專利名稱:一種用于鐵路ctc系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集傳輸與處理的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及鐵路智能化分散自律調(diào)度集中(CTC)系統(tǒng),特別涉及一 種用于CTC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集傳輸與處理的設(shè)備(車站調(diào)度集中自律機(jī))。
背景技術(shù):
新一代分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)(簡稱FZK-CTC),是在鐵路跨越式發(fā)展的新 形勢下,在計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、信號(hào)技術(shù)高度發(fā)達(dá)以及DMIS系統(tǒng)成功實(shí) 施的基礎(chǔ)上,提出來的一種新型的行車指揮和信號(hào)控制設(shè)備,同時(shí)也將帶來一 種新的高效的運(yùn)輸組織管理模式。新一代FZK-CTC對運(yùn)輸組織管理模式將進(jìn) 行結(jié)構(gòu)重組、職能重劃、分工重調(diào)、崗位重定,在沒有客貨作業(yè)的中間站可實(shí) 現(xiàn)行車指揮無人化。中間站行車指揮有關(guān)崗位取消后,按照專業(yè)相近、作業(yè)關(guān) 聯(lián)、管理直接、設(shè)置合理的原則,對原有崗位、職能和作業(yè)方式重新進(jìn)行調(diào)整 和劃分。
新一代FZK-CTC采用了分散自律的理念,即由車站系統(tǒng)完成進(jìn)路選排、 沖突檢測、控制輸出等核心功能,因此,F(xiàn)ZK-CTC的車站系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)在整個(gè) 新一代分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)中是極其關(guān)鍵的。
車站調(diào)度集中自律機(jī)(簡稱LiRC)是新一代分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)的車站 核心設(shè)備,其硬件屬于專用的工業(yè)級計(jì)算機(jī)設(shè)備,在可靠性、數(shù)據(jù)處理能力等方 面有嚴(yán)格保證。車站自律機(jī)的操作系統(tǒng)則是特殊定制的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng), 在軟件設(shè)計(jì)上保證高效、簡潔、嚴(yán)密,且經(jīng)過完整全面的測試。
目前國內(nèi)幾大主要鐵路信號(hào)設(shè)備廠家的自律機(jī)方案各有特色、差別較大, 大概可以分為以下三種類型 一是采用cPCI結(jié)構(gòu)的專用工控機(jī)方案;二是采 用普通臺(tái)式工控機(jī)方案;三是采用特殊設(shè)計(jì)的專用機(jī)方案。前兩種方案的優(yōu)點(diǎn) 是可利用的、現(xiàn)成的資源比較豐富,國內(nèi)的工控機(jī)產(chǎn)品已經(jīng)批量生產(chǎn),可選余 地較大。產(chǎn)品開發(fā)時(shí)由于直接選用現(xiàn)成的工控機(jī)硬件平臺(tái),在硬件上的投入就可以比較少。這樣主要精力只需放在軟件開發(fā)上,因而整體的開發(fā)進(jìn)度可以比 較快。同時(shí),在系統(tǒng)產(chǎn)品的市場狀況不甚明朗時(shí),由于硬件開發(fā)少,前期自身
投入就比較少,便于進(jìn)行成本控制。當(dāng)然,采用cPCI專用工控機(jī)和通用工控 機(jī)的缺點(diǎn)也是非常明顯的, 一是工控機(jī)產(chǎn)品很難完全滿足鐵路信號(hào)系統(tǒng)的應(yīng)用 環(huán)境和功能要求。鐵路信號(hào)系統(tǒng)接口設(shè)備多,接口標(biāo)準(zhǔn)各異;二是信號(hào)設(shè)備常 年處于一個(gè)強(qiáng)電磁環(huán)境之中,對電磁兼容的要求很高。因此,采用通用的工控 機(jī)硬件平臺(tái)方案,在接口設(shè)計(jì)和接口的電磁防護(hù)這兩個(gè)方面遇到了巨大的挑 戰(zhàn)。另外,顯示器作為人機(jī)交互的重要組成部分,當(dāng)采用通用的工控機(jī)硬件平 臺(tái)時(shí),由于通常配套的液晶或CRT顯示器需占用機(jī)柜較大的面積,在現(xiàn)場使用 時(shí)極為不便。
