技术摘要：
本发明公开了一种基于以太网实现CAN总线冗余的装置，解决设备内部各模块通受双CAN接口限制、通信速率低、数据交换效率低、开发成本增高的问题。其技术方案为：装置基于以太网拓扑结构实现对LKJ双路CAN总线数据冗余，提升了装置内部各模块之间的通信速率及各模块之间数  全部
背景技术：
列车运行监控装置(以下简称LKJ)是列车装配的关键防护设备，其内部通信架构 为双路CAN总线冗余，即内部A、B机之间通过双路CAN总线实现系间冗余并提供冗余的CAN接 口与外部设备进行通信。 外部双系冗余的设备与LKJ通信时，为了提高系统的可靠性，要求外部设备通过双 路CAN总线实现系间冗余，这导致新设备在设计时存在以下问题： 1)内部通信总线受限。因LKJ对外通信接口为CAN接口，新开发的设备内部通信总 线如直接与之相连，要求新设计的设备内部通信总线要与LKJ通信总线一致，即为冗余CAN 总线。 2)新设计的设备内部总线通信速率低，各模块之间数据交换效率低。因受LKJ的 CAN接口限制，新设计的设备内部也是冗余CAN总线，而CAN总线的通信速率一般设置为 500kbps～1Mbps。在如今高通信速率的车载通信设备应用中，新设备以CAN总线作为内部通 信总线时速率比较低，这导致新设计的设备内部各模块之间通信速率低且数据交换效率不 高，不能满足高通信速率、高效数据交互的要求。 3)开发成本高。LKJ通过CAN总线实现系间冗余，新设计的设备内部若通过CAN总线 实现系间冗余，这要求新设计的设备内部各通信模块包含至少2路CAN接口。为了提高系统 的可靠性，车载设备内部往往设计了多种通信总线，对于系统内部各个模块均设计了2路 CAN接口的设备，必然导致开发成本升高。
技术实现要素：
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是 所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非 试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一 些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。 本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种基于以太网实现CAN总线冗余的装 置，解决新设计的设备内部各模块通受双CAN接口限制问题，解决新设计的设备内部各模块 通信速率低、数据交换效率低问题，解决新设计的设备内部各模块受双CAN接口影响导致开 发成本增高问题。 本发明的技术方案为：本发明揭示了一种基于以太网实现CAN总线冗余的装置，装 置包括第一系组件和第二系组件，第一系组件中包括第一主控模块、第一通信模块、第一交 换机模块，第二系组件中包括第二主控模块、第二通信模块和第二交换机，其中第一主控模 块通过以太网接口与第一交换机模块相连，用于任务调度、数据处理，第一通信模块上设置 第一CAN接口和以太网接口，第一通信模块通过以太网接口与第一交换机模块相连，第一通 4 CN 111600685 A 说　明　书 2/5 页 信模块通过第一CAN接口对外通信，第一交换机模块上设置以太网接口，通过以太网接口与 第一主控模块、第一通信模块连接，用于装置内部各模块之间数据交互；第二主控模块通过 以太网接口与第二交换机模块相连，用于任务调度、数据处理，第二通信模块上设置第二 CAN接口和以太网接口，第二通信模块通过以太网接口与第二交换机模块相连，第二通信模 块通过第二CAN接口对外通信，第二交换机模块上设置以太网接口，通过以太网接口与第二 主控模块、第二通信模块连接，用于装置内部各模块之间数据交互；第一交换机模块和第二 交换机模块之间通过一路或多路以太网实现系间冗余，以实现第一CAN总线和第二CAN总线 的数据冗余。 根据本发明的以太网实现CAN总线冗余的装置的一实施例，第一/第二通信模块将 收到的外部数据进行解析、重组后转发给第一/第二主控模块，第一/第二通信模块也将第 一/第二主控模块的指令按照协议重组后发送给外部通信设备。 根据本发明的以太网实现CAN总线冗余的装置的一实施例，第一/第二交换机至少 为两层交换机。 