CN114640552B - 双模式lkj人机交互单元 - Google Patents

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Abstract

本发明的双模式LKJ人机交互单元，可同时和LKJ主机、ATP主机通信；内部具备两块CPU，均连接于一个切换单元，具备一套公共接口设备；两块CPU通过切换单元实现对公共接口设备的控制；两块CPU运行不同的应用程序，分别支持与LKJ主机和ATP主机进行业务交互；每块CPU具有两个独立的以太网接口；CPU1使用网段A与LKJ主机通信，CPU2使用网段C与ATP主机通信，CPU1和CPU2之间使用网段B进行内部通信。本发明的技术优势：人机交互单元和LKJ主机、ATP主机的通信采用以太网总线，区分三个网段，使得任意两个单元的通信相互独立；两块CPU分别运行不同的应用程序，简化了各自应用程序的设计。

Description

双模式LKJ人机交互单元
技术领域
本发明涉及铁路信号领域，具体涉及支持双模式的显示器与LKJ主机、ATP主机的通信系统。
背景技术
随着我国列控系统的发展，如今同一辆列车可能会经过CTCS-0级和CTCS-2级区段线路，而这两种线路由于地面子系统不同，对应的车载子系统也不同，故而列车经过这两种区段时，车载子系统需要分别由LKJ设备和ATP设备获得控制权。为适应不同的线路等级，列车上可能会同时安装ATP和LKJ设备，但对于既有的人机交互单元来讲，目前一个人机交互单元同时只能连接一种设备。基于此种情况，列车的司机室里就需要安装两块人机交互单元，它们分别与ATP设备和LKJ设备相连接，两块人机交互单元相互独立显示，与不同的主机通信，司机需要根据列车进入不同等级的线路，随时对两块人机交互单元进行切换和操作。
司机操作方面：列车上同时安装ATP和LKJ设备时，需要同时安装两块人机交互单元，这无疑给司机操作带来了一定的不便性，司机更习惯于操作一个人机交互单元，所以这种形式的部署从司机操作方面考虑，增加了操作复杂度和不便性。
车上空间方面：安装两块人机交互单元，增加了司机室的占用面积，增加了工程实施成本和复杂度，且不利于后期维护。
发明内容
针对以上背景和问题，本发明基于具有双套CPU的人机交互单元，提供了一种支持双模式交互的以太网通信系统，以实现一个人机交互单元可同时和LKJ主机、ATP主机通信。
本发明提供一种双模式LKJ人机交互单元，其特征在于，所述人机交互单元可同时和LKJ主机、ATP主机通信；
所述人机交互单元内部具备两块CPU，均连接于一个切换单元，具备一套公共接口设备；两块CPU通过所述切换单元实现对所述公共接口设备的控制；
两块CPU运行不同的应用程序，分别支持与LKJ主机和ATP主机进行业务交互；所述两块CPU的CPU1与LKJ主机进行通信，CPU2与ATP主机进行通信；
每块CPU具有两个独立的以太网接口；CPU1具有网段A和网段B两个ip，CPU2具有网段B和网段C两个ip；其中，CPU1使用网段A与LKJ主机通信，CPU2使用网段C与ATP主机通信，CPU1和CPU2之间使用网段B进行内部通信；该四个ip保持恒定不变。
本发明的技术优势：双模式人机交互单元和LKJ主机、ATP主机的通信采用以太网总线，安全高效抗干扰能力强；区分三个网段，使得任意两个单元的通信相互独立，减少非预期数据包对应用程序的干扰；两块CPU分别运行不同的应用程序，简化了各自应用程序的设计，也减小了后期数据分析的难度。
附图说明
[1]图1为双模式人机交互单元与LKJ主机、ATP主机通信结构示意图
[2]图2位双模式人机交互单元应用程序的架构示意图
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的特点及优点进行详细说明。其内容将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应该指出的是，对本领域的普通技术人员来讲，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
本发明基于具有双套CPU的人机交互单元，提供了一种支持双模式的以太网通信系统，以实现一个人机交互单元可同时和LKJ主机、ATP主机通信。
所述双模式人机交互单元内部具备两块CPU；每块CPU具有两个独立的以太网接口；两块CPU通过切换单元实现对公共接口的控制；两块CPU运行不同的应用程序，分别支持与LKJ主机和ATP主机进行业务交互。
所述通信系统的实现方式如下：
所述双模式人机交互单元的CPU1与LKJ主机进行通信；所述双模式人机交互单元的CPU2与ATP主机进行通信；所述双模式人机交互单元的CPU1与CPU2进行通信。以上所有通信方式均为以太网通信。
