CN113852529A - 轨旁设备数据通信用背板总线系统及其数据传输方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种轨旁设备数据通信用背板总线系统及其数据传输方法，其中系统包括：由安全主机和多个从机节点构成的双备用菊花链拓扑结构；其中，所述安全主机包括第一主机和第二主机，所述从机节点包括至少一个第一从机节点和至少一个第二从机节点；所述第一主机与所述至少一个第一从机节点首尾顺次相接，构成C主环网，所述第二主机与所述至少一个第二从机节点首尾顺次相接，构成P备用环网，所述C主环网与所述P备用环网相互备用。本发明通过采用菊花链拓扑，设计冗余备用的安全主机控制C主环网和P备环网，能够解决环形网络断开影响实时通信质量的问题，并能够以较低的环形网络资源开销完成网络收敛，保证通信质量满足控制周期的需求。

Description

轨旁设备数据通信用背板总线系统及其数据传输方法
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种轨旁设备数据通信用背板总线系统及其数据传输方法。
背景技术
随着用户需求和科技的逐步提升，城市轨道交通信号系统不断走向成熟，目前地铁控制系统集成化成为发展的潮流。在城市轨道交通信号系统的集成化过程中，轨旁设备的数据通信是重要的一环。
目前，在轨旁设备的数据通信中，通用的系统级背板总线可以采用一种单环的菊花链拓扑结构。该结构实现方式简单，只有一条扫描链路，无需增加额外的芯片成本。但是，容易出现断链，无法保证通信质量，可靠性较差。
发明内容
本发明提供一种轨旁设备数据通信用背板总线系统及其数据传输方法，用以解决现有技术无法保证通信质量的缺陷，实现有效提高数据通信质量和可靠性的目标。
本发明提供一种轨旁设备数据通信用背板总线系统，包括：由安全主机和多个从机节点构成的双备用菊花链拓扑结构；
其中，所述安全主机包括第一主机和第二主机，所述从机节点包括至少一个第一从机节点和至少一个第二从机节点；
所述第一主机与所述至少一个第一从机节点首尾顺次相接，构成C主环网，所述第二主机与所述至少一个第二从机节点首尾顺次相接，构成P备用环网，所述C主环网与所述P备用环网相互备用。
根据本发明提供的一种轨旁设备数据通信用背板总线系统，所述第一主机和所述第二主机分别包括两路10BASE-T1x网络端口，所述两路10BASE-T1x网络端口包括一路主端口和一路从端口。
根据本发明提供的一种轨旁设备数据通信用背板总线系统，所述主端口包括第一10Base-T1x PHY芯片，所述第一主机的处理器通过RMII接口连接所述第一10Base-T1x PHY芯片；
所述从端口包括第二10Base-T1x PHY芯片，所述第二主机的处理器通过RMII接口连接所述第二10Base-T1x PHY芯片。
根据本发明提供的一种轨旁设备数据通信用背板总线系统，所述安全主机用于分别通过所述主端口和所述从端口发送检测心跳报文，并对应的通过所述从端口和所述主端口接收所述检测心跳报文；
所述安全主机还用于，根据所述主端口和所述从端口接收的检测心跳报文，确定所述C主环网和/或所述P备用环网中的故障链路位置。
根据本发明提供的一种轨旁设备数据通信用背板总线系统，所述安全主机采用10BASE-T1x协议技术的两线网络，所述两线网络分别用于传输数据流和控制命令。
根据本发明提供的一种轨旁设备数据通信用背板总线系统，所述从机节点通过10BASE-T1L协议总线接入所述安全主机，所述10BASE-T1L协议总线包括扩展10BASE-T1L协议端口，所述扩展10BASE-T1L协议端口用于实现节点扩展。
根据本发明提供的一种轨旁设备数据通信用背板总线系统，所述安全主机还用于实现如下功能中至少之一：
通过加密设备ID进行设备安全认证；
数据传输加密；
设置阻止外部实体访问安全设备的防火墙。
本发明还提供一种基于如上述任一所述的轨旁设备数据通信用背板总线系统的数据传输方法，包括：
所述安全主机通过发送检测心跳报文，检测所述双备用菊花链拓扑结构的故障状态；
