[实用新型]一种基于以太网的列车交换机装置

说明书

本实用新型公开了一种基于以太网的列车交换机装置，属于电子技术领域，包括外壳、交换模块、FPGA主控模块、主控外围接口电路和电源模块。主控外围接口电路与FPGA主控模块连接。交换模块与FPGA主控模块连接。电源模块与交换模块、FPGA主控模块和主控外围接口电路连接供电。交换模块、FPGA主控模块、主控外围接口电路和电源模块设置在外壳内。电源模块将输入电压转换为各模块所需电压。该交换装置向着人性化、小型化和智能化的方向发展，为使高速列车网络在综合状态下安全运行，提供一种具有广播风暴防护、网络数据传输与交换、减少网络堵塞、DHCP服务器、RS232调试及web访问等功能的交换装置，工作温度范围‑40℃～85℃。

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种基于以太网的列车交换机装置。

背景技术

列车技术的不断发展，轨道交通逐渐向智能化方向发展。列车安全一直得到人们重视，其中列车通信网络面临着许多安全隐患，当前高速列车智能信息的网络化，在工业以太网环境下进行网络数据传输和交换，需要搭建列车骨干网，提高列车运营效率，保障网络运行安全，实现列车安全可靠、舒适、高效、绿色及可持续，所以列车以太网交换节点在其中的地位就更加重要。

物联网和传感器在高速列车中的大量应用，每时每刻都伴随着海量的数据传输和交换，网络数据的多源异构，数据的缓存、分享和处理给列车网络带来复杂性，承受更大的压力。列车网络面临潜在的威胁，为使高速列车综合状态下进行安全感知与网络预警，需采取相应的措施来抵制这些威胁，构建具有实时性、高可靠性和大容量的列车通信网络。列车中多媒体技术和互联网的应用，相应的终端设备变得多样化，如列车视频监控系统、语音报警及乘客信息系统等终端都需要用到列车以太网，然而列车对牵引、控制及辅助等的要求逐渐提高，且终端功能不断扩展和移动通信设备的增加，列车网络正面临着大挑战。局域网通信技术中广泛应用以太网技术，它具有性价比高、兼容性好和传输速度快等特点，对列车综合状态安全感知与网络预警具有重要意义。列车运行环境多变，为保障列车通信网络实时性和稳定性，构建列车骨干以太网，保证列车通信网络的顺畅运行，列车交换装置的研究具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于以太网的列车交换机装置，以解决背景技术中所提到的技术问题。针对目前列车通信网络面临的挑战，对列车交换装置硬件进行设计。交换装置向着人性化、小型化和智能化的方向发展，为使高速列车网络在综合状态下安全运行，提供一种具有广播风暴防护、网络数据传输与交换、减少网络堵塞、DHCP服务器、RS232调试及web访问等功能的交换装置，工作温度范围-40℃～85℃。

一种基于以太网的列车交换机装置，包括外壳、交换模块、FPGA主控模块、主控外围接口电路和电源模块，所述主控外围接口电路与FPGA主控模块连接，所述交换模块与FPGA主控模块连接，所述电源模块与交换模块、FPGA主控模块和主控外围接口电路连接供电，所述交换模块、FPGA主控模块、主控外围接口电路和电源模块设置在外壳内。电源模块将输入电压转换为各模块所需电压。

主控外围接口模块配置有DDR2模块，扩大内存来增强CPU运行效率；扩展USB模块，便于使用U盘在列车狭小空间内对系统进行配置和更新；EEPROM模块储存程序和数据，提高资源利用率；QSPI Flash模块主要为交换机的操作系统文件和配置文件提供运行空间；时钟模块为交换模块提供时钟信号；复位模块使装置重新复位启动；在RS232模块向外扩展出一个符合其电平标准的串行调试接口Console，不拆机时可对交换机进行维护和调试；蓝牙收发器模块实现交换机与工作人员数据信息传输，其用于列车中提高工作人员工作效率，并对蓝牙收发器设置相应的配对密码，避免误操作。

所述电源模块存在冗余结构，交换机中含有两个电源，并不同时工作，从电源作为主电源故障时的备用电源，保证交换机在复杂的工作环境下持续稳定供电，将DC110V转换为电路所需电压。