在上述背景下,新一代調(diào)度集中自律機(jī)的開發(fā)目標(biāo)就顯得比較明確了首 先是要能滿足系統(tǒng)功能的要求,這主要由應(yīng)用軟件系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn),自律機(jī)提供硬 件接口和操作系統(tǒng)平臺(tái);二是針對實(shí)際面對的復(fù)雜電磁環(huán)境,需要提供確實(shí)有 效的電磁防護(hù)措施;三是需要一個(gè)靈巧方便的人機(jī)交互界面。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種穩(wěn) 定可靠的用于鐵路CTC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集傳輸與處理的設(shè)備。
本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn) 一種用于鐵路CTC系統(tǒng) 的數(shù)據(jù)采集傳輸與處理的設(shè)備,其特征在于,該設(shè)備包括
(1) 母板,為一塊電路板,該電路板上包括四個(gè)異步高速串口、 一個(gè)以 太網(wǎng)卡、 一路CAN2.0標(biāo)準(zhǔn)通信口、串口光電隔離電路、串口防浪涌電路、網(wǎng) 絡(luò)接口的防浪涌保護(hù)電路和+5V工作電源的保護(hù)電路;
(2) CPU模塊,該CPU模塊集成了以太網(wǎng)接口、 RS32串口及圖形處理
器;
(3) 人機(jī)交互模塊,包括液晶顯示器和薄膜鍵盤;
(4) 機(jī)箱,包括內(nèi)部獨(dú)立電源; 所述的CPU模塊設(shè)在母板上,所述的母板設(shè)在機(jī)箱內(nèi),所述的人機(jī)交互模
塊設(shè)在機(jī)箱箱體外側(cè)。
所述的四個(gè)異步高速串口中RS232/422/485可跳線選擇。所述的母板還包括輔助功能的LED指示電路、液晶屏供電電路。 與原有的技術(shù)相比,本實(shí)用新型解決了鐵路信號(hào)系統(tǒng)中接口日益增多、數(shù) 據(jù)處理量日趨增大、信息交換網(wǎng)絡(luò)化和智能化、人機(jī)交互要求簡捷等問題。
圖1是本實(shí)用新型一種用于鐵路CTC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集傳輸與處理的設(shè)備的 結(jié)構(gòu)示意圖2是本實(shí)用新型一種用于鐵路CTC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集傳輸與處理的設(shè)備的 人機(jī)交互模塊和薄膜電路示意圖3是本實(shí)用新型一種用于鐵路CTC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集傳輸與處理的設(shè)備的 母板NPCMB的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式實(shí)施例1
如圖1所示,本實(shí)用新型一種用于鐵路CTC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集傳輸與處理的 設(shè)備,該設(shè)備主要由以下幾個(gè)部分組成(1)母板2,是一塊專門設(shè)計(jì)的電路 板,在這塊電路板上通過PC104結(jié)構(gòu)的ISA總線擴(kuò)展,設(shè)計(jì)了包括四個(gè)異步高 速串口(RS232/422/485可跳線選擇)、 一個(gè)NE2000兼容以太網(wǎng)卡(10M)和一路 CAN2.0標(biāo)準(zhǔn)通信口,為了提高電路板的抗干擾能力,增加了相應(yīng)的串口光電 隔離電路、串口防浪涌電路、網(wǎng)絡(luò)接口的防浪涌保護(hù)電路和+5V工作電源的保 