CN214474983U - Trdp与rs485之间总线通讯的网关电路及轨道交通系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路及轨道交通系统，TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路包括TRDP接口电路、主控电路和RS485接口电路，TRDP接口电路的总线数据传输端与TRDP总线连接，TRDP数据传输端与TRDP接口电路的下位机数据传输端连接，RS485接口电路的下位机数据传输端与RS485数据传输端连接，RS485接口电路的总线数据传输端与RS485总线连接。从而使轨道交通工具的TRDP通讯网络能够与轨道交通工具上挂载的采用RS485通讯网络工作的外部设备进行数据交换，实现控制外部设备工作和外部设备工作数据上报等功能，无需修改外部设备的内部程序或者更改外部设备的内部器件，降低了外部设备更换的成本。

Description

TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路及轨道交通系统

技术领域

本实用新型涉及不同总线协议通讯技术领域，特别涉及一种TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路及轨道交通系统。

背景技术

TRDP通讯网络主要通过以太网来传输总线信息，具有抗干扰性、稳定性好和较低的延迟的特点，在例如地铁、轻轨列车和城市中具有良好的表现。但是目前轨道交通工具上所搭载的外部设备，例如照明灯、空调等设备之间的数据传输与控制均采用了RS485通信网络传递总线信息，两种协议之间缺乏互相转换的网关，从而导致无法实现与所搭载的外部设备之间的数据传输与控制，若将外部设备的通讯网络进行更换，又需要修改内部程序以及更改内部器件，大批量换装的成本过高并造成浪费。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路。旨在实现TRDP总线与RS485总线之间数据的传输。

为实现上述目的，TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路包括：

TRDP接口电路，所述TRDP接口电路具有总线数据传输端与下位机数据传输端，所述TRDP接口电路的总线数据传输端与TRDP总线连接，用于通过所述TRDP总线接收第一TRDP信号，并将所述第一TRDP信号转换成第一下位机TRDP信号；

主控电路，所述主控电路具有TRDP数据传输端和RS485数据传输端，所述TRDP数据传输端与所述TRDP接口电路的下位机数据传输端连接，并用于将所述第一下位机TRDP信号根据RS485协议转换成第一下位机RS485信号；以及，

RS485接口电路，所述RS485接口电路具有总线数据传输端与下位机数据传输端，所述RS485接口电路的下位机数据传输端与所述RS485数据传输端连接，所述RS485接口电路的总线数据传输端与RS485总线连接，用于将所述第一下位机RS485信号转换成第一RS485信号并输出至所述RS485总线。

可选地，所述TRDP接口电路包括：

隔离传输电路，所述隔离传输电路具有总线信号收发端和后级信号收发端，所述隔离传输电路的总线信号收发端与所述TRDP总线连接，并用于隔离接入所述TRDP总线输出的第一TRDP信号，所述TRDP接口电路的总线数据传输端为所述隔离传输电路的总线信号收发端；

TRDP信号收发电路，所述TRDP信号收发电路具有总线数据收发端与下位机信号收发端，所述TRDP信号收发电路的总线数据收发端与所述隔离传输电路的转换信号收发端连接，所述TRDP信号收发电路的下位机信号收发端与所述主控电路的TRDP数据传输端连接，并用于将所述第一TRDP信号转换成所述第一下位机TRDP信号，所述TRDP接口电路的下位机传输端为所述TRDP信号收发电路的下位机信号收发端。

可选地，所述隔离传输电路包括隔离传输芯片，所述隔离传输芯片具有总线信号接收第一脚、总线信号接收第二脚、总线信号发射第一脚、总线信号发射第二脚、后级信号接收第一脚、后级信号接收第二脚、后级信号发射第一脚和后级信号发射第二脚，所述总线信号接收第一脚、总线信号接收第二脚、总线信号发射第一脚、总线信号发射第二脚均与所述TDRP总线连接，所述隔离传输电路的总线信号收发端包括所述总线信号接收第一脚、总线信号接收第二脚、总线信号发射第一脚和总线信号发射第二脚，所述隔离传输电路的后级信号收发端包括所述后级信号接收第一脚、后级信号接收第二脚、后级信号发射第一脚和后级信号发射第二脚。

