专利名称：一种列车车辆级以太网交换装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种以太网交换装置，具体是一种列车车辆级以太网交换装置。
背景技术：
各种轨道交通列车车载设备的正常运行直接关系到铁路和城市轨道交通的安全性、稳定性、可靠性、舒适性以及列车运行速度等。列车通信网络是现代轨道交通列车设备运行和维护的基础。一套高可靠、实时、大容量的列车通信网络，对于提高轨道交通列车的运营效率，改善列车的可靠性，保障行车安全，降低维护成本等具有重要的意义。现有轨道交通列车车载机械、电气和辅助设备众多，且车内安装有大量的分布式传感器和复杂耦合的智能节点，联网控制越来越复杂，以及各种安全检测和信息系统对列车网络系统性能要求的提高，迫切需要列车通信网络具有更高的实时性和可靠性、较好的可维护性和扩展性、高的带宽和良好的互操作性等，且能进行分布式任务处理和数据融合，而现有各机车、高速动车组和城轨列车上应用的列车通信网络由于传输速率较低，致使列车牵引、制动、辅助等设备的很多关联状态信息和故障隐患不能有效传输，也不能及时发现全列车可能的故障，致使大量的事故难以追溯根源。以太网基于IEEE802. 3标准，作为具备大容量数据传输能力的现场总线已经大规模应用于工业现场中，如Ethernet/IP、PROFINET,Ethernet PowerLink、EtherCAT、MODBUS_IDA 和 EPA 实时以太网等。但列车车载环境恶劣，车辆之间经常需要解编和重联，常用的IOOMbps和IOOOMbps民用和工业级以太网，在可靠性、实时性和稳定性等方面与列车通信网络需求并不相适应，需要改良。
发明内容
本发明的目的是针对现有轨道交通列车通信网络装置带宽的不足，提供一种专门针对列车恶劣运行条件和环境的列车车辆级以太网交换装置，集列车通信网络数据交换、广播风暴保护、自动地址学习、高速无阻塞交换、网络拓展等多功能装置，即可以单独应用，也可以以模块的形式插入机箱。本发明解决上述技术问题的技术方案如下一种列车车辆级以太网交换装置。该装置由交换模块、EEPROM模块、SPI模块、PLL时钟模块、晶振模块、MDI/MDI-X自动转换模块、省电模式模块、网络变压器模块、5个10/100MBASE-TX自适应M12网络接口模块、以太网接口保护模块、LED灯指示模块、复位模块和工作电源模块构成。该装置内设置有交换模块，它包括交换芯片和与交换芯片连接的PLL时钟模块、晶振模块、复位模块，在交换模块上嵌有MDI/MDI-X自动转换模块和省电模式模块；该装置对外通信的网络接口由网络变压器模块、以太网接口保护模块、基于IEC 61076-2-101标准的M12网络接口模块、LED灯指示模块组成；该装置还包括工作电源模块、EEPROM模块、SPI模块。各模块的连接关系交换模块设置有PLL时钟模块、晶振模块、复位模块、MDI/MDI-X自动转换模块和省电模式模块；交换模块分别与LED灯指示模块、网络变压器模块、EEPROM模块和工作电源模块连接；SPI模块和三态门模块连接；网络变压器模块与M12网络接口模块连接；以太网接口保护模块与M12网络接口模块连接。上述各模块的功能如下交换模块用作数据交换的核心模块；EEPROM模块用于配置交换芯片内寄存器设置；SPI模块用于外接设备通过串行方式配置交换芯片内寄存器；PLL时钟模块和晶振模块向交换模块提供基本时钟信号；MDI/MDI-X自动转换模块用于提供网线端口自动转换功能；省电模式模块用于让整个装置进入低功耗省电模式；网络变压器模块用于信号电平耦合和电气隔离功能;M12网络接口模块用于列车车载数据传输；以太网接口保护模块用于对来自外界引起的电压冲击起保护作用；LED灯指示模块用于指示交换装置的链路连接状态、全双工状态、传输速率状态；复位模块用于让整个装置重新复位启动；工作电源模块主要实现将IlOV直流电源转换成整个装置各个模块所需要的电源。本发明的优点本发明所述装置主要应用于轨道交通列车通信控制系统、列车故障诊断系统、列车乘客信息系统等列车网络的数据传输和数据交换。专门针对轨道交通列车高温、强电磁干扰、强震动等恶劣的运行条件和环境而设计的车辆级以太网交换装置。同时具有通信速率高、低延时、全双工通信、支持QoS和VPN、安全可靠性高。工作温度是-40°C至+85°C。即可以单独应用，也可以采用模块的形式插入机箱。且符合轨道交通车载列车通信网络和信息技术的发展需求。
