[发明专利]列车用CAN‑以太网通信转换及数据存储控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，具体的说，涉及一种列车用CAN-以太网通信转换及数据存储控制方法。

背景技术

轨道机车车辆运行中列车控制命令和状态信息的传递、对各设备/子系统的诊断、信息显示等均离不开列车网络系统。目前设备/子系统内部通常采用CAN((ControllerAreaNetwork)控制器局域网)通信，设备/子系统与列车网络控制系统之间采用MVB((Multifunction Vehicle Bus)多功能车辆总线)或RS485通信。由于MVB和RS485传输速率较低，随着机车车辆智能化、信息化的需求和工业以太网的发展，关于以太网应用于列车网络的研究已逐步展开，但已有的研究成果可靠性未得到实际验证。

现有轨道机车车辆设备/子系统的数据通常存储于板载存储芯片中，存储容量有限，仅能存储少量的故障信息，对故障发生前后的环境因素常常无法复现；且现有人机交互界面通常采用RS232接口，数据传输速度慢、耗时长。

发明内容

本发明的目的是提供一种列车用CAN-以太网通信转换及数据存储控制方法，用于解决现有技术中存储容量有限、故障无法复现且数据传输速率低的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种列车用CAN-以太网通信转换及数据存储控制方法，包括以下方法步骤：采集当前设备节点信息，得到以太网通信地址，对以太网进行初始化；接收CAN数据帧并存入数据缓存区，数据缓存区包括过程数据缓存区和事件缓存区；按照既定时间间隔T1，通过以太网发送过程数据缓存区数据；按照既定时间间隔T2，将过程数据缓存区数据打包并保存；按照既定时间间隔T3，检查事件缓存区数据并记录；接收并处理来自显示控制端指令；检测非固定存储介质并复制数据；作为FTP服务器接收并处理客户端数据操作请求。

作为本发明控制方法的进一步优化，该控制方法采用的硬件结构，具体包括MCU控制器、CAN收发接口、以太网物理层收发接口、固定存储介质、RTC时钟、非固定存储介质接口和程序下载备用接口。MCU控制器内部集成有CAN控制器单元、以太网MAC控制器单元、非固定存储介质控制器单元、程序下载备用接口控制单元、RTC时钟接口控制单元、固定存储介质接口控制单元。

CAN收发接口用于CAN总线与MCU控制器间的电平和时序转换，MCU控制器通过内部集成的CAN控制器单元与CAN收发接口连接。以太网物理层收发接口用于以太网接口与MCU控制器间的电平和时序转换，MCU控制器通过内部集成的以太网MAC控制器单元与以太网物理层收发接口连接。非固定存储介质接口提供非固定存储介质与MCU控制器间的电平和时序转换，MCU控制器通过内部集成的非固定存储介质控制器单元与非固定存储介质接口连接；程序下载备用接口提供程序下载工具与MCU控制器之间的电平和时序转换，MCU控制器通过内部集成的程序下载备用接口控制单元与程序下载备用接口连接；MCU控制器通过内部集成的RTC时钟接口控制单元与RTC时钟连接；MCU控制器通过内部集成的固定存储介质接口控制单元与固定存储介质连接。

作为本发明控制方法的进一步优化，所述的采集当前设备节点信息，具体为：通过CAN通信接收到数据后，从指定的数据帧中读取当前设备节点信息。

作为本发明控制方法的进一步优化，所述的对以太网进行初始化，包括以太网MAC控制器设置、物理层接口设置、MAC地址设置、IP地址设置、端口设置以及FTP服务器功能开启和访问权限设置。

作为本发明控制方法的进一步优化，所述的接收CAN数据帧并存入数据缓存区，具体为：所述CAN数据帧由MCU控制器接收，MCU控制器集成有CAN控制器单元，CAN控制器单元按照特定的CAN数据帧接收数据，当CAN总线有数据时，CAN控制器单元的接收中断被触发，然后接收CAN总线数据。当MCU控制器接收到CAN数据时，按照既定协议，将符合要求的有效CAN数据帧按照固定格式缓存至MCU控制器数据缓存区，这部分缓存区称为过程数据缓存区；CAN接收数据中代表故障或状态的变量信息同时被筛选出存放于事件缓存区。

作为本发明控制方法的进一步优化，所述的通过以太网发送过程数据缓存区数据，具体为：MCU控制器将过程数据缓存区数据打包为以太网帧结构发送至以太网物理层收发接口，通过以太网物理层收发接口与列车以太网或显示控制端通信。