CN109525471A - 一种兼容网络和can通信的io驱采模块 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开一种兼容网络和CAN通信的IO驱采模块，包括：自带CAN通信接口的单片机、网络芯片、与所述网络芯片连接的网口、程序烧写接口；程序烧写接口与单片机连接，向单片机烧写逻辑程序；CAN通信接口通过外接CAN线与真实联锁的输出相接，实现与联锁的数据交互；单片机与网络芯片连接，通过与网络芯片连接的网口外接网线连接到仿真IO通信网络，实现与仿真IO的数据交互。本发明实施例大大节约了空间资源、成本和环境搭建调试时间，并且所利用的单片机不带操作系统，实时性高，可以满足真实联锁高速驱采的需求，防止因为丢数和攒数导致的联锁工作不正常或宕机问题。

Description

一种兼容网络和CAN通信的IO驱采模块
技术领域
本发明实施例涉及轨道交通信号技术领域，具体涉及一种兼容网络和CAN通信的IO驱采模块。
背景技术
计算机联锁(Computer Interlocking，简称CI)是CBTC(基于通信的列车控制)系统的关键设备。CI子系统通过对相关继电器的驱采实现对线路上的道岔、信号机、轨道区段、屏蔽门、紧急停车按钮等轨旁设备的管理，并实现对进路的控制。
在室内测试平台中，真实CI设备FSIO通过继电器组合架采集来自仿真IO(输入输出)的仿真轨旁设备继电器状态，同时通过继电器组合架发送继电器驱动命令给相应的仿真轨旁设备。继电器组合架由多个驱采插箱组成，每个驱采插箱包含8块驱采卡，并需要在对应工控机上配置两块研华PCI(外设组件互连标准)驱采卡，实现上位机软件对驱采点位的驱采。根据不同线路联锁驱采继电器数量的不同，每系继电器组合架可能大约需要20块驱采板，完整的两系继电器组合架可能需要两个机柜来装载驱采继电器板卡，同时需要两台工控机搭装研华驱采板卡实现对继电器组合架驱采点位的驱采。这样对室内测试将会耗费较多的空间资源，同时搭建成本高。
目前，对于CI的继电器驱采方式主要包括两种方式：一种为采用真实继电器组合架设备；另一种为采用CAN(控制器局域网络)卡通信，联锁通过两块CAN卡、两根CAN线实现仿真环境的继电器驱采。
但是，采用真实继电器组合架设备的方式，硬件设备过多，继电器组合架在搭建调试过程复杂，会占用调试人员大部分的时间和精力在硬件调试上，继电器组合架通常会占用两个机柜，耗费控件资源多，继电器组合架搭建成本高，耗费经济资源多。而采用CAN卡通信，联锁通过两块CAN卡、两根CAN线实现仿真环境的继电器驱采的方式，需要开发基于windows的CAN通信软件，且联锁驱采周期快，基于windows的CAN软件难以满足高速的数据交互，容易发生丢数或延时攒数，导致联锁设备工作异常或联锁宕机，严重影响测试环境的稳定性，影响正常测试工作。
发明内容
由于现有方法存在上述问题，本发明实施例提出一种兼容网络和CAN通信的IO驱采模块。
第一方面，本发明实施例提出一种兼容网络和CAN通信的IO驱采模块，包括：自带CAN通信接口的单片机、网络芯片、与所述网络芯片连接的网口、程序烧写接口；
所述程序烧写接口与所述单片机连接，向所述单片机烧写逻辑程序；
所述CAN通信接口通过外接CAN线与真实联锁的输出相接，实现与联锁的数据交互；
所述单片机与所述网络芯片连接，通过与所述网络芯片连接的网口外接网线连接到仿真IO通信网络，实现与仿真IO的数据交互。
可选地，所述单片机还自带串口，通过所述串口实现在调试过程中查看程序运行过程日志信息。
可选地，所述模块还包括：与所述单片机连接的电源接口；
所述电源接口为外部供电接口。
可选地，所述电源接口为24V电源接口，相应地，在所述24V电源接口与所述单片机之间，还包括：
24V至5V转换电路，用于将24V电源转化为5V电源以供模块内部使用。
可选地，所述模块还包括：
与所述单片机连接的指示灯，用于表示所述模块的工作状态，标识所述模块工作是否正常。
可选地，所述自带CAN通信接口的单片机，包括：STM32 103F ZET6单片机。
可选地，所述网络芯片，包括：W5500网络芯片。
可选地，所述与仿真IO的数据交互为用户数据报协议UDP通信。
由上述技术方案可知，本发明实施例提供的一种兼容网络和CAN通信的IO驱采模块，通过利用自带CAN通信接口的单片机的CAN通信代替现有技术中的继电器组合架实现与真实联锁的继电器驱采通信，大大节约了空间资源、成本和环境搭建调试时间，并且所利用的单片机不带操作系统，实时性高，不存在时延，可以满足真实联锁高速驱采的需求，防止因为丢数和攒数导致的联锁工作不正常或宕机问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的一种兼容网络和CAN通信的IO驱采模块的结构示意图；
图2为本发明另一实施例提供的一种兼容网络和CAN通信的IO驱采模块的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
图1示出了本发明一实施例提供的一种兼容网络和CAN通信的IO驱采模块的结构示意图，如图1所示，本实施例的兼容网络和CAN通信的IO驱采模块，包括：自带CAN通信接口02的单片机01、网络芯片03、与所述网络芯片03连接的网口04、程序烧写接口05；
所述程序烧写接口05与所述单片机01连接，向所述单片机01烧写逻辑程序；
所述CAN通信接口02通过外接CAN线与真实联锁的输出相接，实现与联锁的数据交互；
所述单片机01与所述网络芯片03连接，通过与所述网络芯片03连接的网口04外接网线连接到仿真IO通信网络，实现与仿真IO的数据交互。
在具体应用中，举例来说，所述自带CAN通信接口02的单片机01，可以包括：STM32103F ZET6单片机等。
在具体应用中，举例来说，所述网络芯片03，可以包括：W5500网络芯片等。
