CN215494598U - 一种基于高级链路协议的网关装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及网关装置的技术领域，特别是涉及一种基于高级链路协议的网关装置，其对原有车型的升级改造出现的通信和协议不兼容的问题进行解决，缩短重新定制化的周期；包括主控制器电路、电源电路、HDLC控制器电路、CAN控制器电路和凤凰端子，其中主控制器电路分别与电源电路、HDLC控制器电路和CAN控制器电路连接，并且主控制器电路分别与HDLC控制器电路和CAN控制器电路进行数据交换和处理，主控制器电路上设置有微控制器、HDLC接口和CAN接口，凤凰端子分别与电源电路、HDLC控制器电路和CAN控制器电路连接；所述电源电路设置有电源模块和电源前端保护电路，电源模块为用于电压转换的DC‑DC电源模块。

Description

一种基于高级链路协议的网关装置

技术领域

本实用新型涉及网关装置的技术领域，特别是涉及一种基于高级链路协议的网关装置。

背景技术

高级数据链路控制协议(High-Level Data Link Control,以下简称HDLC)，是一组用于在网络结点间传送数据的协议，是由国际标准化组织(ISO)颁布的一种高可靠性、高效率的数据链路控制规程，在内燃机车上广泛应用。

控制器局域网络(Controller Area Network,以下简称CAN)，是ISO国际标准化的串行通信协议，与一般的通信总线相比，CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。

随着轨道交通的快速发展，各种新技术、新功能以及定制化的需求已经在大批量的新型机车内配备，配备这些新技术、新功能以及定制化需求的机车也已经安全稳定的运行，因此一些未进行新功能和定制化需求的机车设备也需要开始改造。

但是由于机车的发展历程长，不同时期的所运用的技术及协议不同，对于原有车型的升级改造通常都会遇到通信和协议不兼容，重新定制化周期长等问题，因此亟需一种HDLC网关来实现机车上HDLC网络和CAN网络的通信。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种对原有车型的升级改造出现的通信和协议不兼容的问题进行解决，缩短重新定制化的周期的一种基于高级链路协议的网关装置。

本实用新型的一种基于高级链路协议的网关装置，包括主控制器电路、电源电路、HDLC控制器电路、CAN控制器电路凤凰端子，其中主控制器电路分别与电源电路、HDLC控制器电路和CAN控制器电路连接，并且主控制器电路分别与HDLC控制器电路和CAN控制器电路进行数据交换和处理，主控制器电路上设置有微控制器、HDLC接口和CAN接口，凤凰端子分别与电源电路、HDLC控制器电路和CAN控制器电路连接；

所述电源电路设置有电源模块和电源前端保护电路，电源模块为用于电压转换的DC-DC电源模块，电源前端保护电路包括用于过流保护的保险丝，用于浪涌保护的压敏电阻、安规电容和放电管，用于EMI滤波的共模扼流圈和Y电容；

所述HDLC控制器电路设置有HDLC控制器、HDLC接口收发器和总线共模滤波器，并且HDLC控制器与主控制器电路的HDLC接口并行连接，HDLC控制器负责微控制器与HDLC接口收发器之间的通信，HDLC接口收发器分别与HDLC控制器和总线共模滤波器相连接；

所述CAN控制器电路设置有CAN收发器和共模滤波器，并且CAN收发器与主控制器电路的CAN接口串行连接，CAN收发器与共模滤波器相连接；

所述凤凰端子，包括HDLC总线和CAN总线，凤凰端子上设置有电源输入，HDLC总线和CAN总线均与凤凰端子相连接，电源输入与电源电路上的电源前端保护电路相连接，HDLC总线与总线共模滤波器相连接，CAN总线与共模滤波器相连接。

本实用新型的一种基于高级链路协议的网关装置，主控制器电路上设置有SWD下载电路和RTC时钟电路，主控制器电路外围配置有EEPROM电路。

本实用新型的一种基于高级链路协议的网关装置，主控制器电路中的为控制器为ST意法半导体生产的STMHDLC控制器系列HDLC控制器位微控制器，所用的型号为STMHDLC控制器F4XX系列。