若基于所述故障状态确定所述C主环网或所述P备用环网出现故障链路，则对应的将通信链路切换到所述P备用环网或所述C主环网，并对应的向所述P备用环网或所述C主环网发起数据流和控制命令。
根据本发明提供的一种数据传输方法，所述安全主机通过发送检测心跳报文，检测所述双备用菊花链拓扑结构的故障状态，包括：
所述安全主机分别沿所述C主环网和/或所述P备用环网的两个方向，向所述C主环网和/或所述P备用环网发送检测心跳报文，并接收所述C主环网和/或所述P备用环网回传的检测心跳报文；
所述安全主机根据所述回传的检测心跳报文，确定所述C主环网和/或所述P备用环网中的故障链路位置。
根据本发明提供的一种数据传输方法，在所述第一主机和所述第二主机分别包括两路10BASE-T1x网络端口，且所述两路10BASE-T1x网络端口包括一路主端口和一路从端口的情况下，所述向所述C主环网和/或所述P备用环网发送检测心跳报文，并接收所述C主环网和/或所述P备用环网回传的检测心跳报文包括：
分别通过所述第一主机的主端口和从端口，向所述C主环网发送第一检测心跳报文，并对应的分别从所述第一主机的从端口和主端口，接收所述C主环网回传的第一检测心跳报文；
和/或，
分别通过所述第二主机的主端口和从端口，向所述P备用环网发送第二检测心跳报文，并对应的分别从所述第二主机的从端口和主端口，接收所述P备用环网回传的第二检测心跳报文。
本发明提供的轨旁设备数据通信用背板总线系统及其数据传输方法，通过采用菊花链拓扑，设计冗余备用的安全主机控制C主环网和P备环网，能够解决环形网络断开影响实时通信质量的问题，并能够以较低的环形网络资源开销完成网络收敛，保证通信质量满足控制周期的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的轨旁设备数据通信用背板总线系统的结构示意图；
图2为根据本发明提供的轨旁设备数据通信用背板总线系统中主机端口的结构示意图；
图3为根据本发明提供的轨旁设备数据通信用背板总线系统中总线连接的示意图；
图4为根据本发明提供的轨旁设备数据通信用背板总线系统中心跳报文的发、收传输示意图；
图5为本发明提供的数据传输方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明针对现有技术中无法保证通信质量的问题，通过采用菊花链拓扑，设计冗余备用的安全主机控制C主环网和P备环网，能够解决环形网络断开影响实时通信质量的问题，并能够以较低的环形网络资源开销完成网络收敛，保证通信质量满足控制周期的需求。以下将具体通过多个实施例，对本发明提供的轨旁设备数据通信用背板总线系统及其数据传输方法进行展开说明和介绍。
图1为本发明提供的轨旁设备数据通信用背板总线系统的结构示意图，该系统可以用于实现轨旁设备间的数据通信，如图1所示，该系统包括由安全主机和多个从机节点构成的双备用菊花链拓扑结构。其中，所述安全主机包括第一主机和第二主机，所述从机节点包括至少一个第一从机节点和至少一个第二从机节点；所述第一主机与所述至少一个第一从机节点首尾顺次相接，构成C主环网，所述第二主机与所述至少一个第二从机节点首尾顺次相接，构成P备用环网，所述C主环网与所述P备用环网相互备用。
可以理解为，如图1所示，本发明的轨旁设备数据通信用背板总线系统至少应包括安全主机M(包括独立双系统M1、M2)和若干从机节点，共同组成物理多节点可扩展的冗余双环网菊花链拓扑结构，安全主机可以发起数据流和控制命令，各从机节点共享10Mbps带宽。
图1示出的冗余双环网菊花链拓扑结构中，安全主机包含两个独立的系统主控节点M1(即第一主机)和M2(即第二主机)。从第一主机M1的一个端口向第一从机节点C1～C7遍历，最终回到M1的另一个端口，组成C主环网。另外，从第二主机M2的一个端口向第二从机节点P1～P7遍历，最终回到M2的另一个端口，组成P从/备环网(即P备用环网)。C主环网和P从/备环网构成相互备用的冗余双环网菊花链拓扑结构，环路支持双向通信。
其中可选地，所述第一主机和所述第二主机分别包括两路10BASE-T1x网络端口，所述两路10BASE-T1x网络端口包括一路主端口和一路从端口。
