CN111007714B - 基于linux以太网的轨道安全屏蔽门控制器冗余切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于linux以太网的轨道安全屏蔽门控制器冗余切换方法，包括：实时获取下属模块分别与第一控制器板卡和第二控制器板卡之间的通信状态；分别获取下属模块分别与第一控制器板卡和第二控制器板卡之间的通信权值和监听权值；当以太网通信链路正常时，根据所述通信权值择其一作为主控制器板卡；当以太网通信链路断开时，根据所述监听权值和通信权值的联合判断，择其一作为主控制器板卡；本发明中的基于linux以太网的轨道安全屏蔽门控制器冗余切换方法，硬件板卡接口只需提供一路以太网接口，结构简单，通过本发明中的方法实现两块板卡间的以太网冗余切换，成本低廉，操作简单，可靠性高，显示精度高，可以大大提高提高轨道安全屏蔽门系统的可靠性与安全性。

Description

基于linux以太网的轨道安全屏蔽门控制器冗余切换方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种基于linux以太网的轨道安全屏蔽门控制器冗余切换方法。

背景技术

随着我国经济的迅速发展，轻轨建设已经在各个城市中屡见不鲜，轻轨建设作为一个国家和地区的城市进程中的重要部分，可以满足经济、社会及城市发展的需要，对城市布局、城市面貌、环境保护、住宅建设、市民居住模式和生活方式等方面产生积极影响，也是当今世界上发展最为迅猛的轨道交通形式。

屏蔽门是安装于地铁站台靠轨道侧边沿，把站台区域与轨道区域相互隔离开的设备。设置屏蔽门的主要目的是防止人员跌落轨道发生意外事故，降低车站空调通风系统的运行能耗，同时减少列车运行噪声和活塞风对车站的影响，为乘客提供一个安全、舒适的候车环境。

目前，在轨道安全屏蔽门控制领域中，为了提高轨道安全屏蔽门控制系统的可靠性，在控制器都实现了双板卡冗余功能，但是，现有的轨道安全屏蔽门控制系统大多是基于PLC的控制器，无法直接应用到有数字量输入输出下属模块的控制器上。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种基于linux以太网的轨道安全屏蔽门控制器冗余切换方法，以解决上述技术问题。

本发明提供的基于linux以太网的轨道安全屏蔽门控制器冗余切换方法，包括：

实时获取下属模块分别与第一控制器板卡和第二控制器板卡之间的通信状态；所述第一控制器板卡和所述第二控制器板卡均用于通过下属模块控制轨道安全屏蔽门，所述第一控制器板卡和所述第二控制器板卡通过以太网通信链路通信；

分别获取下属模块分别与第一控制器板卡和第二控制器板卡之间的通信权值和监听权值；所述通信权值根据所述第一控制器板卡或者所述第二控制器板卡与下属模块之间的通信情况确定，所述第一控制器板卡或者所述第二控制器板卡与下属模块之间的通信情况越差，对应的通信权值越大；第一控制器板卡的通信权值为第二控制器板卡的监听权值，第二控制器板卡的通信权值为第一控制器板卡的监听权值；

当以太网通信链路正常时，根据所述通信权值在所述第一控制器板卡和第二控制器板卡择一作为主控制器板卡；

当以太网通信链路断开时，根据所述监听权值和通信权值的联合判断在所述第一控制器板卡和第二控制器板卡择一作为主控制器板卡。

可选的，所述第一控制器板卡的主用优先级大于第二控制器板卡；当以太网通信链路正常时，将通信权值较小且处于预设阈值范围内的板卡作为主控制器板卡；若当前控制器板卡与下属模块的通信权值超过预设阈值范围时，则当前控制器板卡必须作为从控制器板卡。

可选的，所述下属模块包括输入模块、输出模块和继电器模块。

可选的，当当前控制器板卡通过以太网通信链路接收到同步数据时，

若当前控制器板卡为第二控制器板卡：

如果当前控制器板卡的通信权值大于另一控制器板卡的通信权值，则保持当前运行状态；

若当前控制器板卡为第一控制器板卡：

如果当前控制器板卡的通信权值小于等于另一控制器板卡的通信权值，判断当前控制器板卡的通信权值是否大于预设的通信权值阈值，若是，则将当前控制器板卡置为从运行；否则，保持当前运行状态；

如果当前控制器板卡的通信权值大于另一控制器板卡的通信权值，则置为从运行。

可选的，若当前控制器板卡为主运行，则请求与下属模块通信并刷新当前控制器板卡的通信权值，若当前控制器板卡为从运行，则监听另一控制器板卡的通信情况，刷新当前控制器板卡的监听权值与通信权值。