所述双模式人机交互单元CPU1具有网段A和网段B两个ip(例如192.168.10.x和192.168.20.x)，CPU2具有网段B和网段C两个ip(例如192.168.20.x和192.168.30.x)。其中，CPU1使用网段A(192.168.10.x)与LKJ主机通信，CPU2使用网段C(192.168.30.x)与ATP主机通信，CPU1和CPU2之间使用网段B(192.168.20.x)进行内部通信。四个ip保持恒定不变，且相互独立，采用点对点的收发方式。
所述双模式人机交互单元内部的两块CPU通过前面板的切换按钮状态确定谁具有公共接口的控制权，具有控制权的CPU方可对公共接口进行控制，切换按钮可手动或自动切换，自动切换是指自动根据当前列车所处的线路等级决定CPU1具备控制权还是CPU2具备控制权。其中，以太网通信接口不受切换状态制约，随时处于独立的收发状态。
以下结合图示对本发明中的双模式人机交互单元和LKJ主机、ATP主机的通信机制进行描述。
参见图示1，所述双模式人机交互单元具备两块CPU，且均连接于一个切换单元，具备一套公共接口设备，每块CPU具备两个以太网接口ETH1和ETH2。切换单元可保证同一时间只有一块CPU对公共接口具备控制权，两块CPU的ETH1分别连接LKJ主机和ATP主机，两块CPU之间通过自身的ETH2相连。
双模式人机交互单元的切换单元采用高速模拟开关，用于实现两CPU的语音、屏幕等信号的切换；具备公共接口用于连接双模式人机交互单元的屏幕、喇叭、键盘、IC卡等。
参见图示2，所述双模式人机交互单元两块CPU上各自运行不同的应用程序，分别为LKJ版和ATP版，它们虽接收的数据不一样，但处理方式是一致的；两个应用程序之间可进行内部通信，互相交换各自的状态、公共接口当前的控制权、对方主机的关键数据等信息。
所述应用程序主要具备人机交互界面模块、通信模块、整机操作模块、ATP/LKJ业务处理模块、ATP/LKJ关键业务数据处理模块；其中LKJ版的人机交互界面模块可显示ATP主机的关键数据，ATP版的人机交互界面模块可显示LKJ主机的关键数据。
应用程序(LKJ版)运行于CPU1，负责与LKJ主机交互，通信模块接收LKJ主机发送的业务数据包，经过LKJ业务处理模块解析后，将结果交于LKJ人机交互界面模块，将解析结果通过图文的方式展示出来；通信模块接收CPU2发送过来的ATP关键数据，经过ATP关键业务数据解析模块解析后，将结果交于LKJ人机交互界面模块中的ATP关键信息模块，将解析结果展示出来。
应用程序(ATP版)运行于CPU2，负责与ATP主机交互，通信模块接收ATP主机发送的业务数据包，经过ATP业务处理模块解析后，将结果交于ATP人机交互界面模块，将解析结果通过图文的方式展示出来；通信模块接收CPU1发送过来的LKJ关键数据，经过LKJ关键业务数据解析模块解析后，将结果交于ATP人机交互界面模块中的LKJ关键信息模块，将解析结果展示出来。
应用程序(LKJ版)和应用程序(ATP版)通过各自对应的主机数据判断当前所处的线路等级，若应用程序(LKJ版)发现当前处于CTCS-2级区段，将通过整机操作模块操作切换单元，自动将控制权交给CPU2，届时应用程序(ATP版)输出的图文信号将会展现在屏幕上。以上机制即可实现通过线路等级切换来自动切换当前屏幕显示的内容。
应用程序(LKJ版)会在屏幕上简单展示关键的ATP状态(可手动关闭)，应用程序(ATP版)会在屏幕上简单展示关键的LKJ状态(可手动关闭)，这样可以尽可能地减少两种模式关键状态信息的遗漏可能性。
本发明的技术优势如下：
1、本发明采用单人机交互单元双CPU的设计，通过应用程序的独特设计，实现了同时与LKJ主机和ATP主机通信的功能，并能自动识别线路等级自动切换人机交互类型，有效的降低了司机操作的复杂度，减少了司机室的空间占用，降低了部署和后期的维护复杂度。
2、本发明中的双模式人机交互单元与LKJ主机、ATP主机之间采用以太网通信，速度快、安全高效、刚干扰能力强。
3、本发明中的双模式人机交互单元运行的应用程序，各自独立运行，网段划分具备很好的数据隔离性，两个应用程序间具有通信通道，可相互交换状态，后期软件方面的可扩展性强。
本文中采用的术语和表达方式只是用于描述本发明并不局限于这些术语和表述，使用这些术语和表达也不意味着排除任何示意和描述的等效特征，可能存在的各种修改、变换和替换也应该包含在权利要求范围内，权利要求应视为覆盖这些等效物。
同样需要指出的是，虽然本发明参照当前的具体实例来描述，以上的实施例仅用来描述本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可以做出各种等效的变化和替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (7)