可以理解为，上述第一主机M1和第二主机M2中向从机节点便利经过的端口和由从机节点返回经过的端口可以是两路独立的端口，且这两路独立端口均可以是采用10BASE-T1x协议的网络端口。根据这两路端口的优先级，将向从机节点便利经过的端口作为主端口，并将从机节点返回经过的端口作为从端口。
也就是说，本发明的安全主机均可内嵌两系处理器，两系处理器分别架构10BASE-T1x网络接口，且每系保证2路10BASE-T1x网络接口，定义主端口和从端口。可选地，所述主端口包括第一10Base-T1xPHY芯片，所述第一主机的处理器通过RMII接口连接所述第一10Base-T1x PHY芯片；所述从端口包括第二10Base-T1x PHY芯片，所述第二主机的处理器通过RMII接口连接所述第二10Base-T1xPHY芯片。
可以理解为，本发明中安全主机可以采用独立双系CPU架构，每系CPU通过RMII接口连接10Base-T1x PHY芯片，支持两路10Base-T1x网络端口，这两个端口通过CPU配置成主、从端口。如图2所示，为根据本发明提供的轨旁设备数据通信用背板总线系统中主机端口的结构示意图，其中C-A配置为主端口，C-B配置为从端口。本发明通过采用10Base-T1xPHY网络端口，能够有效实现低延时的宽带共享，传输效率更高。
在本发明中，菊花链拓扑(Daisy Chain Topology)中除了拥有为星状基础的网络，还具有环状网络拓扑结构。环状网络中各节点首尾相接形成环网，使得发射器和接收器的数量可以减少一半，数据流在环内进行处理。如果环网内出现断路链接，则传输可以通过反向路径进行，从而确保所有节点的数据都能传递出去。
10BASE-T1x是工业以太网网络协议，可以实现传感器、阀、执行器和控件等基本操作设备与智能企业数据、比特和字节库之间的信息传输，在本发明中用于实现安全主机与从机节点间的信息传输。10BASE-T1x网络具有低延时、多节点、共享带宽以及无冲突等优点。
本发明提供的轨旁设备数据通信用背板总线系统，通过采用菊花链拓扑，设计冗余备用的安全主机控制C主环网和P备环网，能够解决环形网络断开影响实时通信质量的问题，并能够以较低的环形网络资源开销完成网络收敛，保证通信质量满足控制周期的需求。
进一步的，在上述各实施例的基础上，所述从机节点通过10BASE-T1L协议总线接入所述安全主机，所述10BASE-T1L协议总线包括扩展10BASE-T1L协议端口，所述扩展10BASE-T1L协议端口用于实现节点扩展。
也就是说，本发明中安全主机与各从机节点间的连接媒介采用的是10BASE-T1L协议总线，如图3所示，为根据本发明提供的轨旁设备数据通信用背板总线系统中总线连接的示意图，其中各网络节点通过总线接口并行接入网络总线。并且，本发明的10BASE-T1L协议总线还包括若干扩展10BASE-T1L协议端口，系统可实现远距离1Km轨旁模拟量、数字量等传感器通过扩展10BASE-T1L协议端口接入网络，从而实现更多节点共享10MBIT带宽，提高系统可扩展性能。
其中，根据上述各实施例提供的轨旁设备数据通信用背板总线系统可选的，所述安全主机采用10BASE-T1x协议技术的两线网络，所述两线网络分别用于传输数据流和控制命令。
可以理解为，本发明中的安全主机通过10BASE-T1x协议的主、从端口与其它信息采集用从机节点，如模拟量数据、开关量数据、音频等数据节点，组成菊花链拓扑环形网络，各节点共享10Mbps带宽。安全主机利用10BASE-T1x协议技术的两线网络接口，通过总线网络实现数据流和控制命令的并行传输，也即通过各节点间的共享带宽，向各从机节点传输以太网数据流和控制命令。
本发明通过采用10BASE-T1x两线网络传输数据流和控制数据，能够实现这两类数据的同时并行传输，传输效率高。
其中，根据上述各实施例提供的轨旁设备数据通信用背板总线系统可选的，所述安全主机还用于实现如下功能中至少之一：
通过加密设备ID进行设备安全认证；
数据传输加密；
设置阻止外部实体访问安全设备的防火墙。
