數(shù)字量輸出板卡的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種數(shù)字量輸出板卡。該數(shù)字量輸出板卡包括：背板接口單元、第一通信單元、第二通信單元、控制單元、信號(hào)輸出單元以及對(duì)外接口單元，其中：背板接口單元將網(wǎng)關(guān)輸入的第一數(shù)字量信號(hào)輸入至第一通信單元或第二通信單元；第一通信單元、第二通信單元對(duì)第一數(shù)字量信號(hào)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，并將得到的第二數(shù)字量信號(hào)和第三數(shù)字量信號(hào)輸入至控制單元；控制單元根據(jù)第二數(shù)字量信號(hào)或第三數(shù)字量信號(hào)生成控制信號(hào)，并輸入至信號(hào)輸出單元；信號(hào)輸出單元根據(jù)控制信號(hào)將第二電源信號(hào)通過(guò)對(duì)外接口單元輸入至受控設(shè)備。本發(fā)明提供的數(shù)字量輸出板卡，在第一通信單元出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)第二通信單元進(jìn)行通信，使得數(shù)字量輸出板卡的通信更穩(wěn)定，提高了安全性。
【專利說(shuō)明】數(shù)字量輸出板卡
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信技術(shù)，尤其涉及一種數(shù)字量輸出板卡。
【背景技術(shù)】
[0002]高速列車作為一種現(xiàn)代化的軌道交通工具，集高速化、自動(dòng)化和舒適化等特點(diǎn)于一身，其通信網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)這些特點(diǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。列車通信網(wǎng)絡(luò)包括多功能車輛總線(Multifunction Vehicle Bus,簡(jiǎn)稱 MVB)網(wǎng)絡(luò)和絞線式列車總線(Wire Train Bus,簡(jiǎn)稱WTB)網(wǎng)絡(luò)，其中，MVB網(wǎng)絡(luò)主要用于列車設(shè)備之間的通信，WTB網(wǎng)絡(luò)主要用于列車之間的通信。在列車運(yùn)行過(guò)程中，MVB網(wǎng)絡(luò)通過(guò)網(wǎng)關(guān)和數(shù)字量輸出板卡輸出大量的數(shù)字量信號(hào)至受控設(shè)備，控制其動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)對(duì)列車運(yùn)行狀態(tài)的控制。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，數(shù)字量輸出板卡多采用基于CANopen通信協(xié)議的控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network,簡(jiǎn)稱CAN)總線進(jìn)行通信，CAN是一種支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。
[0004]但現(xiàn)有技術(shù)存在如下缺陷:當(dāng)CANopen總線通信受到影響時(shí)，數(shù)字量輸出板卡的通信難于穩(wěn)定進(jìn)行，存在安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種數(shù)字量輸出板卡，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的數(shù)字量輸出板卡的通信不穩(wěn)定，存在安全隱患的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明提供一種數(shù)字量輸出板卡，包括:背板接口單元、第一通信單元、第二通信單元、控制單元、至少一個(gè)信號(hào)輸出單元以及對(duì)外接口單元，其中:
[0007]所述背板接口單元，用于接收網(wǎng)關(guān)輸出的第一數(shù)字量信號(hào)，并將所述第一數(shù)字量信號(hào)輸入至所述第一通信單元或所述第二通信單元；還用于為所述第一通信單元、所述第二通信單元、所述控制單元和所述信號(hào)輸出單元輸入第一電源信號(hào)；
[0008]所述第一通信單元，用于對(duì)所述背板接口單元輸入的所述第一數(shù)字量信號(hào)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換得到第二數(shù)字量信號(hào)，并將所述第二數(shù)字量信號(hào)輸入至所述控制單元；
[0009]所述第二通信單元，用于在所述第一通信單元出現(xiàn)故障時(shí)，接收所述背板接口單元輸入的所述第一數(shù)字量信號(hào)，對(duì)所述第一數(shù)字量信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到第三數(shù)字量信號(hào)，并將所述第三數(shù)字量信號(hào)輸入至所述控制單元；