可选地，所述TRDP信号收发电路包括：TRDP收发芯片，所述TRDP收发芯片包括总线数据接收第一脚、总线数据接收第二脚、总线数据发射第一脚、总线数据发射第二脚、下位机信号第一脚、下位机信号第二脚、下位机信号第三脚和下位机信号第四脚，所述总线数据接收第一脚与所述隔离传输芯片的后级信号接收第一脚连接，所述总线数据接收第二脚与所述隔离传输芯片的后级信号接收第二脚连接，所述总线数据发射第一脚与所述隔离传输芯片的后级信号发射第一脚连接，所述总线数据接收第二脚与所述隔离传输芯片的后级信号发射第二脚连接，所述TRDP信号收发电路的总线数据收发端包括所述总线数据接收第一脚、总线数据接收第二脚、总线数据发射第一脚和总线数据发射第二脚，所述TRDP信号收发电路的下位机信号收发端包括所述下位机信号第一脚、下位机信号第二脚、下位机信号第三脚和下位机信号第四脚。

可选地，所述主控电路包括主控制器，所述主控制器具有SPI信号第一脚、SPI信号第二脚、SPI信号第三脚、SPI信号第四脚、串行信号发射脚、串行信号接收脚和串行信号使能脚，所述SPI信号第一脚与所述TRDP信号收发电路的下位机信号第一脚连接，所述SPI信号第二脚与所述TRDP信号收发电路的下位机信号第二脚连接，所述SPI信号第三脚与所述TRDP信号收发电路的下位机信号第三脚连接，所述SPI信号第四脚与所述TRDP信号收发电路的下位机信号第四脚连接，所述主控电路的TRDP数据传输端包括所述SPI信号第一脚、SPI信号第二脚、SPI信号第三脚、SPI信号第四脚，所述主控电路的RS485数据传输端包括所述串行信号发射脚、串行信号接收脚和串行信号使能脚。

可选地，所述RS485接口电路包括：

驱动电路，所述驱动电路具有前级信号收发端和后级信号收发端，所述驱动电路的前级信号收发端与所述主控电路的RS485数据传输端连接，并用于增强所述第一下位机RS485信号的驱动能力，所述RS485接口电路的下位机传输端为所述驱动电路的前级信号收发端；

RS485信号收发电路，所述RS485信号收发电路具有总线信号收发端与下位机信号收发端，所述RS485信号的下位机信号收发端与所述驱动电路的后级信号收发端连接，所述RS485信号收发电路的总线信号收发端与所述RS485总线连接，并用于将所述第一下位机RS485信号转换成所述第一RS485信号至所述RS485总线，所述RS485接口电路的总线数据传输端为所述RS485信号收发电路的总线信号收发端。

可选地，所述主控电路还具有复位端；所述TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路还包括：

复位按键，所述复位按键的输出端与所述主控电路的复位端连接，并用于输出复位信号；

所述主控电路，用于根据所述复位信号执行复位操作。

可选地，所述TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路还包括：

电源输入端；

电源管理电路，其输入端与所述电源输入端连接，所述电源管理电路的输出端与所述主控电路的电源端连接；其中，

所述电源管理电路，用于将所述电源输入端接入的第二电压进行电压转换后，给所述主控电路提供工作电压。

可选地，所述RS485接口电路还用于接收所述RS485总线输出的第二RS485信号，并将所述第二RS485信号转换成第二下位机RS485信号；

主控电路还用于将所述第二下位机RS485信号根据TRDP协议转换成第二下位机TRDP信号；

所述TRDP接口电路还用于将所述第二下位机TRDP信号转换成第二TRDP信号并输出至所述TRDP总线。

为实现上述目的，本实用新型还提出一种轨道交通系统，包括如上述任一项所述的TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路。

本实用新型通过设置TRDP接口电路，来接收TRDP总线输出的第一TRDP信号，并将第一TRDP信号转换成第一下位机TRDP信号。再通过设置主控电路，将第一下位机TRDP信号根据RS485协议转换成第一下位机RS485信号。最后通过设置RS485接口电路，将第一下位机RS485信号转换成第一RS485信号并输出至RS485总线。本实用新型通过主控电路实现TRDP信号与RS485信号之间的相互转换，从而使轨道交通工具的TRDP通讯网络能够与轨道交通工具上挂载的采用RS485通讯网络工作的外部设备进行数据交换，实现控制外部设备工作和外部设备工作数据上报等功能，无需修改外部设备的内部程序或者更改外部设备的内部器件，降低了外部设备更换的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本是为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路的电路结构示意图；

图2为本实用新型TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路的另一实施例的电路结构示意图；

图3为本实用新型TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路的另一实施例的电路结构示意图；

图4为本实用新型TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路一实施例的具体电路示意图；

图5为本实用新型TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路另一实施例的具体电路示意图；

图6为本实用新型TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路另一实施例的具体电路示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	TRDP接口电路	20	主控电路
30	RS485接口电路	11	隔离传输电路
				12	TRDP信号收发电路	31	驱动电路
32	RS485信号收发电路	40	复位按键
				50	电源管理电路