可选的，当当前控制器板卡未通过以太网通信链路接收到同步数据时，根据预先设置的超时时间变量和超时次数变量，判断以太网通信链路是否中断。

可选的，当判定以太网通信链路中断时：

若当前控制器板卡为主运行，判断当前控制器板卡的通信权值是否大于预设的通信权值阈值，如果是，则将当前控制器板卡置为从运行，如果否，则保持当前状态。

可选的，当判定以太网通信链路中断时：

若当前控制器板卡为从运行，监听另一控制器板卡的通信情况，刷新当前控制器板卡的监听权值，并判断当前控制器板卡的监听权值是否大于预设的监听权值阈值，如果是，则刷新当前控制器板卡的通信权值和监听权值，所述通信权值等于监听权值，如果否，则将当前控制器板卡的通信权值与预设的通信权值阈值进行比较，

若当前控制器板卡的通信权值大于预设的通信权值阈值，则保持当前状态，

若当前控制器板卡的通信权值小于等于预设的通信权值阈值，则置为主运行。

可选的，预设一时间阈值，当超时时间变量小于等于预设的时间阈值时，保持监听同步数据；当超时时间变量大于预设的时间阈值时，重置所述超时时间变量，并判断超时时间次数变量是否大于0，若是，则继续监听同步数据，若否，则判定监听同步数据失败，并重置所述超时时间次数变量。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述中任一项所述方法。

本发明还提供一种电子终端，包括：处理器及存储器；

所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行如上述任一项所述方法。

本发明的有益效果：本发明中的基于linux以太网的轨道安全屏蔽门控制器冗余切换方法，本发明的硬件板卡接口只需提供一路以太网接口，结构简单，通过本发明中的方法实现两块板卡间的以太网冗余切换，成本低廉，操作简单，可靠性高，显示精度高，可以大大提高提高轨道安全屏蔽门系统的可靠性与安全性。

附图说明

图1是本发明实施例中基于linux以太网的轨道安全屏蔽门控制器冗余切换方法中控制器板卡与输入模块的通信连接方式示意图。

图2是本发明实施例中基于linux以太网的轨道安全屏蔽门控制器冗余切换方法的流程示意图。

图3是本发明实施例中基于linux以太网的轨道安全屏蔽门控制器冗余切换方法的具体冗余切换流程示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本发明实施例的更透彻的解释，然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明的实施例是显而易见的，在其他实施例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备，以避免使本发明的实施例难以理解。

如图2所示，本实施例中的基于linux以太网的轨道安全屏蔽门控制器冗余切换方法，包括：

实时获取输入模块分别与第一控制器板卡和第二控制器板卡之间的通信状态；

分别获取输入模块分别与第一控制器板卡和第二控制器板卡之间的通信权值和监听权值；

当以太网通信链路正常时，根据所述通信权值在所述第一控制器板卡和第二控制器板卡择一作为主控制器板卡；

当以太网通信链路断开时，根据所述监听权值和通信权值的联合判断在所述第一控制器板卡和第二控制器板卡择一作为主控制器板卡。

在本实施例中，以常规的轨道安全屏蔽门控制器为例，通常包括2块控制器板卡，2块数字量输入模块，4块数字量输出模块，1块继电器模块，本实施例中的冗余切换方法主要是在2块控制器板卡之间实现的。其中，两块控制器板卡与其中一块数字量输入模块的通信连接方式如图1所示，其他下属模块与控制器板卡间的通信连接方式和图中相同。本实施例中的控制器板卡间的以太网冗余切换的简要机制为：以太网通时，以通信权值小的且没有超过最大值Max的板卡作为主运行；以太网断开时，且当前板卡为从运行时，才通过监听权值和通信权值联合判断是否要切为主运行。

在本实施例中，通信权值根据控制器板卡与下属模块之间的通信情况确定，以通信方式为485通信为例，具体是指控制器板卡与数字量输入模块、数字量输出模块及继电器模块的RS485通信情况，用一个字节表示，若通信正常，则对应位为0，否则为1。也就是说，通信权值越大，通信情况越差，控制器卡切换为从运行的概率越大。若控制器卡与下属模块的485通信权值达到最大值max，则当前板卡必须作为从运行。

在本实施例中，

S1、首先读取当前控制器卡的硬件开关置位状态，若值为1，则当前板卡为A卡，即第一控制器卡，否则为B卡，即第二控制器卡。初始化以太网通信超时毫秒时间变量TimeOutMs为0，初始化以太网通信超时次数变量TimeOutNumber为3。针对A卡和B卡进行不同的判断操作。本实施例中的A卡B卡的区分是根据电路板上的一路GPIO外接上拉，如果GPIO与GND不短接，则读入的值为1，认为此卡为A卡，过GPIO与GND短接，读入的值为0，此卡为B卡。由于在刚上电初始化时，两块板卡都为从运行，可以通过将A卡B卡设置不同的主要优先级，避免无用的重复判断，本实施例中的主用优先级仅存在于初始上电运行时，为避免两块板卡上电同时抢主，第一控制器板卡具有优先作为主运行的权利。