图I是本发明单独应用示意图。图2是本发明作为模块插入机箱应用示意图。图3是本发明的模块连接图。图中交换模块I、LED灯指示模块2、复位模块3、省电模式模块4、MDI/MDI-X自动转换模块5、工作电源模块6、SPI模块7、EEPR0M模块8、晶振模块9、PLL时钟模块10、网络变压器模块11、以太网接口保护模块12、M12网络接口模块13。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的说明。本发明结构如图I、图2、图3所示。图I所示，该列车车辆级以太网交换装置作为独立的交换装置应用时，前面板设置有电源LED指示灯I、2针独立电源输入接口 2、5个交换端口 LED指示灯3、5个D型编码4针M12网络接口 Portl至Port5分别对应于4至8、复位按钮9。装置的四周有4个紧固螺栓孔10、接地连接11。图2所示，该列车车辆级以太网交换装置作为交换装置模块插入机箱德应用时，前面板设置有电源LED指示灯1、5个交换端口 LED指示灯分别对应于2至6、5个D型编码4针Ml2网络接口分别对应于7至11，前面板的四周有4个紧固螺栓孔12。图3所示，一种列车车辆级以太网交换装置，由交换模块I、LED灯指示模块2、复位模块3、省电模式模块4、MDI/MDI-X自动转换模块5、工作电源模块6、SPI模块7、EEPR0M模块8、晶振模块9、PLL时钟模块10、网络变压器模块11、以太网接口保护模块12、M12网络接口模块13构成。各模块的连接关系交换模块I设置有PLL时钟模块10、晶振模块9、复位模块3、MDI/MDI-X自动 转换模块5和省电模式模块4 ;交换模块I分别与LED灯指示模块2、网络变压器模块IUEEPR0M模块8和工作电源模块6连接；网络变压器模块11与以太网接口保护模块12连接；以太网接口保护模块12与M12网络接口模块13连接。各模块的功能如下交换模块I用作数据交换的核心模块；EEPR0M模块8用于配置交换芯片内寄存器设置；SPI模块7用于外接设备通过串行方式配置交换芯片内寄存器；PLL时钟模块10和晶振模块9向交换模块提供基本时钟信号；MDI/MDI-X自动转换模块5用于提供网线端口自动转换功能；省电模式模块4用于让整个装置进入低功耗省电模式；网络变压器模块11用于信号电平耦合和电气隔离功能；M12网络接口模块13用于列车车载数据传输；以太网接口保护模块12用于对来自外界引起的电压冲击起保护作用；LED灯指示模块2用于指示交换装置的链路连接状态、全双工状态、传输速率状态；复位模块3用于让整个装置重新复位启动；工作电源模块6主要实现将IlOV直流电源转换成整个装置各个模块所需要的电源。实施例I如图3所示，交换模块I的交换芯片采用MICREL公司的KSZ8995MAI工业级芯片，作为交换装置的核心芯片，协调控制与其连接的各个模块的工作。LED灯指示模块2包含5个发光LED灯，用于指示每个端口的数据传输状态。复位模块3由高速开关二极管1N4148、复位开关，以及公知复位电路组成，用于整个装置重新复位启动。省电模式模块4由KSZ895MAI芯片的外围电路组成，用于让整个装置进入低功耗省电模式。MDI/MDI-X自动转换模块5由KSZ895MAI芯片的外围电路组成，用于实现网线端口自动翻转功能。工作电源模块6由北京星原丰泰公司的XZR05/110S05和MICREL公司的MIC39100-3. 3BS、MIC39150-1. 8BT、整流二极管1N4004以及公知外围电路组成，分别为装置提供3. 