1.一种双模式LKJ人机交互单元，其特征在于，所述人机交互单元可同时和LKJ主机、ATP主机通信；
所述人机交互单元内部具备两块CPU，均连接于一个切换单元，具备一套公共接口设备；两块CPU通过所述切换单元实现对所述公共接口设备的控制；
两块CPU运行不同的应用程序，分别支持与LKJ主机和ATP主机进行业务交互；所述两块CPU的CPU1与LKJ主机进行通信，CPU2与ATP主机进行通信；
每块CPU具有两个独立的以太网接口；CPU1具有网段A和网段B两个ip，CPU2具有网段B和网段C两个ip；其中，CPU1使用网段A与LKJ主机通信，CPU2使用网段C与ATP主机通信，CPU1和CPU2之间使用网段B进行内部通信；CPU1和CPU2具有的四个ip保持恒定不变。
2.根据权利要求1所述的人机交互单元，其特征在于，所述切换单元保证同一时间只有一块CPU对所述公共接口设备具备控制权；
所述切换单元采用高速模拟开关，用于实现两CPU的语音、屏幕信号的切换。
3.根据权利要求1所述的人机交互单元，其特征在于，该两块CPU通过所述人机交互单元前面板的切换按钮状态确定谁具有公共接口的控制权，具有控制权的CPU方可对公共接口进行控制；
所述以太网接口不受切换状态制约，随时处于独立的收发状态；所述四个ip保持恒定不变且相互独立，采用点对点的收发方式。
4.根据权利要求3所述的人机交互单元，其特征在于，所述切换按钮可手动或自动切换，该自动切换是指自动根据当前列车所处的线路等级决定CPU1具备控制权还是CPU2具备控制权。
5.根据权利要求1所述的人机交互单元，其特征在于，所述人机交互单元的两块CPU上各自运行不同的应用程序，分别为LKJ版和ATP版；LKJ版和ATP版的应用程序之间可进行内部通信，互相交换以下信息：各自的状态、公共接口当前的控制权、对方主机的关键数据。
6.根据权利要求5所述的人机交互单元，其特征在于，所述应用程序包括人机交互界面模块、通信模块、整机操作模块、ATP/LKJ业务处理模块、ATP/LKJ关键业务数据处理模块；
其中LKJ版的人机交互界面模块可显示ATP主机的关键数据，ATP版的人机交互界面模块可显示LKJ主机的关键数据。
7.根据权利要求6所述的人机交互单元，其特征在于，LKJ版的应用程序会在屏幕上简单展示关键的ATP状态，ATP版的应用程序会在屏幕上简单展示关键的LKJ状态，以减少两种模式下关键状态信息的遗漏。
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