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有设计“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特种可以明示或者隐含地包括至少一个该特种。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不再本实用新型要求的保护范围之内。

为实现TRDP总线与RS485总线之间数据的传输，本实用新型提出一种TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路。

参考图1，在本实用新型一实施例中，TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路包括TRDP接口电路10、主控电路20和RS485接口电路30，TRDP接口电路10具有总线数据传输端与下位机数据传输端，TRDP接口电路10的总线数据传输端与TRDP总线连接，主控电路20具有TRDP数据传输端和RS485数据传输端，TRDP数据传输端与TRDP接口电路10的下位机数据传输端连接，RS485接口电路30具有总线数据传输端与下位机数据传输端，RS485接口电路30的下位机数据传输端与RS485数据传输端连接，RS485接口电路30的总线数据传输端与RS485总线连接。

其中，TRDP接口电路10用于通过TRDP总线接收第一TRDP信号，并将第一TRDP信号转换成第一下位机TRDP信号，并将第一TRDP信号转换成第一下位机TRDP信号，主控电路20用于将第一下位机TRDP信号根据RS485协议转换成第一下位机RS485信号，RS485接口电路30用于将第一下位机RS485信号转换成第一RS485信号并输出至RS485总线。

具体地，TRDP协议是一种用于轨道交通的通讯网络协议，由于其总线上的数据是通过以太网进行传输，所以需要通过设置TRDP接口电路10，TRDP接口电路10可以包括有TRDP信号收发电路12，用于根据以太网的通讯协议，将TRDP总线上的第一TRDP信号进行信号处理，并输出下位机能够识别的信号，例如SPI信号或者是I²C信号，主控电路20可以为以MCU为控制核心的控制电路，MCU内部集成了多种信号模块，能够接收和发射串行信号、SPI信号、CAN信号或者是I²C信号等，并将TRDP接口电路10输出的第一下位机TRDP信号，根据预设的RS485协议的规则，将其转换成第一下位机RS485信号，例如第一下位机RS485信号可以为MCU能够输出的串行信号。RS485接口电路30同样可以设置有RS485信号收发电路32，将第一下位机RS485信号进行信号转换后，输出为差分信号的第一RS485信号并将其上传至RS485总线。根据上述实施例过程，TRDP通讯网络除了能够满足轨道交通系统例如列车等交通工具在运输过程中各类通讯和数据传输的需求，还可以通过使用TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路，从而实现通过TRDP通讯网络控制列车上例如空调、照明灯等，并且无需对原有设备进行更换，提高了外部设备选用搭载的兼容性。

进一步的，在另一实施例中，除了可以通过TRDP通讯网络来控制以RS485通讯网络作为通讯总线的外部设备外，外部设备还可以通过RS485总线进行反向上报数据。与上述内容同理，RS485接口电路30接收来自RS485总线需要上报的第二RS485并将其根据上述同样信号处理方式将第二RS485信号转换成第二下位机RS485信号，第二下位机RS485信号可以为MCU能够接收的串行信号，主控电路20再根据预设的TRDP协议的规则将第二下位机RS485信号转换成第二下位机TRDP协议信号，第二下位机TRDP协议信号可以为MCU能够发射的SPI信号或者是I²C信号，TRDP接口电路10再根据以太网的通讯协议，将主控电路20输出的第二下位机TRDP信号转换成第二TRDP信号并上传至总线。根据上述实施例过程，轨道交通系统中不仅仅可以实现通过TRDP通讯网络来控制以RS485通讯网络作为通讯总线的外部设备，还可以接收到来自外部设备上报的数据，从而得知外部设备具体地工作状态，实现TRDPTRDP总线与RS485总线之间数据的双向传输。

本实用新型通过设置TRDP接口电路10，来接收TRDP总线输出的第一TRDP信号，并将第一TRDP信号转换成第一下位机TRDP信号。再通过设置主控电路20，将第一下位机TRDP信号根据RS485协议转换成第一下位机RS485信号。最后通过设置RS485接口电路30，将第一下位机RS485信号转换成第一RS485信号并输出至RS485总线。从而实现了TRDP总线与RS485总线之间数据的传输。本实用新型通过主控电路20实现TRDP信号与RS485信号之间的相互转换，从而使轨道交通工具的TRDP通讯网络能够与轨道交通工具上挂载的采用RS485通讯网络工作的外部设备进行数据交换，实现控制外部设备工作和外部设备工作数据上报等功能，无需修改外部设备的内部程序或者更改外部设备的内部器件，降低了外部设备更换的成本。