3V、1. 8V、2. 5V电源。SPI模块7由FAIRCHILD公司的74F125芯片及公知外围电路组成，用于外接设备以串行方式配置交换芯片内寄存器。EEPROM模块8由ATMEL公司的AT24C02芯片和公知外围电路组成，用于配置交换芯片内寄存器设置。晶振模块9和PLL时钟模块10由25MHZ晶体振荡器及公知外围电路组成，用于提供基本的时钟信号。以太网接口保护模块12由10个SEMTECH公司的SR2. 8芯片构成，用于对来自雷电、负载开关等人为操作错误而引起的电压冲击起保护作用。M12网络接口模块13由Phoenix公司5个D型编码4针M12接口组成，用于列车通信系统10/100MBASE-TX自适应网络数据接口。网络变压器模块11由Pulse公司的H1102、H1164芯片及公知外围电路组成。其中H1164和Protl Port4连接，H1102和Port5连接,用于信号电平稱合和电气隔离功能。
权利要求
1.一种列车车辆级以太网交换装置，以下简称装置，其特征在于，装置由交换模块、EEPROM模块、SPI模块、PLL时钟模块、晶振模块、MDI/MDI-X自动翻转功能模块、省电模式模块、网络变压器模块、5个10/100MBASE-TX自适应M12网络接口模块、以太网接口保护模块、LED灯指示模块、复位模块和工作电源模块构成； 该装置内设置有交换模块，它包括交换芯片和与交换芯片连接的PLL时钟模块、晶振模块、复位模块，在交换模块上嵌有MDI/MDI-X自动转换模块和省电模式模块；该装置对外通信的网络接口由网络变压器模块、以太网接口保护模块、基于IEC 61076-2-101标准的M12网络接口模块、LED灯指示模块组成；该装置还包括工作电源模块、EEPROM模块、SPI模块； 各模块的连接关系交换模块设置有PLL时钟模块、晶振模块、复位模块、MDI/MDI-X自动转换模块和省电模式模块；交换模块分别与LED灯指示模块、网络变压器模块、EEPROM模块和工作电源模块连接；SPI模块和三态门模块连接；网络变压器模块与M12网络接口模块连接；以太网接口保护模块与M12网络接口模块连接。
上述各模块的功能作用如下交换模块用作数据交换的核心模块；EEPR0M模块用于配置交换芯片内寄存器设置；SPI模块用于外接设备通过串行方式配置交换芯片内寄存器；PLL时钟模块和晶振模块向交换模块提供基本时钟信号；MDI/MDI-X自动转换模块用于提供网线端口自动转换功能；省电模式模块用于让整个装置进入低功耗省电模式；网络变压器模块用于信号电平耦合和电气隔离功能;M12网络接口模块用于列车车载数据传输；以太网接口保护模块用于对来自外界引起的电压冲击起保护作用；LED灯指示模块用于指示交换装置的链路连接状态、全双工状态、传输速率状态；复位模块用于让整个装置重新复位启动；工作电源模块主要实现将IlOV直流电源转换成整个装置各个模块所需要的电源。
2.根据权利要求I所述的一种列车车辆级以太网交换装置，其特征在于，该交换装置既可以在列车上单独使用，又可以作为列车上某一系统的交换插件置于机箱应用。
全文摘要
本发明公开了一种列车车辆级以太网交换装置。该装置由交换模块、EEPROM模块、SPI模块、PLL时钟模块、晶振模块、MDI/MDI-X自动转换模块、省电模式模块、网络变压器模块、10/100MBASE-TX自适应M12网络接口模块、以太网接口保护模块、LED灯指示模块、复位模块和工作电源模块构成。本发明的优点本发明所述装置主要应用于轨道交通列车通信控制系统、列车故障诊断系统、列车乘客信息系统等列车网络的数据传输和数据交换。专门针对轨道交通列车高温、强电磁干扰、强震动等恶劣的运行条件和环境而设计的车辆级以太网交换装置。
文档编号H04L12/28GK102624533SQ201210131620
公开日2012年8月1日 申请日期2012年5月2日 优先权日2012年5月2日
发明者刘旗扬, 苗剑, 贺德强, 邱福, 雷昊 申请人:广西大学