所述通信模块包括支持TRDP协议的以太网通信模块,所述以太网通信模块包括协议栈模块、初始化模块以及数据处理模块。
进一步的,所述协议栈模块采用国外开源代码,并基于TCP/IP协议完成数据传输;所述初始化模块采用创建对象的方式支持多个端口,可分别为每一个端口创建一个socket,为所述每一个socket创建一个对象,为所述每一个对象创建一个线程,各线程独立进行对应socket数据的捕捉与处理。
由上述描述可知,以太网通信模块的各个线程可以独立进行对应socket数据的捕捉和处理,可以保证各socket在数据收发过程中互不干扰,同时能最大限度保证以太网通信速率,即100Mbit/s。
实施例一
请参照图1及图2,本发明的实施例一为:
一种网关通信方法,可以实现对通信模块进行动态配置,并且可以实现不同通信协议之间的自由转换,提供一对一、一对多、多对多的数据路由方式。如图1所示,包括:
接收网络配置信息报文。所述网络配置信息报文包括网络路径、通信配置信息和识别ID。
根据所述网络配置信息报文启动相应的配置模块,所述配置模块进行相应的通信模块的配置,所述通信模块包括源通信模块和目的通信模块。本实施例中,还创建通信模块,所述通信模块包括CAN通信模块、RS485通信模块、MVB通信模块、ETH通信模块。每一个通信模块都具有自己的配置模块,每一个配置模块会根据识别ID自动识别出自己的网络配置信息报文,当识别到自己的网络配置信息报文后,配置模块启动,并且对相应的通信模块进行配置,没有相应识别ID的配置模块则一直处于休眠状态。本实施例中,所述通信模块包括MVB通信模块、ETH通信模块、CAN通信模块和RS485通信模块,MVB通信模块支持MVB协议,符合IEC61375-1标准,ETH通信模块支持TRDP协议,CAN通信模块支持CAN2.0协议,RS485通信模块支持MODBUS协议。每一个通信模块既可以为源通信模块也可为目的通信模块,当所述通信模块为源通信模块时,发送数据;当所述通信模块为目的通信模块时,接收数据。配置模块将一直处于动态查询状态,当接收到新的网络配置信息报文后,重新根据所述网络配置信息报文启动相应的配置模块,即,立即停止已启动的通信模块,重新进行网络配置,从而达到动态配置的目的。
创建共享内存模块,并在所述共享内存模块中分别为各个通信模块创建一共享内存。每一个通信模块都对应一个共享内存,共享内存的大小可以根据需要进行设置。也就是说,为各个通信模块创建一块有效数据缓存区,所述有效数据缓存区即为共享内存。
根据所述通信模块分别创建写接口和读接口。源通信模块将接收到的有效数据经协议解析后,通过所述写接口将有效数据写入所述共享内存中。本实施例中,各通信模块创建各自的有效数据写接口、读接口,同时完成各自的数据读写、数据解析与协议处理。源通信模块将接收到的有效数据经协议解析后,通过所述写接口将有效数据写入共享内存中;目的通信模块通过所述读接口读取共享内存中的有效数据,再经过目的通信模块的协议包装,完成数据协议的转换。本实施例同时支持TRDP协议与MVB协议转换、TRDP协议与MODBUS协议转换、TRDP协议与CAN2.0协议转换、MVB协议与MODBUS协议转换、MVB协议与CAN2.0协议转换、MODBUS协议与CAN2.0协议转换中的一种或多种网络协议的路由。
本实施例中,还创建后备内存区;将所述网络配置信息报文保存至所述后备内存区中。所述后备内存区在网关掉电时,存储的内容不会丢失,也区别于flash存储芯片,一般flash用于存储过程数据,一段时间存满之后擦除所有数据,而且flash若损坏,会造成所有数据异常丢失,所述后备内存区由处理器提供,用于存储网络配置信息报文,只会占用一部分后备内存空间。当网关重新上电后,会直接通过读取后备内存区中的网络配置信息报文进行配置,用户不需重新下发网络配置信息报文。当用户下发新的网络配置信息报文时,后备内存区中的网络配置信息报文也会同步更新。
本实施例中,还创建数据记录模块,所述数据记录模块包括事件记录仪和存储管理模块;当所述事件记录仪存满标准化数据包后,将所述数据信息通过所述存储管理模块保存至存储芯片中。数据记录模块用于记录实时网络节点数据以及数据发生时间、网关板属性信息、软件版本号、故障发生的时间和故障状态等数据信息。通过这些数据信息可以离线追查故障发生前后的列车工况,为后期故障分析提供重要保障。优选的,所述事件记录仪采用双缓冲技术(Double Buffer),即,所述事件记录仪创建两个相同大小的数据缓存区,当其中一个的数据缓存区存满标准化数据包之后,利用另一个数据缓存区进行数据缓存,所述存储管理模块按照存储芯片最小擦写单元的尺寸将所述其中一个的数据缓存区中的数据写入存储芯片中,两个数据缓存区交替使用。所述存储管理模块将按照存储芯片最小擦写单元的尺寸写入数据存储芯片,充分提高擦写速率,为实现数据准确溯源分析提供保障。