可以理解为，为保证数据信息安全，本发明中轨旁设备数据通信用背板总线系统在网络安全方面还可以通过加密设备编号ID进行的设备安全认证，和/或对数据传输进行加密，和/或设置阻止外部实体访问安全设备的防火墙，通过这些安全设置可以大幅降低风险，保证数据信息安全。
进一步的，在上述各实施例的基础上，所述安全主机还用于分别通过所述主端口和所述从端口发送检测心跳报文，并对应的通过所述从端口和所述主端口接收所述检测心跳报文；以及，根据所述主端口和所述从端口接收的检测心跳报文，确定所述C主环网和/或所述P备用环网中的故障链路位置。
可以理解为，本发明系统冗余通信网络的主网络C环和备用网络P环中，安全主机通过对双端口发送心跳协议报文监测环路，可快速发现断开环网节点，保证网络的通信质量和实时性，减小环形网络收敛所需要的资源开销。
也就是说，安全主机先通过主、从网络端口发送心跳报文。如图4所示，为根据本发明提供的轨旁设备数据通信用背板总线系统中心跳报文的发、收传输示意图，C主环网中，主机M1从主端口向C1方向和从端口向C7方向同时发送心跳报文，在指定的需求周期内，检测是否在主端口和从端口均接收到相邻节点返回的心跳报文，没有收到回复则确定环形网络链路出现故障。
如图4所示，假设C1-C2节点环路断路，主机节点主端口仅收到了C1节点的回复，主机从端口收到C2-C7心跳回复，因此可确定C1-C2节点环路断路。主机访问C2可通过从端口链路，访问C1通过主端口链路完成网络收敛，必要时可切换至从/备网络。通过使能双向端口的心跳报文收发功能，实现快速发现环网断开节点故障诊断，降低环型网络收敛所需的资源开销，保证实时通信质量。
本发明安全主机通过主、从端口发送检测心跳监测报文，快速进行环网断开节点故障诊断，降低环型网络收敛所需的资源开销，保证实时通信质量。
基于相同的发明构思，本发明根据上述各实施例还提供一种数据传输方法，该方法可以基于上述各实施例提供的轨旁设备数据通信用背板总线系统实现，也可用于上述背板总线系统中的数据传输。因此，在上述各实施例的轨旁设备数据通信用背板总线系统中的描述和定义，可以用于本发明中相关处理步骤的理解，具体可参考上述各实施例，此处不在赘述。
根据本发明的一个实施例，数据传输方法的处理流程如图5所示，为本发明提供的数据传输方法的流程示意图，该方法可基于上述各实施例提供的轨旁设备数据通信用背板总线系统实现，具体包括以下处理步骤：
S501，所述安全主机通过发送检测心跳报文，检测所述双备用菊花链拓扑结构的故障状态。
可以理解为，本发明在基于上述各实施例的轨旁设备数据通信用背板总线系统进行数据传输前，先对网络连接进行故障状态诊断。具体的，系统中主网络C环和备用网络P环中，安全主机通过对双端口发送心跳协议报文监测环路，即先通过主、从网络端口发送心跳报文，再根据接收的心跳报文检测双备用菊花链拓扑结构的故障状态。
S502，若基于所述故障状态确定所述C主环网或所述P备用环网出现故障链路，则对应的将通信链路切换到所述P备用环网或所述C主环网，并对应的向所述P备用环网或所述C主环网发起数据流和控制命令。
可以理解为，本发明在根据步骤501的故障诊断结果确定C主环网或P备用环网出现故障链路时，可以根据故障链路的位置，沿故障链路的另一个方向进行数据信息传输，或者也可以对应的将通信链路切换到P备用环网或C主环网，并通过切换后的数据链路传输数据信息。也就是说，若检测到C主环网出现故障，则将数据链路切换到P备用环网上进行数据传输。同理，若检测到P备用环网出现故障，则将数据链路切换到C主环网上进行数据传输。
本发明提供的数据传输方法，通过采用菊花链拓扑，利用冗余备用的安全主机控制C主环网和P备环网进行数据的双备用传输，能够解决环形网络断开影响实时通信质量的问题，并能够以较低的环形网络资源开销完成网络收敛，保证通信质量满足控制周期的需求。
根据上述各实施例，所述安全主机通过发送检测心跳报文，检测所述双备用菊花链拓扑结构的故障状态，包括：所述安全主机分别沿所述C主环网和/或所述P备用环网的两个方向，向所述C主环网和/或所述P备用环网发送检测心跳报文，并接收所述C主环网和/或所述P备用环网回传的检测心跳报文；所述安全主机根据所述回传的检测心跳报文，确定所述C主环网和/或所述P备用环网中的故障链路位置。