根据本发明的以太网实现CAN总线冗余的装置的一实施例，第一/第二通信模块扩 展多种类型的通信接口实现装置与对应接口类型的外部通信设备的通信；第一/第二交换 机通过扩展以太网接口实现装置与外部通信设备的以太网通信功能。 根据本发明的以太网实现CAN总线冗余的装置的一实施例，装置还包括第一/第二 扩展模块，第一/第二扩展模块上设置以太网接口，用于装置功能扩展。 根据本发明的以太网实现CAN总线冗余的装置的一实施例，在装置外部设备通信 的过程中，第一系组件中的第一通信模块获取第一CAN总线的数据，并将数据进行解析重组 后通过第一交换机模块212发送给第一主控模块处理；同时第二系组件中的第二通信模块 获取第二CAN总线的数据，并将数据解析重组后通过第二交换机模块、第一交换机模块发给 第一主控模块，以此实现对第一CAN总线、第二CAN总线的数据冗余。 根据本发明的以太网实现CAN总线冗余的装置的一实施例，在装置外部设备通信 的过程中，第二系组件的第二通信模块获取第二CAN总线的数据，并将数据解析重组后，通 过第二交换机模块将数据发给第二主控模块；同时，第一系组件的第一通信模块获取第一 CAN总线的数据，并将数据解析重组后通过第一交换机模块、第二交换机模块发送给第二主 控模块，以此实现对第一CAN总线、第二CAN总线的数据冗余。 本发明还揭示了一种基于以太网实现CAN总线冗余的装置，装置包括第一系组件 和第二系组件，第一系组件中包括第一主控模块、第一通信模块、第一交换机模块，第二系 组件中包括第二主控模块、第二通信模块和第二交换机，其中第一主控模块、第一通信模 块、第一交换机模块、第二主控模块、第二通信模块、第二交换机之间通过通信总线实现系 间冗余，第一通信模块通过设置的通信接口和第一CAN总线进行对外通信，第二通信模块通 过设置的通信接口和第二CAN总线进行对外通信。 根据本发明的基于以太网实现CAN总线冗余的装置的一实施例，实现系间冗余的 通信总线包括FlexRay总线，第一/第二通信模块上的通信接口包括RS485接口。 本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明的装置内部各模块之间通过以太 网通信，除电源模块、交换机模块外，装置内其他模块只需设计1路以太网接口即可实现装 置内部系间冗余，从而解决新设计的设备内部各模块通受双CAN接口限制问题。本发明的装 5 CN 111600685 A 说　明　书 3/5 页 置内各模块之间通过以太网进行通信，而以太网的通信可以支持10Mbps/100Mbps通信速 率，甚至可以设计为1000Mbps级别的以太网通信接口，从而提升了各模块之间的通信速率 且提高了模块之间数据交换效率，从而解决了新设计的设备内部各模块通信速率低、数据 交换效率低问题。本发明的装置中各模块设计了1路以太网接口进行内部通信冗余，这降低 了通过CAN接口实现冗余的开发成本，从而解决了新设计的设备内部各模块受双CAN接口影 响导致开发成本增高问题。 总的来说，本发明基于以太网拓扑结构实现对LKJ双路CAN总线数据冗余，提升了 装置内部各模块之间的通信速率及各模块之间数据交互效率。 解决了新设计的设备内部冗余总线受CAN总线限制问题。对于既有类似LKJ通过冗 余CAN总线对外通信的设备，新设计的设备与其通信时，要求新设备是通过CAN总线实现系 间冗余且是冗余CAN总线结构，这种架构的通信设备，内部各模块之间通信速率低、数据交 换速率低，且设备内部各通信模块需要带双CAN总线接口，这造成新设计的通信装置内部通 信接口受到限制，且造成接口资源浪费、开发成本增高。本发明的装置通过以太网通信的方 式解决这个了问题，并使得内部模块之间通信速率及数据交换速率大大提升。 附图说明 在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的 上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征 的组件可能具有相同或相近的附图标记。 图1示出了本发明的基于以太网实现CAN总线冗余的装置的一实施例的原理图。 图2和图3示出了本发明的装置通过以太网实现对LKJ总线CANA、总线CANB数据冗 余的示意图。 图4示出了本发明的基于以太网实现CAN总线冗余的装置的另一实施例的原理图。 图5示出了本发明的基于以太网实现CAN总线冗余的装置的另一实施例的原理图。