CN202421782U - 控制单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种控制单元。所述控制单元包括中央处理模块和用于建立所述中央处理模块和MVB总线之间的数据通信连接的MVB接口模块。所述中央处理模块用于依据预设程序向MVB接口模块输出控制信息；以及接收MVB接口模块输出的数据信息，对接收的数据信息进行处理并将处理结果输出至MVB接口模块。MVB接口模块用于接收中央处理模块输出的控制信息和/或处理结果，对接收的控制信息和/或处理结果进行转换处理并将转换处理结果输出至MVB总线；以及接收MVB总线输出的数据信息，对接收的数据信息进行反转换处理并将反转换处理结果输出至中央处理模块。本实用新型可直接接入采用MVB总线作为车辆总线的机车车辆中。

Description

控制单元

技术领域

本实用新型涉及网络控制技术，尤其涉及一种控制单元。

背景技术

近年来随着铁路行业的快速发展，现场总线由于其可靠性高、成本低、故障率低等优点使得其应用越来越广泛。作为中国铁路轨道车辆的网络通讯标准，TCN(Train Communication Network，列车通信网络)总线在轨道交通领域中占有很大的比重，尤其是在机车、动车、地铁等轨道交通领域。TCN用来连接铁路机车车辆上车载可编程设备，它包含两级总线：绞线式列车总线(Wire Train Bus，简称WTB)和多功能车辆总线(Multifunction VehicleBus，简称MVB)。

MVB是IEC61375-3标准的一个重要组成部分，作为连接车辆内设备以及在固定编组的列车组中连接各车辆设备的车辆总线，由于它的可靠性、灵活性而被世界上越来越多的国家所采用。中央控制单元是机车上的核心设备，主要完成整个机车网络控制系统的总线管理和机车的逻辑控制功能。目前，大部分的机车中央控制单元都没有MVB接口，不能直接接入采用MVB作为车辆总线的机车上使用。可接入MVB总线的中央控制单元的很多核心技术被国外垄断，导致国外的的机车中央控制单元价格十分昂贵，且程序员需要熟练掌握高级编程语言才能编写控制程序。

实用新型内容

本实用新型提供一种控制单元，以实现逻辑控制和MVB总线管理功能，且工作稳定可靠，价格低廉。

本实用新型提供一种控制单元，包括：

用于建立中央处理模块和MVB总线之间的数据通信连接的MVB接口模块；以及，

用于依据预设程序向所述MVB接口模块输出控制信息；以及接收所述MVB接口模块输出的数据信息，对接收的数据信息进行处理并将处理结果输出至所述MVB接口模块的中央处理模块；

其中，所述中央处理模块与所述MVB接口模块通信连接，所述MVB接口模块与MVB总线通信连接。

如上所述的控制单元，其中，所述MVB接口模块包括：

用于将所述中央处理模块输出的信息打包成MVB协议规定的数据流并输出至所述MVB总线收发器；以及将所述MVB总线收发器输出的数据解析成所述中央处理模块识别的数据并输出至所述中央处理模块的MVB协议控制器；以及，

用于将所述MVB协议控制器输出的数据流转换成曼彻斯特信号并输出至所述MVB总线；以及将所述MVB总线输出的曼彻斯特信号转换为数字信号并输出至所述MVB协议控制器的MVB总线收发器；

所述MVB协议控制器与所述中央处理模块通信连接，所述MVB总线收发器连接在所述MVB总线和所述MVB协议控制器之间。

如上所述的控制单元，其中，所述MVB接口模块还包括隔离变压器，该隔离变压器设置在所述MVB总线收发器和所述MVB总线之间。

如上所述的控制单元，优选地，所述隔离变压器为光电耦合器。

如上所述的控制单元，其中，所述中央处理模块包括：中央处理器、存储器、内存、时钟芯片和电源管理电路；其中，

所述电源管理电路与所述中央处理器的电源输入端相连；所述存储器和所述内存分别与所述中央处理器通信连接；所述时钟芯片与所述中央处理器的时钟端相连。

如上所述的控制单元，其中，所述中央处理模块还包括：以太网接口和/或RS232接口。

本实用新型的技术效果是：本实用新型所述控制单元具有MVB接口，可以直接接入到采用MVB总线作为车辆总线的机车车辆中。本实用新型还具有稳定可靠、价格低廉、实用性强的特点，非常适合在机车车辆或者采用MVB作为总线的领域内推广。此外，本实用新型所述控制单元的中央处理模块内部可装具有图形化编程接口的操作系统，用户可通过图像化编程接口使用符合IEC61131-3的语言编写控制程序，普通设计人员也可以使用图形化编程软件开发机车主控程序，解决了现有技术中MVB中央控制单元的控制程序需要专业程序员来完成，而产生的开发不变。