護(hù)電路等,另外還有輔助功能的LED指示電路、液晶屏供電電路等;(2)基 于PC104結(jié)構(gòu)的CPU模塊3,這款CPU模塊在板集成了 10/100MBase-T以太 網(wǎng)接口及高性能圖形處理器?;竟δ馨℅EODE 300MX86兼容的64位 微處理器、在板內(nèi)存128M SDRAM、 SVGA、 LCD平板顯示器接口 、支持PC/AT 鍵盤、PS/2鼠標(biāo)、兩個(gè)USB、軟驅(qū)、EIDE硬盤及CF卡、 一并兩串接口、在 板10/100M BaseT以太網(wǎng)接口、實(shí)時(shí)時(shí)鐘(有掉電保護(hù)功能)等;(3)人機(jī) 交互模塊4LCD液晶顯示屏是整個(gè)設(shè)備的信息顯示和人機(jī)交互中心,通過軟件 編程和LCD顯示,可以把大量的系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)時(shí)信息以圖形、文字或數(shù)字的形 式提供給用戶,結(jié)合薄膜鍵盤的操作,實(shí)現(xiàn)有效的人機(jī)交互;(4)機(jī)箱1用 于保護(hù)內(nèi)部的電路板,以免受到諸如靜電、碰撞等外部損傷,內(nèi)含的獨(dú)立電源可以做到設(shè)備之間隔離地的有效分離,內(nèi)部的串口、網(wǎng)口等浪涌保護(hù)電路通過
殼體實(shí)現(xiàn)機(jī)殼接大地,也是人機(jī)界面(LCD液晶顯示器和薄膜鍵盤)和后面板 上接口 (如DB9)的良好載體;軟件平臺(tái)采用專門定制的嵌入式LINUX操作 系統(tǒng),在自由軟件REDHAT7.2版本基礎(chǔ)上通過適當(dāng)裁減,形成一個(gè)大約50M 左右大小的、專用的、精簡的操作系統(tǒng)。人機(jī)交互界面的圖形驅(qū)動(dòng)引擎選用國 產(chǎn)自由軟件MiniGUI。通過寫鏡像的方式,把這個(gè)操作系統(tǒng)寫到電子盤 (DiskOnChip)上。設(shè)備開機(jī)后,使用者可以通過FTP的方式把應(yīng)用程序或配 置文件傳入電子盤內(nèi)的操作系統(tǒng),也可以通過TELNET的方式對設(shè)備或應(yīng)用程 序進(jìn)行操作或控制。
機(jī)箱l整機(jī)外殼采用鋁合金箱體,表面做黑化處理,結(jié)構(gòu)上采用整體可拆 分式模塊化方式,尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)機(jī)柜上架要求。
如圖2所示,整機(jī)的前端是人機(jī)交互界面(TFT-LCD液晶顯示器和薄膜電 路等),靠左邊的是一塊320*240點(diǎn)陣的TFT-LCD液晶顯示器,中間是薄膜 小鍵盤,右邊是LED顯示燈。薄膜小鍵盤和LED顯示燈通過印刷電路與主機(jī) 電路板連接,在應(yīng)用軟件的配合下實(shí)現(xiàn)人工命令的輸入和機(jī)器信息的輸出。
主機(jī)電路由兩部分組成基于PC104結(jié)構(gòu)的CPU模塊3和母板NPCMB。 CPU模塊3選用通用的PC104產(chǎn)品,為了適應(yīng)320*240 TFT液晶顯示器的驅(qū)動(dòng) 需要,在BIOS上做了一些特殊處理。這款CPU模塊3在板集成了 10/100M Base-T以太網(wǎng)接口及高性能圖形處理器?;竟δ馨℅EODE 300M X86兼 容的64位微處理器、在板內(nèi)存128MSDRAM、 SVGA、 LCD平板顯示器接口、 支持PC/AT鍵盤、PS/2鼠標(biāo)、兩個(gè)USB、軟驅(qū)、EIDE硬盤及電子盤DiskOnChip、 —并兩串接口、在板10/100MBaseT以太網(wǎng)接口、實(shí)時(shí)時(shí)鐘(有掉電保護(hù)功能) 等。
如圖3所示,母板NPCMB,通過PC104的ISA總線擴(kuò)展方式,設(shè)計(jì)了四 個(gè)異步高速串口(RS232/422/485可以跳線選擇)、 一個(gè)NE2000兼容以太網(wǎng)卡 (10M)、 一路CAN2.0接口等,為了實(shí)現(xiàn)高可靠的防電磁干擾,在相應(yīng)的位置設(shè) 計(jì)了串口光電隔離電路、串口防浪涌電路、+5¥工作電源的保護(hù)電路、兩個(gè)網(wǎng) 絡(luò)接口 (一個(gè)10M、 一個(gè)10/100M)的浪涌保護(hù)電路等,同時(shí)設(shè)計(jì)有配套功能 的薄膜鍵盤接口電路、LED指示電路、液晶屏供電電路等,母板NPCMB的后 插座采用兩個(gè)公頭96針的DIN41612,電路板的所有對外接口線路都從這兩個(gè)公頭通過配線方式接出。