本实用新型的一种基于高级链路协议的网关装置，设备采用抽屉式的外壳，并且固定方式为左右方向的固定安装。

与现有技术相比本实用新型的有益效果为：通过电源输入将电源输入至电源前端保护电路内，对电源模块进行保护，降低脉冲群和浪涌对电源模块的干扰和破坏，之后电源模块将高压直流电源转换为主控制器电路所需要的低压直流电源，并输送至主控制器电路，之后HDLC接口收发器通过总线共模滤波器与HDLC总线进行数据接收，HDLC接口收发器再将接收的数据传输至HDLC控制器，使HDLC控制器通过并行通信将数据解码后发送至主控制器电路上的微控制器中，之后主控制器电路通过微控制器对数据进行保存，同时主控制器电路再将数据通过串行通信发送至CAN收发器中，CAN收发器对数据编码后发送至CAN总线上，同时通过共模滤波器对CAN总线进行保护，过滤通信干扰，反之CAN收发器将CAN总线上的数据解码后通过串行通信发送至主控制器电路上的微控制器中，主控制器电路通过微控制器对数据进行保存，同时主控制器电路再将数据通过并行通信发送至HDLC控制器上，使HDLC控制器对数据进行编码，HDLC接口收发器再将编码后的数据发送至HDLC总线中，同时通过总线共模滤波器对HDLC总线进行保护，过滤通信干扰，从而对原有车型的升级改造出现的通信和协议不兼容的问题进行解决，缩短重新定制化的周期。

附图说明

图1是本实用新型的电路结构示意图；

图2是本实用新型的外壳结构示意图；

附图中标记：10、主控制器电路；20、电源电路；22、电源模块；24、电源前端保护电路；30、HDLC控制器电路；32、HDLC控制器；34、HDLC接口收发器；36、总线共模滤波器；40、CAN控制器电路；42、CAN收发器；44、抗干扰和防护的共模滤波器；50、凤凰端子；52、电源输入；54、HDLC总线；56、CAN总线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1至图2所示，本实用新型的一种基于高级链路协议的网关装置，包括主控制器电路10、电源电路20、HDLC控制器电路30、CAN控制器电路40和凤凰端子50，其中主控制器电路10分别与电源电路20、HDLC控制器电路30和CAN控制器电路40连接，并且主控制器电路10分别与HDLC控制器电路30和CAN控制器电路40进行数据交换和处理，主控制器电路10上设置有微控制器、HDLC接口和CAN接口，凤凰端子50分别与电源电路20、HDLC控制器电路30和CAN控制器电路40连接；

所述电源电路20设置有电源模块22和电源前端保护电路24，电源模块22为用于电压转换的DC-DC电源模块，电源前端保护电路24包括用于过流保护的保险丝，用于浪涌保护的压敏电阻、安规电容和放电管，用于EMI滤波的共模扼流圈和Y电容；

所述HDLC控制器电路30设置有HDLC控制器32、HDLC接口收发器34和总线共模滤波器36，并且HDLC控制器32与主控制器电路10的HDLC接口并行连接，HDLC控制器32负责微控制器与HDLC接口收发器34之间的通信，HDLC接口收发器34分别与HDLC控制器32和总线共模滤波器36相连接；

所述CAN控制器电路40设置有CAN收发器42和共模滤波器44，并且CAN收发器42与主控制器电路10的CAN接口串行连接，CAN收发器42与共模滤波器44相连接；

所述凤凰端子50，包括HDLC总线54和CAN总线56，凤凰端子50上设置有电源输入52，HDLC总线54和CAN总线56均与凤凰端子50相连接，电源输入52与电源电路20上的电源前端保护电路24相连接，HDLC总线54与总线共模滤波器36相连接，CAN总线56与共模滤波器44相连接；通过电源输入52将电源输入至电源前端保护电路24内，对电源模块22进行保护，降低脉冲群和浪涌对电源模块22的干扰和破坏，之后电源模块22将高压直流电源转换为主控制器电路10所需要的低压直流电源，并输送至主控制器电路10，之后HDLC接口收发器34通过总线共模滤波器36与HDLC总线54进行数据接收，HDLC接口收发器34再将接收的数据传输至HDLC控制器32，使HDLC控制器32通过并行通信将数据解码后发送至主控制器电路10上的微控制器中，之后主控制器电路10通过微控制器对数据进行保存，同时主控制器电路10再将数据通过串行通信发送至CAN收发器42中，CAN收发器42对数据编码后发送至CAN总线56上，同时通过共模滤波器44对CAN总线56进行保护，过滤通信干扰，反之CAN收发器42将CAN总线56上的数据解码后通过串行通信发送至主控制器电路10上的微控制器中，主控制器电路10通过微控制器对数据进行保存，同时主控制器电路10再将数据通过并行通信发送至HDLC控制器32上，使HDLC控制器32对数据进行编码，HDLC接口收发器34再将编码后的数据发送至HDLC总线54中，同时通过总线共模滤波器36对HDLC总线54进行保护，过滤通信干扰，从而对原有车型的升级改造出现的通信和协议不兼容的问题进行解决，缩短重新定制化的周期。

本实用新型的一种基于高级链路协议的网关装置，主控制器电路10上设置有SWD下载电路和RTC时钟电路，主控制器电路10外围配置有EEPROM电路；方便工作人员对设备中的程序进行下载和调试。