附图说明

图1为本实用新型提供的控制单元实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型提供的控制单元实施例二的结构示意图；

图3为本实用新型提供的控制单元实施例中中央处理模块的硬件结构示意图图；

图4为本实用新型控制方法实施例提供的逻辑控制步骤的流程示意图；

图5为本实用新型控制方法实施例提供的MVB总线数据处理步骤的流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供的控制单元实施例一的结构示意图。本实施例所述控制单元包括：中央处理模块1和MVB接口模块6。所述MVB接口模块6连接在所述中央处理模块1和所述MVB总线5之间。所述MVB接口模块6用于建立所述中央处理模块1和MVB总线5之间数据通信连接。其中，所述中央处理模块1用于依据预设程序向所述MVB接口模块6输出控制信息；以及接收所述MVB接口模块6输出的数据信息，对接收的数据信息进行处理并将处理结果输出至所述MVB接口模块6。所述MVB接口模块6用于接收所述中央处理模块1输出的控制信息和/或处理结果，对接收的控制信息和/或处理结果进行转换处理并将转换处理结果输出至所述MVB总线5；以及接收所述MVB总线5输出的数据信息，对接收的数据信息进行反转换处理并将反转换处理结果输出至所述中央处理模块1。

本实施例所述控制单元具有MVB接口，可以直接接入到采用MVB总线作为车辆总线的机车车辆中。本实施例所述控制单元具有稳定可靠、价格低廉、实用性强的特点，非常适合在机车车辆或者采用MVB作为总线的领域内推广。此外，本实施例中所述控制单元的中央处理模块内部可安装具有图形化编程接口的操作系统，用户可通过图像化编程接口使用符合IEC61131-3的语言编写控制程序，普通设计人员也可以使用图形化编程软件开发机车主控程序，解决了现有技术中MVB中央控制单元的控制程序需要专业程序员来完成，而产生的开发不变。

如图2所示，本实用新型提供的控制单元实施例二的结构示意图。本实施例在实施例一的基础上，为提高所述MVB接口模块的转换效率和数据转换后的准确性，本实施例中所述的所述MVB接口模块6包括：MVB协议控制器2和MVB总线收发器3。其中，所述MVB协议控制器2与所述中央处理模块1通信连接，用于将所述中央处理模块1输出的信息打包成MVB协议规定的数据流并输出至所述MVB总线收发器3；以及将所述MVB总线收发器3输出的数据解析成所述中央处理模块1识别的数据并输出至所述中央处理模块1。所述MVB总线收发器，接在所述MVB总线5和所述MVB协议控制器2之间，用于将所述MVB协议控制器2输出的数据流转换成曼彻斯特信号并输出至所述MVB总线5；以及将所述MVB总线5输出的曼彻斯特信号转换为数字信号并输出至所述MVB协议控制器2。

进一步地，上述各实施例中，如图2所示，为降低MVB总线5与中央处理模块1之间数据传输时的电磁干扰，所述MVB接口模块6还包括隔离变压器4，该隔离变压器4设置在所述MVB总线收发器3和所述MVB总线5之间。其中，所述隔离变压器优选光电耦合器，光电耦合器具有传输效率高、隔离度好、抗干扰能力强等特点。

当然本实用新型所述控制单元中所述的MVB总线收发器可设置两个，每一个MVB总线收发器可与一个MVB总线段连接，将整个MVB总线串联起来。在每一个MVB总线收发器和MVB总线之间均可设置隔离变压器，如图2所示。