S2、监听以太网线同步数据。

S3、判断当前板卡是否可以通过以太网收到同步数据。如图3所示，若收到同步数据，则进入左侧支线流程，否则进入右侧支线流程。即以太网通信正常的情况下进入图中左侧支线，否则进入图中右侧支线。

在收到以太网同步数据时的左侧支线流程解析：

S311、刷新以太网通信超时毫秒时间变量TimeOutMs和太网通信超时次数变量TimeOutNumber为初始值，保存并解析同步数据。

S312、判断本卡是否为A卡。若否，则本卡视为B卡，若本卡通信权值小于对方通信权值，则本卡通信情况良好，可以进行下一步判断以便进行主从切换，否则不做任何动作，保持当前运行状态。若本卡为A卡，则判断本卡通信权值是否小于等于对方通信权值，若是，判断本卡通信权值是否大与最大值Max，如果大于则本卡置为从运行，否则本卡置为主运行；若本卡通信权值大于对方通信权值，则本卡置为从运行。

S313、若本卡作为主运行，则通过485主动请求与下属模块通信并刷新本卡通信权值；若本卡作为从运行，则监听对方的485通信情况，刷新本卡监听权值与通信权值，通信权值等于监听权值。

S314、通过以太网通信，向对方同步本卡信息。

在未收到以太网同步数据时的右侧支线流程解析：

S321、判断以太网接收超时时间是否大于预设的经验阈值，例如本实施例中的经验阈值取值40毫秒，若否，则继续监听同步数据；若是，则清0超时时间变量TimeOutMs，然后判断超时时间次数变量TimeOutNumber是否大于0，若是则继续监听同步数据，若否则进入S322。

S322、以太网监听同步数据失败，认为以太网断了，超时时间次数变量TimeOutNumber置为初始值3。

S323、判断当前板卡是否为主运行。若是，则判断本卡通信权值是否大于最大值Max，若是则本卡置为从运行，若否则保持主运行；若否，则本卡为从运行状态，监听对方RS485通信数据，刷新本卡监听权值，判断本卡监听权值是否大于等于Max，若是，则本卡与下属模块主动尝试通信，刷新本卡通信权值，通信权值与等于监听权值，若本卡监听权值小于Max，则判断本卡通信权值是否大于等于Max；若是，则不动作，若否，则本卡置为主动运行。

S324、通过以太网通信，向对方同步本卡信息。

本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本实施例中的任一项方法。

本实施例还提供一种电子终端，包括：处理器及存储器；

所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行本实施例中任一项方法。

本实施例中的计算机可读存储介质，本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序相关的硬件来完成。前述的计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本实施例提供的电子终端，包括处理器、存储器、收发器和通信接口，存储器和通信接口与处理器和收发器连接并完成相互间的通信，存储器用于存储计算机程序，通信接口用于进行通信，处理器和收发器用于运行计算机程序，使电子终端执行如上方法的各个步骤。

在本实施例中，存储器可能包含随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

在上述实施例的对应附图中，连接线可以表示各个部件之间的连接关系，以表示更多的构成信号路径(constituent_signal path)和/或一些线的一个或多个末端具有箭头，以表示主要信息流向，连接线作为一种标识，不是对方案本身的限制，而是结合一个或多个事例性实施例使用这些线有助于更容易地接电路或逻辑单元，任何所代表的信号(由设计需求或偏好所决定)实际上可以包括可以在任意一个方向传送的并且可以以任何适当类型的信号方案实现的一个或多个信号。

在上述实施例中，除非另外规定，否则通过使用“第一”、“第二”等序号对共同的对象进行描述，只表示其指代相同对象的不同实例，而非是采用表示被描述的对象必须采用给定的顺序，无论是时间地、空间地、排序地或任何其他方式。

在上述实施例中，说明书对“本实施例”、“一实施例”、“另一实施例”、或“其他实施例”的提及表示结合实施例说明的特定特征、结构或特性包括在至少一些实施例中，但不必是全部实施例。“本实施例”、“一实施例”、“另一实施例”的多次出现不一定全部都指代相同的实施例。如果说明书描述了部件、特征、结构或特性“可以”、“或许”或“能够”被包括，则该特定部件、特征、结构或特性“可以”、“或许”或“能够”被包括，则该特定部件、特征、结构或特性不是必须被包括的。如果说明书提及“一”元件，并非表示仅有一个元件。如果说明书提及“一另外的”元件，并不排除存在多于一个的另外的元件。

在上述实施例中，尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变形对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其他存储结构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种基于linux以太网的轨道安全屏蔽门控制器冗余切换方法，其特征在于，包括：