参考图2和图4，在本实用新型一实施例中，TRDP接口电路10包括隔离传输电路11和TRDP信号收发电路12，隔离传输电路11具有总线信号收发端和后级信号收发端，隔离传输电路11的总线信号收发端与TRDP总线连接，TRDP信号收发电路12具有总线数据收发端与下位机信号收发端，TRDP信号收发电路12的总线数据收发端与隔离传输电路11的转换信号收发端连接，TRDP信号收发电路12的下位机信号收发端与主控电路20的TRDP数据传输端连接。

其中，TRDP接口电路10的总线数据传输端为隔离传输电路11的总线信号收发端，TRDP接口电路10的下位机传输端为TRDP信号收发电路12的下位机信号收发端。隔离传输电路11用于隔离接入TRDP总线输出的第一TRDP信号。隔离传输电路11包括隔离传输芯片T1，隔离传输芯片T1具有总线信号接收第一脚TRDP-RX-P、总线信号接收第二脚TRDP-RX-N、总线信号发射第一脚TRDP-TX-P、总线信号发射第二脚TRDP-TX-N、后级信号接收第一脚RD-P、后级信号接收第二脚RD-N、后级信号发射第一脚TD-P和后级信号发射第二脚TD-N，总线信号接收第一脚TRDP-RX-P、总线信号接收第二脚TRDP-RX-N、总线信号发射第一脚TRDP-TX-P、总线信号发射第二脚TRDP-TX-N均与TDRP总线连接，隔离传输电路11的总线信号收发端包括总线信号接收第一脚、总线信号接收第二脚、总线信号发射第一脚和总线信号发射第二脚。

TRDP信号收发电路12用于将第一TRDP信号转换成第一下位机TRDP信号。TRDP信号收发电路12包括TRDP收发芯片U1，TRDP收发芯片U1包括总线数据接收第一脚RXP、总线数据接收第二脚RXN、总线数据发射第一脚TXP、总线数据发射第二脚TXN、下位机信号第一脚MOPSI、下位机信号第二脚SCSn、下位机信号第三脚SCLK和下位机信号第四脚MISO，总线数据接收第一脚RXP与隔离传输芯片T1的后级信号接收第一脚RD-P连接，总线数据接收第二脚RXN与隔离传输芯片T1的后级信号接收第二脚RD-N连接，总线数据发射第一脚TXP与隔离传输芯片T1的后级信号发射第一脚TD-P连接，总线数据接收第二脚TXN与隔离传输芯片T1的后级信号发射第二脚TD-N连接，TRDP信号收发电路12的总线数据收发端包括总线数据接收第一脚、总线数据接收第二脚、总线数据发射第一脚和总线数据发射第二脚，TRDP信号收发电路12的下位机信号收发端包括下位机信号第一脚、下位机信号第二脚、下位机信号第一脚和下位机信号第二脚。

具体地，根据TRDP协议，TRDP总线通过四种信号传递信息，对应隔离传输芯片T1的总线信号接收第一脚、总线信号接收第二脚、总线信号发射第一脚、总线信号发射第二脚，由于TRDP总线的电压等级较高，以及在具体地使用环境中，容易受到环境因素的干扰，所以需要通过隔离采样的方式将TRDP总线上输出的信号进行隔离传输处理，隔离传输芯片T1可以为HX1198NL，其内部集成有变压器组件，通过内部集成的变压器可以将TRDP总线上输出的信号经过隔离后输出第一TRDP信号至TRDP信号收发电路12。通过设置隔离传输电路11，能够提高接收的TRDP信号的稳定性，同时能够保障后级电路的安全性，有利于提高TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路工作的稳定性和安全性。同时，采用隔离芯片HX1198NL作为隔离传输电路11，有利于精简电路结构，降低成本。将隔离采样后的第一TRDP信号通过TRDP收发芯片U1转换为下位机例如MCU能够识别的信号，TRDP收发芯片U1可以为W5500，根据以太网通讯协议，将通过以太网传递的第一TRDP信号转换为四线SPI信号后再输出至下位机。通过采用TRDP收发芯片U1，能够实现将上位机信号与下位机信号之间的转换，把TRDP信号转换为下位机能够识别的SPI信号，进而实现将TRDP总线信号转换为其他类型的总线信号，提高了通讯的兼容性。

进一步的，在RS485总线上报数据到TRDP总线时，TRDP收发芯片U1将接收到的第二TRDP下位机信号，例如采用W5500时，接受到的第二TRDP下位机信号为四线SPI信号，根据以太网的通讯协议转换为第二TRDP信号并通过隔离传输电路11反向输出TRDP总线，以实现RS485总线上报数据至TRDP总线。

