列車(chē)以太網(wǎng)接口方案

　　摘要：國內地鐵線(xiàn)路中有一些線(xiàn)路已經(jīng)和歐洲開(kāi)始同步，在設備間配置以太網(wǎng)通訊。而列車(chē)中的以太網(wǎng)通訊和常用MVB、CANOpen、HDLC等列車(chē)控制總線(xiàn)對比，有什么優(yōu)缺點(diǎn)呢?

　　IEC61375-3-4-2014中規定了列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò )(Train communication network TCN)中以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò )(Ethernet Consist Network ECN)的標準。此標準制定的主要原因是目前列車(chē)通訊的數據量劇增，而傳統列車(chē)總線(xiàn)無(wú)法滿(mǎn)足大數據量傳輸，所以采用以太網(wǎng)通訊，可以滿(mǎn)足數據的傳輸要求。比如車(chē)載廣播系統、視頻系統、下載固件程序等。

　　圖1 列車(chē)TCN網(wǎng)絡(luò )類(lèi)型

　　但由于以太網(wǎng)本身的物理層、鏈路層、協(xié)議棧的復雜性，導致其可靠性、網(wǎng)絡(luò )失效影響和魯棒性還都在驗證中，故列車(chē)的主要控制系統還沒(méi)有大批量使用以太網(wǎng)作為主要控制通訊方式。以太網(wǎng)通訊和主流的MVB、CANopen通訊對比，如表1所示。

　　可以看出，采用以太網(wǎng)接口主要優(yōu)點(diǎn)是傳輸大數據量時(shí)，可以減少傳輸時(shí)間，但是會(huì )增加布線(xiàn)成本、布線(xiàn)難度，以及以太網(wǎng)通訊由于極度依賴(lài)于交換機的穩定性，一旦交換機死機或者損壞，全部節點(diǎn)將都無(wú)法通訊。

　　另外EMC(電磁兼容)也需要考慮，由于以太網(wǎng)速率極高，其EMI(電磁輻射)極大，所以要使用較好的屏蔽網(wǎng)線(xiàn)。

　　列車(chē)設備中的以太網(wǎng)接口包括帶鎖緊的RJ45頭、光纖接口、M12通訊電纜三種類(lèi)型，如圖2所示。

　　圖2 以太網(wǎng)接口方式

　　根據《TCSN終端設備以太網(wǎng)接口規范》要求，提供控制器以太網(wǎng)通訊口接入方案。目前列車(chē)中大部分采用M12通訊電纜方式，可以保證較好的性?xún)r(jià)比。

　　網(wǎng)卡一般采用廣州致遠電子股份有限公司的ZNE-100TL+模塊的?？梢暂p松地使用主控MCU的串口轉換為以太網(wǎng)接口。

　　圖3 以太網(wǎng)模塊

　　功能特點(diǎn)

　　10/100M自適應以太網(wǎng)接口;

　　支持AUTO MDI/MDIX,可使用交叉網(wǎng)線(xiàn)或平行網(wǎng)線(xiàn)連接;

　　工作方式可選擇TCP Server, TCP Client, UDP和 Real COM driver等多種工作模式,工作端口，目標IP地址和端口均可設定;

　　提供通用配置函數庫,方便用戶(hù)使用VC、VB、Delphi和C++Builder開(kāi)發(fā)應用程序進(jìn)行二次開(kāi)發(fā);

　　支持虛擬串口工作方式,提供WINDOWS虛擬串口驅動(dòng),讓用戶(hù)串口設備無(wú)逢升級至以太網(wǎng)通訊方式,無(wú)需修改原有串口軟件;

　　支持AT命令配置;

　　支持遠程配置.