实时获取下属模块分别与第一控制器板卡和第二控制器板卡之间的通信状态；所述第一控制器板卡和所述第二控制器板卡均用于通过下属模块控制轨道安全屏蔽门，所述第一控制器板卡和所述第二控制器板卡通过以太网通信链路通信；

分别获取下属模块分别与第一控制器板卡和第二控制器板卡之间的通信权值和监听权值；所述通信权值根据所述第一控制器板卡或者所述第二控制器板卡与下属模块之间的通信情况确定，所述第一控制器板卡或者所述第二控制器板卡与下属模块之间的通信情况越差，对应的通信权值越大；第一控制器板卡的通信权值为第二控制器板卡的监听权值，第二控制器板卡的通信权值为第一控制器板卡的监听权值；

当以太网通信链路正常时，根据所述通信权值在所述第一控制器板卡和第二控制器板卡择一作为主控制器板卡；

当以太网通信链路断开时，根据所述监听权值和通信权值的联合判断在所述第一控制器板卡和第二控制器板卡择一作为主控制器板卡。

2.根据权利要求1所述的基于linux以太网的轨道安全屏蔽门控制器冗余切换方法，其特征在于，所述第一控制器板卡的主用优先级大于第二控制器板卡；当以太网通信链路正常时，将通信权值较小且处于预设阈值范围内的板卡作为主控制器板卡；若当前控制器板卡与下属模块的通信权值超过预设阈值范围时，则当前控制器板卡必须作为从控制器板卡。

3.根据权利要求2所述的基于linux以太网的轨道安全屏蔽门控制器冗余切换方法，其特征在于，所述下属模块包括输入模块、输出模块和继电器模块。

4.根据权利要求2所述的基于linux以太网的轨道安全屏蔽门控制器冗余切换方法，其特征在于，

当当前控制器板卡通过以太网通信链路接收到同步数据时，

若当前控制器板卡为第二控制器板卡：

如果当前控制器板卡的通信权值大于另一控制器板卡的通信权值，则保持当前运行状态；

若当前控制器板卡为第一控制器板卡：

如果当前控制器板卡的通信权值小于等于另一控制器板卡的通信权值，判断当前控制器板卡的通信权值是否大于预设的通信权值阈值，若是，则将当前控制器板卡置为从运行；否则，保持当前运行状态；

如果当前控制器板卡的通信权值大于另一控制器板卡的通信权值，则置为从运行。

5.根据权利要求4所述的基于linux以太网的轨道安全屏蔽门控制器冗余切换方法，其特征在于，若当前控制器板卡为主运行，则请求与下属模块通信并刷新当前控制器板卡的通信权值，若当前控制器板卡为从运行，则监听另一控制器板卡的通信情况，刷新当前控制器板卡的监听权值与通信权值。

6.根据权利要求2所述的基于linux以太网的轨道安全屏蔽门控制器冗余切换方法，其特征在于，当当前控制器板卡未通过以太网通信链路接收到同步数据时，根据预先设置的超时时间变量和超时次数变量，判断以太网通信链路是否中断。

7.根据权利要求6所述的基于linux以太网的轨道安全屏蔽门控制器冗余切换方法，其特征在于，当判定以太网通信链路中断时：

若当前控制器板卡为主运行，判断当前控制器板卡的通信权值是否大于预设的通信权值阈值，如果是，则将当前控制器板卡置为从运行，如果否，则保持当前状态。

8.根据权利要求6所述的基于linux以太网的轨道安全屏蔽门控制器冗余切换方法，其特征在于，当判定以太网通信链路中断时：

若当前控制器板卡为从运行，监听另一控制器板卡的通信情况，刷新当前控制器板卡的监听权值，并判断当前控制器板卡的监听权值是否大于预设的监听权值阈值，如果是，则刷新当前控制器板卡的通信权值和监听权值，所述通信权值等于监听权值，如果否，则将当前控制器板卡的通信权值与预设的通信权值阈值进行比较，

若当前控制器板卡的通信权值大于预设的通信权值阈值，则保持当前状态，

若当前控制器板卡的通信权值小于等于预设的通信权值阈值，则置为主运行。

9.根据权利要求6所述的基于linux以太网的轨道安全屏蔽门控制器冗余切换方法，其特征在于，

预设一时间阈值，当超时时间变量小于等于预设的时间阈值时，保持监听同步数据；

当超时时间变量大于预设的时间阈值时，重置所述超时时间变量，并判断超时时间次数变量是否大于0，若是，则继续监听同步数据，若否，则判定监听同步数据失败，并重置所述超时时间次数变量。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：该程序被处理器执行时实现权利要求1至9中任一项所述方法。

11.一种电子终端，其特征在于，包括：处理器及存储器；

所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行如权利要求1至9中任一项所述方法。

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