可选地，除了采用W5500将第一TRDP信号转换为SPI信号以外，还可以使用其他收发芯片将其转换为例如I^2C信号或者CAN信号。可以根据实际需求进行选择，此处不做限定。

参考图6，在本实用新型一实施例中，TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路还具有电源输入端，主控电路20包括主控制器U2，主控制器U2具有电源脚VCC、SPI信号第一脚SPI-MOSI、SPI信号第二脚SPI-NSS、SPI信号第三脚SPI-SCK、SPI信号第四脚SPI-MISO、串行信号发射脚USART-TX、串行信号接收脚USART-RX和串行信号使能脚RTX，SPI信号第一脚SPI-MOSI与TRDP信号收发电路12的下位机信号第一脚MOSI连接，SPI信号第二脚SPI-NSS与TRDP信号收发电路12的下位机信号第二脚SCSn连接，SPI信号第三脚SPI-SCK与TRDP信号收发电路12的下位机信号第三脚SCLK连接，SPI信号第四脚SPI-MISO与TRDP信号收发电路12的下位机信号第四脚MISO连接，主控电路20的TRDP数据传输端包括SPI信号第一脚SPI-MOSI、SPI信号第二脚SPI-NSS、SPI信号第三脚SPI-SCK、SPI信号第四脚SPI-MISO，主控电路20的RS485数据传输端包括串行信号发射脚USART-TX、串行信号接收脚USART-RX和串行信号使能脚RTS。

具体地，主控制器U2为MCU芯片，MCU集成有多种信号模块，能够接收和发射串行信号、SPI信号、CAN信号或者是I^2C信号等，接收到为四线SPI信号的第一下位机TRDP信号后，可以根据预设的RS485通讯协议要求，将其进行信号处理后通过串行信号发射脚USART-TX为串行信号的第一RS485下位机信号，并且通过串行信号使能脚RTS输出低电平信号以控制RS485接口电路30处于发射信号状态。

进一步的，当在RS485总线需要上报数据至TRDP总线时，U1通过串行信号接收脚USART-RX接收为串行信号的第二RS485下位机信号，并通过串行信号使能脚RTS输出高电平信号以控制RS485接口电路30处于接收信号状态，再将第二RS485信号根据预设的TRDP通讯协议，将其转换成为四线SPI信号的第二TRDP下位机信号。

通过采用MCU，能够稳定的将SPI信号与串行信号之间根据预设的通讯协议进行转换，有利于提高整体电路工作的稳定性。同时，其能够集成较多的信号模块，能够提高电路工作的兼容性，例如将SPI信号替换为I^2C信号或者是CAN信号。

可选地，MCU具体可以是DSP(Digital Signal Process，数字信号处理芯片)、FPGA(Field Programmable Gate Array，可编程逻辑门阵列芯片)中的任意一种，在实际运用中，可以根据实际需求选择，此处不作限定。

进一步的，在本实用新型另一实施例中，TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路还可以设置有电源管理电路50，由于上述实施例中各类芯片例如主控制器U2MCU的工作电压较小，不能够承受较大的电压，可以通过设置电源管理电路50将电源输入端接入的第二电压V2进行降压后给主控电路20提供工作电压V1，以满足电路中各类芯片工作的需求。

其中，电源管理电路50可以包括低压差线性稳压器U4，即LDO芯片(Low DropoutRegulator)、第一电容C1和第二电容C2，C1的第一端、电源输入端分别与U4的第一脚连接，主控制器U2的电源脚、C2的第一端与U4的第三脚连接，C1、C2的第二端和U4的第二脚均接地。通过设置电源管理电路50，能够兼容多种工作电压与承受电压的电子元件，有利于提高TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路工作的兼容性。此外，通过采用低压差线性稳压器，封装较小，使用简单，有利于精简电路结构，提高电路的集成化。

可选地，除了采用低压差线性稳压器外，还可以采用DC-DC转换电路等，在实际使用中，可以根据需求进行选择，此处不做限定。

在本实用新型另一实施例中，TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路还包括复位按键40，主控电路20还包括复位端，复位按键40的输出端与主控电路20的复位端连接。