本实用新型的一种基于高级链路协议的网关装置，主控制器电路10中的为控制器为ST意法半导体生产的STMHDLC控制器32系列HDLC控制器32位微控制器，所用的型号为STMHDLC控制器32F4XX系列；通过使用STMHDLC控制器32F4XX系列，使设备的稳定性得到明显提升，从而提高设备的实用性。

本实用新型的一种基于高级链路协议的网关装置，设备采用抽屉式的外壳，并且固定方式为左右方向的固定安装；通过采用抽屉式外壳，使设备的结构小巧简单，提高电路板安装的灵活性和安装强度。

本实用新型的一种基于高级链路协议的网关装置，其在工作时，首先通过电源输入52将电源输入至电源前端保护电路24内，对电源模块22进行保护，降低脉冲群和浪涌对电源模块22的干扰和破坏，之后电源模块22将高压直流电源转换为主控制器电路10所需要的低压直流电源，并输送至主控制器电路10，之后HDLC接口收发器34通过总线共模滤波器36与HDLC总线54进行数据接收，HDLC接口收发器34再将接收的数据传输至HDLC控制器32，使HDLC控制器32通过并行通信将数据解码后发送至主控制器电路10上的微控制器中，然后主控制器电路10通过微控制器对数据进行保存，同时主控制器电路10再将数据通过串行通信发送至CAN收发器42中，CAN收发器42对数据编码后发送至CAN总线56上，同时通过共模滤波器44对CAN总线56进行保护，过滤通信干扰，反之CAN收发器42将CAN总线56上的数据解码后通过串行通信发送至主控制器电路10上的微控制器中，主控制器电路10通过微控制器对数据进行保存，同时主控制器电路10再将数据通过并行通信发送至HDLC控制器32上，使HDLC控制器32对数据进行编码，HDLC接口收发器34再将编码后的数据发送至HDLC总线54中，同时通过总线共模滤波器36对HDLC总线54进行保护，过滤通信干扰即可。

本实用新型的一种基于高级链路协议的网关装置，其安装方式、连接方式或设置方式均为常见机械方式，只要能够达成其有益效果的均可进行实施，本行业内技术人员只需按照其附带的使用说明书进行安装和操作即可。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于高级链路协议的网关装置，其特征在于，包括主控制器电路(10)、电源电路(20)、HDLC控制器电路(30)、CAN控制器电路(40)和凤凰端子(50)，其中主控制器电路(10)分别与电源电路(20)、HDLC控制器电路(30)和CAN控制器电路(40)连接，并且主控制器电路(10)分别与HDLC控制器电路(30)和CAN控制器电路(40)进行数据交换和处理，主控制器电路(10)上设置有微控制器、HDLC接口和CAN接口，凤凰端子(50)分别与电源电路(20)、HDLC控制器电路(30)和CAN控制器电路(40)连接；

所述电源电路(20)设置有电源模块(22)和电源前端保护电路(24)，电源模块(22)为用于电压转换的DC-DC电源模块，电源前端保护电路(24)包括用于过流保护的保险丝，用于浪涌保护的压敏电阻、安规电容和放电管，用于EMI滤波的共模扼流圈和Y电容；

所述HDLC控制器电路(30)设置有HDLC控制器(32)、HDLC接口收发器(34)和总线共模滤波器(36)，并且HDLC控制器(32)与主控制器电路(10)的HDLC接口并行连接，HDLC控制器(32)负责微控制器与HDLC接口收发器(34)之间的通信，HDLC接口收发器(34)分别与HDLC控制器(32)和总线共模滤波器(36)相连接；

所述CAN控制器电路(40)设置有CAN收发器(42)和共模滤波器(44)，并且CAN收发器(42)与主控制器电路(10)的CAN接口串行连接，CAN收发器(42)与共模滤波器(44)相连接；

所述凤凰端子(50)，包括HDLC总线(54)和CAN总线(56)，凤凰端子(50)上设置有电源输入(52)，HDLC总线(54)和CAN总线(56)均与凤凰端子(50)相连接，电源输入(52)与电源电路(20)上的电源前端保护电路(24)相连接，HDLC总线(54)与总线共模滤波器(36)相连接，CAN总线(56)与共模滤波器(44)相连接。

2.如权利要求1所述的一种基于高级链路协议的网关装置，其特征在于，主控制器电路(10)上设置有SWD下载电路和RTC时钟电路，主控制器电路(10)外围配置有EEPROM电路。

3.如权利要求1所述的一种基于高级链路协议的网关装置，其特征在于，主控制器电路(10)中的为控制器为ST意法半导体生产的STMHDLC控制器(32)系列HDLC控制器(32)位微控制器，所用的型号为STMHDLC控制器(32)F4XX系列。

4.如权利要求1所述的一种基于高级链路协议的网关装置，其特征在于，设备采用抽屉式的外壳，并且固定方式为左右方向的固定安装。

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