如图2所示,本实施例中,创建至少两个的监控线程;根据至少两个的所述监控线程判断在预设时间内是否接收到与网关连接的网络节点的数据信息;若否,则所述网络节点异常。本实施例中,创建多个监控线程实时监测网络节点,更加实时高效。与网关连接的网络节点需周期向网关发送数据信息,会根据需要创建多个监控线程实时监测网络节点的状态,若发现网络节点生命信号异常,即超过预设时间,没有发送数据信息,那么则判断此网络节点通信故障。所述预设时间根据不同的网络节点区分,各网络节点具有各自的周期,将网络节点发送数据的最大周期设置为判断此网络节点是否出现故障的预设时间。
本实施例中,所述以太网通信模块(ETH通信模块)所述以太网通信模块支持TRDP协议,包括多个端口,分别为所述多个端口创建socket,为所述socket创建对象,为所述对象创建线程。ETH通信模块采用模块化设计,包括协议栈模块、初始化模块与数据处理模块。所述协议栈模块采用国外开源代码,基于TCP/IP协议完成数据传输;所述初始化模块采用创建对象的方式,为以太网配置信息中的每个端口创建一个socket,为每一个socket创建一个对象,再为每一个对象创建一个线程,各线程独立进行对应socket数据的捕捉和处理,保证了各socket在数据收发过程中互不干扰,同时能最大限度的保障以太网通信速率,即100Mbit/s;所述接收处理模块用于处理经TRDP协议解析后的接收数据。
综上所述,本发明提供的一种支持TRDP协议的多功能网关的通信方法,可以根据需要对通信模块进行动态配置,并且对于不同的通信模块可以完成通信协议的自由转换;通过对共享内存的管理实现对有效数据的管理,更好的支持了数据的多种路由方式;ETH通信模块支持TRDP协议,为每个端口创建一个线程,各线程独立完成数据的捕捉与处理;利用双缓冲技术高效、实时记录网络节点数据与故障信息;并且可通过多线程并发处理的方式,实现对网络节点状态的实时监测与诊断;本发明具有非常良好的灵活性,可适用于各型列车通信,并且接入列车网络不会对列车网络通信造成任何不良影响。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换,或直接或间接运用在相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种支持TRDP协议的多功能网关的通信方法,其特征在于,包括:
接收网络配置信息报文;
根据所述网络配置信息报文启动相应的配置模块,所述配置模块进行相应的通信模块的配置,所述通信模块包括源通信模块和目的通信模块;
创建共享内存模块,并在所述共享内存模块中分别为各个通信模块创建一共享内存;
根据所述通信模块分别创建写接口和读接口;
源通信模块将接收到的有效数据经协议解析后,通过所述写接口将有效数据写入所述共享内存中;
目的通信模块通过所述读接口读取共享内存中的有效数据。
2.根据权利要求1所述的支持TRDP协议的多功能网关的通信方法,其特征在于,所述网络配置信息报文包括识别ID,所述“根据所述网络配置信息报文启动相应的配置模块”具体为:根据所述识别ID启动相应的配置模块。
3.根据权利要求1所述的支持TRDP协议的多功能网关的通信方法,其特征在于,当接收到新的网络配置信息报文后,重新根据所述网络配置信息报文启动相应的配置模块。
4.根据权利要求1所述的支持TRDP协议的多功能网关的通信方法,其特征在于,还包括:
创建后备内存区;
将所述网络配置信息报文保存至所述后备内存区中。
5.根据权利要求1所述的支持TRDP协议的多功能网关的通信方法,其特征在于,还包括:
创建数据记录模块,所述数据记录模块包括事件记录仪和存储管理模块;
当所述事件记录仪存满标准化数据包后,将所述数据信息通过所述存储管理模块保存至存储芯片中。
6.根据权利要求5所述的支持TRDP协议的多功能网关的通信方法,其特征在于,所述事件记录仪创建两个相同大小的数据缓存区,当其中一个的数据缓存区存满标准化数据包之后,利用另一个数据缓存区进行数据缓存,所述存储管理模块按照存储芯片最小擦写单元的尺寸将所述其中一个的数据缓存区中的数据写入存储芯片中。
7.根据权利要求1所述的支持TRDP协议的多功能网关的通信方法,其特征在于,还包括:
创建至少两个的监控线程;
根据至少两个的所述监控线程判断在预设时间内是否接收到与网关连接的网络节点的数据信息;
若否,则所述网络节点异常。
8.根据权利要求1所述的支持TRDP协议的多功能网关的通信方法,其特征在于,所述通信模块包括支持TRDP协议的以太网通信模块,所述以太网通信模块包括协议栈模块、初始化模块以及数据处理模块。
9.根据权利要求8所述的支持TRDP协议的多功能网关的通信方法,其特征在于,所述协议栈模块采用国外开源代码,并基于TCP/IP协议完成数据传输;所述初始化模块采用创建对象的方式支持多个端口,可分别为每一个端口创建一个socket,为所述每一个socket创建一个对象,为所述每一个对象创建一个线程,各线程独立进行对应socket数据的捕捉与处理。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180213 |
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