其中，复位按键40用于输出复位信号，主控电路20用于根据复位信号执行复位操作。

具体地，主控制器U2还具有复位脚RST，复位按键40的第一端接地，复位按键40的第二端与主控器U2的复位脚RST连结，主控器为MCU芯片。当TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路出现故障时，例如工作电压瞬间掉电，可能会导致主控器MCU工作出现混乱，引起整个电路工作故障，无法实现将TRDP和RS485总线上的数据进行交换。此时，通过复位按键40输出复位信号，即一个低电平信号，主控制器U2例如MCU的复位脚接收到低电平信号时，会进行复位操作，恢复才上电时候的工作状态，以排除瞬间干扰的影响。通过设置复位按键40，有利于提高整体电路的可靠性，同时降低了后期故障维护的成本。

参考图3和图5，在本实用新型一实施例中，RS485接口电路30包括驱动电路31和RS485信号收发电路32，驱动电路31具有前级信号收发端和后级信号收发端，驱动电路31的前级信号收发端与主控电路20的RS485数据传输端连接，RS485信号收发电路32具有总线信号收发端与下位机信号收发端，RS485信号的下位机信号收发端与驱动电路31的后级信号收发端连接，RS485信号收发电路32的总线信号收发端与RS485总线连接。

其中，驱动电路31用于增强第一下位机RS485信号的驱动能力，RS485接口电路30的下位机传输端为驱动电路31的前级信号收发端。驱动电路31包括第一反相器F1、第二反相器F2、第三反相器F3、第四反相器F4、第五反相器F5和第一电阻R1，第一反相器F1的第一端与主控电路20的串行信号发射脚USART-TX连接，第一反相器F1的第二端、第一电阻R1的第二端分别于第二反相器F2的第一端连接，第一电阻R1的第一端与工作电压连接；第三反相器F3的第一端与主控电路20的串行信号使能脚RTS连接；第四反相器F4的第二端与主控电路20的串行信号接收脚USART-RX链接，第四反相器F4的第一端与第五反向器的第二端连接；驱动电路31的前级信号收发端包括第一反相器F1的第一端、第三反相器F3的第一端和第四反相器F4的第二端，驱动电路31的后级信号收发端包括第二反相器F2的第二端，第三反相器F3的第二端和第五反向器的第一端。

RS485信号收发电路32用于根据RS485-串行收发协议，将第一下位机RS485信号转换成第一RS485信号至RS485总线，RS485接口电路30的总线数据传输端为RS485信号收发电路32的总线信号收发端。RS485信号收发电路32包括RS485电源端V-485、RS485收发芯片U3、第一光耦Q1、第二光耦Q2、第三光耦Q3、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第一稳压管D1和第二稳压管D2，RS485收发芯片U3包括下位机信号接收脚RO、下位机信号发射脚DI、下位机信号接收使能脚RE、下位机信号发射使能脚DE、电源脚、总线信号收发第一脚、总线信号收发第二脚和接地脚，第一光耦Q1的第一端、第二光耦Q2的第一端、第三电阻R3的第一端均与工作电压连接，第一光耦Q1的第二端与第二反相器F2的第二端连接，第二光耦Q2的第二端通过第二电阻R2与第三反相器F3的第二端连接，第三光耦Q3的第四端、第三电阻R3的第二端分别于第五反相器F5的第一端连接，第一光耦Q1的第三端、第二光耦Q2的第三端、第三光耦Q3的第三端、第十一电阻R11的第二端、第一稳压管D1的第二端、第二稳压管D2的第二端和RS485收发芯片U3的接地脚均接地，第一光耦Q1的第四端、第六电阻R6的第一端分别于下位机信号发射脚DI连接，第二光耦Q2的第四端、第五电阻R5的第二端分别与下位机信号发射使能脚DE和下位机信号接收使能脚RE连接，第三光耦Q3的第二端通过第四电阻R4与下位机信号接收脚RO连接，第六电阻R6第二端、第五电阻R5的第一端、第三光耦Q3的第一端、第七电阻R7的第一端和RS485收发芯片U3的电源脚均与RS485电源端V-485连接，总线信号收发第一脚、第七电阻R7的第二端、第十电阻R10的第一端分别于第八电阻R8的第一端连接，第八电阻R8的第二端、第二稳压管D2的第一端与RS485总线连接，总线信号收发第二脚、第十电阻R10的第二端、第十一电阻R11的第一端连接分别与第九电阻R9的第一端连接，第九电阻R9的第二端、第一稳压管D1的第一端分别与RS485总线连接，RS485信号收发电路32的下位机信号收发端包括第一光耦Q1的第二端、第二光耦Q2的第二端和第三光耦Q3的四端，RS485信号收发电路32的总线信号收发端包括第一稳压管D1的第一端和第二稳压管D2的第二端。