可以理解为，本发明中，针对C主环网的故障诊断，可由C主环网的第一主机分别沿C主环网的两个方向，向C主环网发送检测心跳报文，并接收C主环网回传的检测心跳报文。然后，第一主机根据C主环网的从机节点回传的检测心跳报文，确定C主环网中的故障链路位置。
同理，针对P备用环网的故障诊断，可由P备用环网的第二主机分别沿P备用环网的两个方向，向P备用环网发送检测心跳报文，并接收P备用环网回传的检测心跳报文。然后，第二主机根据P备用环网的从机节点回传的检测心跳报文，确定P备用环网中的故障链路位置。
应理解的是，本发明在对系统进行故障诊断时，可以仅对C主环网和P备用环网中的任一环网进行检测，也可以同时对这两路环网进行检测。
根据上述各实施例，在所述第一主机和所述第二主机分别包括两路10BASE-T1x网络端口，且所述两路10BASE-T1x网络端口包括一路主端口和一路从端口的情况下，所述向所述C主环网和/或所述P备用环网发送检测心跳报文，并接收所述C主环网和/或所述P备用环网回传的检测心跳报文包括：
分别通过所述第一主机的主端口和从端口，向所述C主环网发送第一检测心跳报文，并对应的分别从所述第一主机的从端口和主端口，接收所述C主环网回传的第一检测心跳报文；
和/或，
分别通过所述第二主机的主端口和从端口，向所述P备用环网发送第二检测心跳报文，并对应的分别从所述第二主机的从端口和主端口，接收所述P备用环网回传的第二检测心跳报文。
可以理解为，在安全主机包括主端口和从端口的情况下，安全主机可以从主端口和从端口两个方向同时向从机节点网络发送心跳报文，在指定的需求周期内，检测是否在主端口和从端口均接收到相邻节点返回的心跳报文，没有收到回复则确定环形网络链路出现故障。
例如，以图4所示安全主机对心跳报文的收、发为例，在C主环网中，主机M1分别从主端口向C1方向和从端口向C7方向同时发送心跳报文，在指定的需求周期内，检测是否在主端口和从端口均接收到相邻节点返回的心跳报文，没有收到回复则确定环形网络链路出现故障。
如图4所示，假设C1-C2节点环路断路，主机节点主端口仅收到了C1节点的回复，主机从端口收到C2-C7心跳回复，因此可确定C1-C2节点环路断路。主机访问C2可通过从端口链路，访问C1通过主端口链路完成网络收敛，必要时可切换至从/备网络。通过使能双向端口的心跳报文收发功能，实现快速发现环网断开节点故障诊断，降低环型网络收敛所需的资源开销，保证实时通信质量。
本发明安全主机通过主、从端口发送检测心跳监测报文，快速进行环网断开节点故障诊断，降低环型网络收敛所需的资源开销，保证实时通信质量。
可以理解的是，以上所描述的系统的实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，既可以位于一个地方，或者也可以分布到不同网络单元上。可以根据实际需要选择其中的部分或全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解，各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等，包括若干指令，用以使得一台计算机设备(如个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行上述各方法实施例或者方法实施例的某些部分所述的方法。
另外，本领域内的技术人员应当理解的是，在本发明的申请文件中，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。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而应当理解的是，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。
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精神和范围。