上述各实施例中，所述的中央处理模块可选用如图3所示硬件结构的中央处理模块。该所述中央处理模块包括：中央处理器11、存储器13、内存12、时钟芯片14和电源管理电路17。其中，所述中央处理器11可选用x86的Celeron 800MHz处理器，用于对MVB总线进行管理和进行逻辑控制。所述时钟芯片14与所述中央处理器11的时钟端相连，用于为所述中央处理器11提供实时时钟。所述电源管理电路17用于为所述中央处理器11提供电源管理。所述存储器13通过内部总线与所述中央处理器11连接，用于存储经所述中央处理器11处理后需存储的数据，例如存储支持图形化编程的操作系统、图形化编程软件编写的控制程序和/或MVB总线配置文件。所述内存通过内部总线与所述中央处理器11连接，用于为所述中央处理器11调用操作系统或控制程序提供运行空间，其中控制程序可以具体是图形化编程软件编写的控制程序。进一步地，为了提高中央处理模块的性能及人机交互能力，所述中央处理模块还包括：以太网接口15和/或RS232接口16。所述以太网接口15通过内部总线与中央处理器11连接，用于提供与外部编程设备的通信接口。外部设备通过该以太网接口15对所支持的具有图形化编程接口的操作系统进行编程，并下载控制程序。所述RS232接口16通过内部总线与中央处理模块11连接，用于与外部设备连接，进行系统的调试和信息输出。

如图4和图5所述，本实用新型提供的控制单元实施例一的工作流程示意图。包括：逻辑控制步骤和MVB总线数据处理步骤。

其中，所述逻辑控制步骤，包括：

步骤101、中央处理模块依据预设程序或接收自MVB总线经MVB接口模块反转换处理后的反馈数据信息向MVB接口模块输出控制信息；

步骤102、MVB接口模块接收所述中央处理模块输出的控制信息，对接收的控制信息进行转换处理并将转换处理结果输出至所述MVB总线。

所述MVB总线数据处理步骤，包括：

步骤201、MVB总线输出数据信息；

步骤202、MVB接口模块接收所述数据信息并对其进行反转换处理，将反转换处理后的数据信息输出至所述中央处理模块；

步骤203、所述中央处理模块对接收到的数据信息进行处理并将处理结果经所述MVB接口模块的转换处理输出至所述MVB总线。

进一步地，采用本实用新型提供实施例二所述结构的控制单元，上述步骤中所述MVB接口模块对接收的控制信息进行转换处理，包括：

步骤301、所述MVB协议控制器将接收到的信息打包成MVB协议规定的数据流并输出至所述MVB总线收发器；

步骤302、MVB总线收发器将接收到的数据流转换成曼彻斯特信号。

所述MVB接口模块对接收的数据信息进行反转换处理，包括：

步骤401、所述MVB总线收发器将所接收到的曼彻斯特信号转换为数字信号并输出至所述MVB协议控制器；

步骤402、所述MVB协议控制器将接收到的数字信号解析成所述中央处理模块识别的数据。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种控制单元，其特征在于，包括：

用于建立中央处理模块和MVB总线之间的数据通信连接的MVB接口模块；以及，

用于依据预设程序向所述MVB接口模块输出控制信息；以及接收所述MVB接口模块输出的数据信息，对接收的数据信息进行处理并将处理结果输出至所述MVB接口模块的中央处理模块；

其中，所述中央处理模块与所述MVB接口模块通信连接，所述MVB接口模块与MVB总线通信连接。

2.根据权利要求1所述的控制单元，其特征在于，所述MVB接口模块包括：

用于将所述中央处理模块输出的信息打包成MVB协议规定的数据流并输出至所述MVB总线收发器；以及将所述MVB总线收发器输出的数据解析成所述中央处理模块识别的数据并输出至所述中央处理模块的MVB协议控制器；以及，

用于将所述MVB协议控制器输出的数据流转换成曼彻斯特信号并输出至所述MVB总线；以及将所述MVB总线输出的曼彻斯特信号转换为数字信号并输出至所述MVB协议控制器的MVB总线收发器；

所述MVB协议控制器与所述中央处理模块通信连接，所述MVB总线收发器连接在所述MVB总线和所述MVB协议控制器之间。

3.根据权利要求2所述的控制单元，其特征在于，所述MVB接口模块还包括隔离变压器，该隔离变压器设置在所述MVB总线收发器和所述MVB总线之间。

4.根据权利要求3所述的控制单元，其特征在于，所述隔离变压器为光电耦合器。

5.根据权利要求1所述的控制单元，其特征在于，所述中央处理模块包括：中央处理器、存储器、内存、时钟芯片和电源管理电路；其中，

所述电源管理电路与所述中央处理器的电源输入端相连；所述存储器和所述内存分别与所述中央处理器通信连接；所述时钟芯片与所述中央处理器的时钟端相连。

6.根据权利要求5所述的控制单元，其特征在于，所述中央处理模块还包括：以太网接口和/或RS232接口。

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