可以理解的是，所述与仿真IO的数据交互可以为用户数据报协议UDP通信。
可以理解的是，本实施例的兼容网络和CAN通信的IO驱采模块，是采用单片机的开发板，每块开发板可以完成联锁一系数据的驱采，可以接收并解析真实联锁通过CAN线发送来的高速继电器驱动数据，并及时组包响应回复仿真IO发送来的继电器板卡采集数据，将真实联锁发送来的继电器驱动数据通过以太网UDP方式发送给仿真IO，并接收仿真IO发送来的继电器采集数据。
可以理解的是，在室内测试平台中，要实现真实联锁的双系冗余继电器驱采需要布置两个本实施例所述兼容网络和CAN通信的IO驱采模块，分别与联锁的A、B系连接。
可以理解的是，本实施例的兼容网络和CAN通信的IO驱采模块，是单片机CAN通信实现真实联锁继电器驱采可以省略继电器组合架设备使用，节约环境搭建调试时间，显著提高工作效率，可以减少因为搭建继电器组合架而购买大量驱采板卡的成本，可以避免使用windows CAN交互软件驱采导致的联锁驱采数据丢失或延时攒数导致的联锁设备状态异常和联锁设备宕机问题。
本发明实施例提供的一种兼容网络和CAN通信的IO驱采模块，通过利用自带CAN通信接口的单片机的CAN通信代替现有技术中的继电器组合架实现与真实联锁的继电器驱采通信，大大节约了空间资源、成本和环境搭建调试时间，并且所利用的单片机不带操作系统，实时性高，不存在时延，可以满足真实联锁高速驱采的需求，防止因为丢数和攒数导致的联锁工作不正常或宕机问题。
进一步地，在上述实施例的基础上，可参考图2，所述单片机01还可以自带串口06，通过所述串口06(外接串口线)实现在调试过程中查看程序运行过程日志信息。
可以理解的是，通过所述串口实现在调试过程中查看程序运行过程日志信息，能够辅助测试。
进一步地，在上述实施例的基础上，所述模块还可以包括：与所述单片机01连接的电源接口；
所述电源接口为外部供电接口。
在具体应用中，可参考图2，所述电源接口可以为24V电源接口07，相应地，在所述24V电源接口与所述单片机之间，还包括：
24V至5V转换电路08，用于将24V电源转化为5V电源以供模块内部使用。
进一步地，在上述实施例的基础上，可参考图2，所述模块还可以包括：
与所述单片机01连接的指示灯09，用于表示所述模块的工作状态，标识所述模块工作是否正常。
可以理解的是，通过指示灯，可以获得本实施例所述兼容网络和CAN通信的IO驱采模块的工作状态，获知所述模块工作是否正常。
本发明实施例提供的兼容网络和CAN通信的IO驱采模块，通过利用自带CAN通信接口的单片机的CAN通信代替现有技术中的继电器组合架实现与真实联锁的继电器驱采通信，大大节约了空间资源、成本和环境搭建调试时间，并且所利用的单片机不带操作系统，实时性高，不存在时延，可以满足真实联锁高速驱采的需求，防止因为丢数和攒数导致的联锁工作不正常或宕机问题。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、装置、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置/系统。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释呈反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于任何单一的方面，也不局限于任何单一的实施例，也不局限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。而且，可以单独使用本发明的每个方面和/或实施例或者与一个或更多其他方面和/或其实施例结合使用。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种兼容网络和CAN通信的IO驱采模块，其特征在于，包括：自带CAN通信接口的单片机、网络芯片、与所述网络芯片连接的网口、程序烧写接口；
所述程序烧写接口与所述单片机连接，向所述单片机烧写逻辑程序；
所述CAN通信接口通过外接CAN线与真实联锁的输出相接，实现与联锁的数据交互；
所述单片机与所述网络芯片连接，通过与所述网络芯片连接的网口外接网线连接到仿真IO通信网络，实现与仿真IO的数据交互。
2.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述单片机还自带串口，通过所述串口实现在调试过程中查看程序运行过程日志信息。
3.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述模块还包括：与所述单片机连接的电源接口；
所述电源接口为外部供电接口。
4.根据权利要求3所述的模块，其特征在于，所述电源接口为24V电源接口，相应地，在所述24V电源接口与所述单片机之间，还包括：
24V至5V转换电路，用于将24V电源转化为5V电源以供模块内部使用。
5.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述模块还包括：
与所述单片机连接的指示灯，用于表示所述模块的工作状态，标识所述模块工作是否正常。
6.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述自带CAN通信接口的单片机，包括：STM32 103F ZET6单片机。
7.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述网络芯片，包括：W5500网络芯片。
8.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述与仿真IO的数据交互为用户数据报协议UDP通信。
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