主機(jī)內(nèi)的操作系統(tǒng)選用自由軟件Linux操作系統(tǒng),在Redhat 7.2版本的基 礎(chǔ)上經(jīng)過適當(dāng)裁減,形成一個(gè)大約50M左右大小的精簡操作系統(tǒng),EXT3文件 系統(tǒng)在系統(tǒng)突然斷電時(shí)可以防止操作系統(tǒng)崩潰。人機(jī)交互界面的圖形引擎選用 國產(chǎn)自由軟件MiniGUI。通過寫鏡像的方式把定制好的操作系統(tǒng)寫到電子盤 (DiskOnChip)上。設(shè)備開機(jī)后,使用者可以通過FTP方式把應(yīng)用程序或配置 文件傳入電子盤內(nèi)的操作系統(tǒng),也可以通過TELNET方式登錄操作系統(tǒng)后對設(shè) 備或應(yīng)用程序進(jìn)行操作或控制。
權(quán)利要求1.一種用于鐵路CTC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集傳輸與處理的設(shè)備,其特征在于,該設(shè)備包括(1)母板,為一塊電路板,該電路板上包括四個(gè)異步高速串口、一個(gè)以太網(wǎng)卡、一路CAN2.0標(biāo)準(zhǔn)通信口、串口光電隔離電路、串口防浪涌電路、網(wǎng)絡(luò)接口的防浪涌保護(hù)電路和+5V工作電源的保護(hù)電路;(2)CPU模塊,該CPU模塊集成了以太網(wǎng)接口、RS32串口及圖形處理器;(3)人機(jī)交互模塊,包括液晶顯示器和薄膜鍵盤;(4)機(jī)箱,包括內(nèi)部獨(dú)立電源;所述的CPU模塊設(shè)在母板上,所述的母板設(shè)在機(jī)箱內(nèi),所述的人機(jī)交互模塊設(shè)在機(jī)箱箱體外側(cè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鐵路CTC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集傳輸與處理 的設(shè)備,其特征在于,所述的四個(gè)異步高速串口中RS232/422/485可跳線選擇。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鐵路CTC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集傳輸與處理 的設(shè)備,其特征在于,所述的母板還包括輔助功能的LED指示電路、液晶屏供 電電路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于鐵路CTC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集傳輸與處理的設(shè)備,該設(shè)備包括母板,為一塊電路板,該電路板上包括四個(gè)異步高速串口、一個(gè)以太網(wǎng)卡、一路CAN2.0標(biāo)準(zhǔn)通信口、串口光電隔離電路、串口防浪涌電路、網(wǎng)絡(luò)接口的防浪涌保護(hù)電路和+5V工作電源的保護(hù)電路;CPU模塊,該CPU模塊集成了以太網(wǎng)接口、RS32串口及圖形處理器;人機(jī)交互模塊,包括液晶顯示器和薄膜鍵盤;機(jī)箱,包括內(nèi)部獨(dú)立電源;所述的CPU模塊設(shè)在母板上,所述的母板設(shè)在機(jī)箱內(nèi),所述的人機(jī)交互模塊設(shè)在機(jī)箱箱體外側(cè)。與原有的技術(shù)相比,本實(shí)用新型解決了鐵路信號(hào)系統(tǒng)中外部設(shè)備接口日益增多、數(shù)據(jù)處理量日趨增大、信息交換網(wǎng)絡(luò)化和智能化、人機(jī)交互要求簡捷等問題。
文檔編號(hào)B61L27/00GK201148164SQ20082005715
公開日2008年11月12日 申請日期2008年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月10日
發(fā)明者何福忠 申請人:卡斯柯信號(hào)有限公司