具体地，反相器可以采用74HC04，F1与F2与串行信号发射脚USART-TX串联，F4与F5与串行信号接收脚USART-RX串联，以此可以提高发射与接收的第一RS485下位机信号和第二RS485下位机型号的驱动能力。与上述将TRDP信号需要隔离传输同理，RS485总线的工作电压的电压值与本实施例中TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路的工作电压的电压值具有一定的差别，所以需要通过设置光耦实现隔离传输。RS485收发芯片U3采用的是MAX3088，其可以将下位机能够识别的串行信号与RS485总线上的差分信号进行相互转换。

当处于对RS485总线发射信号时，U1通过串行信号使能脚RTS输出低电平信号，经过F3后转换为高电平信号，从而第二光耦Q2的第三端与第四端不导通，RS485收发芯片U3的下位机信号接收使能脚RE、下位机信号发射使能脚DE被第五电阻R5上拉至RS485电源端V-485，即RS485总线的工作电压，根据MAX3088的功能设置，下位机信号接收使能脚RE低电平有效，下位机信号发射使能脚DE高电平有效，即RS485收发芯片U3处于发射状态，主控电路20串行信号发射脚USART-TX输出的第一RS485下位机信号经过第一光耦Q1隔离传输后，输出至RS485收发芯片U3的下位机信号发射脚DI，再将其进行信号处理后，转换为差分信号上传至RS485总线。同理，在处于RS485总线上报信号时，U1通过串行信号使能脚RTS输出低电平信号，使RS485收发电路处于接收状态，RS485收发电路将第二RS485信号转换成为串行信号的第二RS485下位机信号并通过第三光耦Q3隔离传输后再通过F4与F5输出至U1的串行信号接收脚USART-RX。通过采用RS485收发芯片U3，能够实现将上位机信号与下位机信号之间的转换，把RS485信号转换为下位机能够识别的串行信号，进而实现将RS485总线信号转换为其他类型的总线信号，提高了通讯的兼容性。此外，采用隔离传输电路11，提高了整体电路工作的安全性和稳定性。同时，采用MAX3088作为RS485收发芯片U3，能够将RS485总线信号与串行信号之间进行转换，方便灵活且电路结构简单，降低了整体电路的成本。

本实用新型还提出一种轨道交通系统，该轨道交通系统包括上述任一项TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路。

值得注意的是，因为本实用新型轨道交通系统包含了上述TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路的全部实施例，因此本实用新型轨道交通系统具有上述TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路的所有有益效果，此处不再赘述。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路，其特征在于，所述TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路包括：

TRDP接口电路，所述TRDP接口电路具有总线数据传输端与下位机数据传输端，所述TRDP接口电路的总线数据传输端与TRDP总线连接，用于通过所述TRDP总线接收第一TRDP信号，并将所述第一TRDP信号转换成第一下位机TRDP信号；

主控电路，所述主控电路具有TRDP数据传输端和RS485数据传输端，所述TRDP数据传输端与所述TRDP接口电路的下位机数据传输端连接，并用于将所述第一下位机TRDP信号根据RS485协议转换成第一下位机RS485信号；以及，

RS485接口电路，所述RS485接口电路具有总线数据传输端与下位机数据传输端，所述RS485接口电路的下位机数据传输端与所述RS485数据传输端连接，所述RS485接口电路的总线数据传输端与RS485总线连接，用于将所述第一下位机RS485信号转换成第一RS485信号并输出至所述RS485总线。

2.如权利要求1所述的TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路，其特征在于，所述TRDP接口电路包括：

隔离传输电路，所述隔离传输电路具有总线信号收发端和后级信号收发端，所述隔离传输电路的总线信号收发端与所述TRDP总线连接，并用于隔离接入所述TRDP总线输出的第一TRDP信号，所述TRDP接口电路的总线数据传输端为所述隔离传输电路的总线信号收发端；

TRDP信号收发电路，所述TRDP信号收发电路具有总线数据收发端与下位机信号收发端，所述TRDP信号收发电路的总线数据收发端与所述隔离传输电路的转换信号收发端连接，所述TRDP信号收发电路的下位机信号收发端与所述主控电路的TRDP数据传输端连接，并用于将所述第一TRDP信号转换成所述第一下位机TRDP信号，所述TRDP接口电路的下位机传输端为所述TRDP信号收发电路的下位机信号收发端。