Claims (10)

1.一种轨旁设备数据通信用背板总线系统，其特征在于，包括由安全主机和多个从机节点构成的双备用菊花链拓扑结构；
其中，所述安全主机包括第一主机和第二主机，所述从机节点包括至少一个第一从机节点和至少一个第二从机节点；
所述第一主机与所述至少一个第一从机节点首尾顺次相接，构成C主环网，所述第二主机与所述至少一个第二从机节点首尾顺次相接，构成P备用环网，所述C主环网与所述P备用环网相互备用。
2.根据权利要求1所述的轨旁设备数据通信用背板总线系统，其特征在于，所述第一主机和所述第二主机分别包括两路10BASE-T1x网络端口，所述两路10BASE-T1x网络端口包括一路主端口和一路从端口。
3.根据权利要求2所述的轨旁设备数据通信用背板总线系统，其特征在于，所述主端口包括第一10Base-T1x PHY芯片，所述第一主机的处理器通过RMII接口连接所述第一10Base-T1x PHY芯片；
所述从端口包括第二10Base-T1x PHY芯片，所述第二主机的处理器通过RMII接口连接所述第二10Base-T1x PHY芯片。
4.根据权利要求2或3所述的轨旁设备数据通信用背板总线系统，其特征在于，所述安全主机用于分别通过所述主端口和所述从端口发送检测心跳报文，并对应的通过所述从端口和所述主端口接收所述检测心跳报文；
所述安全主机还用于，根据所述主端口和所述从端口接收的检测心跳报文，确定所述C主环网和/或所述P备用环网中的故障链路位置。
5.根据权利要求2或3所述的轨旁设备数据通信用背板总线系统，其特征在于，所述安全主机采用10BASE-T1x协议技术的两线网络，所述两线网络分别用于传输数据流和控制命令。
6.根据权利要求2或3所述的轨旁设备数据通信用背板总线系统，其特征在于，所述从机节点通过10BASE-T1L协议总线接入所述安全主机，所述10BASE-T1L协议总线包括扩展10BASE-T1L协议端口，所述扩展10BASE-T1L协议端口用于实现节点扩展。
7.根据权利要求1-3中任一所述的轨旁设备数据通信用背板总线系统，其特征在于，所述安全主机还用于实现如下功能中至少之一：
通过加密设备ID进行设备安全认证；
数据传输加密；
设置阻止外部实体访问安全设备的防火墙。
8.一种基于如权利要求1-7中任一项所述的轨旁设备数据通信用背板总线系统的数据传输方法，其特征在于，包括：
所述安全主机通过发送检测心跳报文，检测所述双备用菊花链拓扑结构的故障状态；
若基于所述故障状态确定所述C主环网或所述P备用环网出现故障链路，则对应的将通信链路切换到所述P备用环网或所述C主环网，并对应的向所述P备用环网或所述C主环网发起数据流和控制命令。
9.根据权利要求8所述的数据传输方法，其特征在于，所述安全主机通过发送检测心跳报文，检测所述双备用菊花链拓扑结构的故障状态，包括：
所述安全主机分别沿所述C主环网和/或所述P备用环网的两个方向，向所述C主环网和/或所述P备用环网发送检测心跳报文，并接收所述C主环网和/或所述P备用环网回传的检测心跳报文；
所述安全主机根据所述回传的检测心跳报文，确定所述C主环网和/或所述P备用环网中的故障链路位置。
10.根据权利要求9所述的数据传输方法，其特征在于，在所述第一主机和所述第二主机分别包括两路10BASE-T1x网络端口，且所述两路10BASE-T1x网络端口包括一路主端口和一路从端口的情况下，所述向所述C主环网和/或所述P备用环网发送检测心跳报文，并接收所述C主环网和/或所述P备用环网回传的检测心跳报文包括：
分别通过所述第一主机的主端口和从端口，向所述C主环网发送第一检测心跳报文，并对应的分别从所述第一主机的从端口和主端口，接收所述C主环网回传的第一检测心跳报文；
和/或，
分别通过所述第二主机的主端口和从端口，向所述P备用环网发送第二检测心跳报文，并对应的分别从所述第二主机的从端口和主端口，接收所述P备用环网回传的第二检测心跳报文。
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