3.如权利要求2所述的TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路，其特征在于，所述隔离传输电路包括隔离传输芯片，所述隔离传输芯片具有总线信号接收第一脚、总线信号接收第二脚、总线信号发射第一脚、总线信号发射第二脚、后级信号接收第一脚、后级信号接收第二脚、后级信号发射第一脚和后级信号发射第二脚，所述总线信号接收第一脚、总线信号接收第二脚、总线信号发射第一脚、总线信号发射第二脚均与所述TRDP总线连接，所述隔离传输电路的总线信号收发端包括所述总线信号接收第一脚、总线信号接收第二脚、总线信号发射第一脚和总线信号发射第二脚，所述隔离传输电路的后级信号收发端包括所述后级信号接收第一脚、后级信号接收第二脚、后级信号发射第一脚和后级信号发射第二脚。

4.如权利要求3所述的TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路，其特征在于，所述TRDP信号收发电路包括：TRDP收发芯片，所述TRDP收发芯片包括总线数据接收第一脚、总线数据接收第二脚、总线数据发射第一脚、总线数据发射第二脚、下位机信号第一脚、下位机信号第二脚、下位机信号第三脚和下位机信号第四脚，所述总线数据接收第一脚与所述隔离传输芯片的后级信号接收第一脚连接，所述总线数据接收第二脚与所述隔离传输芯片的后级信号接收第二脚连接，所述总线数据发射第一脚与所述隔离传输芯片的后级信号发射第一脚连接，所述总线数据接收第二脚与所述隔离传输芯片的后级信号发射第二脚连接，所述TRDP信号收发电路的总线数据收发端包括所述总线数据接收第一脚、总线数据接收第二脚、总线数据发射第一脚和总线数据发射第二脚，所述TRDP信号收发电路的下位机信号收发端包括所述下位机信号第一脚、下位机信号第二脚、下位机信号第三脚和下位机信号第四脚。

5.如权利要求4所述的TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路，其特征在于，所述主控电路包括主控制器，所述主控制器具有SPI信号第一脚、SPI信号第二脚、SPI信号第三脚、SPI信号第四脚、串行信号发射脚、串行信号接收脚和串行信号使能脚，所述SPI信号第一脚与所述TRDP信号收发电路的下位机信号第一脚连接，所述SPI信号第二脚与所述TRDP信号收发电路的下位机信号第二脚连接，所述SPI信号第三脚与所述TRDP信号收发电路的下位机信号第三脚连接，所述SPI信号第四脚与所述TRDP信号收发电路的下位机信号第四脚连接，所述主控电路的TRDP数据传输端包括所述SPI信号第一脚、SPI信号第二脚、SPI信号第三脚、SPI信号第四脚，所述主控电路的RS485数据传输端包括所述串行信号发射脚、串行信号接收脚和串行信号使能脚。

6.如权利要求1所述的TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路，其特征在于，所述RS485接口电路包括：

驱动电路，所述驱动电路具有前级信号收发端和后级信号收发端，所述驱动电路的前级信号收发端与所述主控电路的RS485数据传输端连接，并用于增强所述第一下位机RS485信号的驱动能力，所述RS485接口电路的下位机传输端为所述驱动电路的前级信号收发端；

RS485信号收发电路，所述RS485信号收发电路具有总线信号收发端与下位机信号收发端，所述RS485信号的下位机信号收发端与所述驱动电路的后级信号收发端连接，所述RS485信号收发电路的总线信号收发端与所述RS485总线连接，并用于将所述第一下位机RS485信号转换成所述第一RS485信号至所述RS485总线，所述RS485接口电路的总线数据传输端为所述RS485信号收发电路的总线信号收发端。

7.如权利要求1-6任一项所述的TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路，其特征在于，所述主控电路还具有复位端；所述TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路还包括：

复位按键，所述复位按键的输出端与所述主控电路的复位端连接，并用于输出复位信号；

所述主控电路，用于根据所述复位信号执行复位操作。

8.如权利要求1-6任一项所述的TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路，其特征在于，所述TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路还包括：

电源输入端；

电源管理电路，其输入端与所述电源输入端连接，所述电源管理电路的输出端与所述主控电路的电源端连接；其中，

所述电源管理电路，用于将所述电源输入端接入的第二电压进行电压转换后，给所述主控电路提供工作电压。

9.如权利要求1-6任一项所述的TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路，其特征在于，所述RS485接口电路还用于接收所述RS485总线输出的第二RS485信号，并将所述第二RS485信号转换成第二下位机RS485信号；

主控电路还用于将所述第二下位机RS485信号根据TRDP协议转换成第二下位机TRDP信号；

所述TRDP接口电路还用于将所述第二下位机TRDP信号转换成第二TRDP信号并输出至所述TRDP总线。

10.一种轨道交通系统，其特征在于，所述轨道交通系统包括如权利要求1所述的TRDP与RS485之间总线通讯的网关电路。

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