[0010]所述控制單元，用于根據(jù)接收到的所述第一通信單元輸入的所述第二數(shù)字量信號(hào)或所述第二通信單元輸入的所述第三數(shù)字量信號(hào)生成控制信號(hào)，并將所述控制信號(hào)輸入至所述信號(hào)輸出單元；
[0011]所述信號(hào)輸出單元，用于接收所述控制單元輸入的所述控制信號(hào)，根據(jù)所述控制信號(hào)將所述對(duì)外接口單元輸入的第二電源信號(hào)輸入至所述對(duì)外接口單元；
[0012]所述對(duì)外接口單元，用于為所述信號(hào)輸出單元輸入所述第二電源信號(hào)，接收所述信號(hào)輸出單元輸入的所述第二電源信號(hào)，并將所述第二電源信號(hào)輸入至受控設(shè)備以啟動(dòng)所述受控設(shè)備。
[0013]本發(fā)明提供的數(shù)字量輸出板卡，在第一通信單元出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)第二通信單元實(shí)現(xiàn)網(wǎng)卡和受控設(shè)備之間的通信，使得數(shù)字量輸出板卡的通信更穩(wěn)定，提高安全性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明提供的數(shù)字量輸出板卡一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明提供的數(shù)字量輸出板卡又一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為圖2所示實(shí)施例的數(shù)字量輸出板卡的背板接口單元一種實(shí)現(xiàn)方法的電路圖；
[0017]圖4為圖2所示實(shí)施例的數(shù)字量輸出板卡的第一通信單元一種實(shí)現(xiàn)方法的電路圖；
[0018]圖5為圖2所示實(shí)施例的數(shù)字量輸出板卡的第二通信單元一種實(shí)現(xiàn)方法的電路圖；
[0019]圖6為圖2所示實(shí)施例的數(shù)字量輸出板卡的控制單元一種實(shí)現(xiàn)方法的電路圖；
[0020]圖7為圖2所示實(shí)施例的數(shù)字量輸出板卡的信號(hào)輸出單元一種實(shí)現(xiàn)方法的電路圖；
[0021]圖8為圖2所示實(shí)施例的數(shù)字量輸出板卡的對(duì)外接口單元一種實(shí)現(xiàn)方法的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面通過(guò)具體的實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0023]圖1為本發(fā)明提供的數(shù)字量輸出板卡一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該數(shù)字量輸出板卡包括:背板接口單元11、第一通信單元12、第二通信單元13、控制單元14、至少一個(gè)信號(hào)輸出單元15以及對(duì)外接口單元16，其中:
[0024]背板接口單元11，用于接收網(wǎng)關(guān)輸出的第一數(shù)字量信號(hào)，并將第一數(shù)字量信號(hào)輸入至第一通信單元12或第二通信單元13 ;還用于為第一通信單元12、第二通信單元13控制單兀14和信號(hào)輸出單兀15輸入第一電源信號(hào)；
[0025]具體的，背板接口單元11可以為現(xiàn)有的F型連接器。列車通信網(wǎng)絡(luò)中的MVB網(wǎng)絡(luò)通過(guò)網(wǎng)關(guān)將第一數(shù)字量信號(hào)通過(guò)背板接口單元11輸入至第一通信單元12或第二通信單元13中。其中，第一通信單元12為主通信單元，第二通信單元13為備用通信單元。當(dāng)?shù)谝煌ㄐ艈卧?2正常工作時(shí)，則第二通信單元13不啟動(dòng)接收第一數(shù)字量信號(hào)；當(dāng)?shù)谝煌ㄐ艈卧?2出現(xiàn)故障時(shí)，第二通信單元13啟動(dòng)接收第一數(shù)字量信號(hào)。數(shù)字量輸出板卡外部的電源通過(guò)網(wǎng)關(guān)將第一電源信號(hào)通過(guò)背板接口單元11輸入至第一通信單元12、第二通信單元13控制單元14和信號(hào)輸出單元15中，作為其工作電源。
[0026]第一通信單元12，用于對(duì)背板接口單元11輸入的第一數(shù)字量信號(hào)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換得到第二數(shù)字量信號(hào)，并將第二數(shù)字量信號(hào)輸入至控制單元14 ；
[0027]具體的，第一通信單元12可以作為主通信單元，接收網(wǎng)關(guān)通過(guò)背板接口單元11輸入的第一數(shù)字量信號(hào)，并對(duì)第一數(shù)字量信號(hào)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，即轉(zhuǎn)換為相應(yīng)協(xié)議格式的第二數(shù)字量信號(hào)，將第二數(shù)字量信號(hào)輸入至控制單元14中。其中，第一通信單元12可以為控制器局域網(wǎng)絡(luò)CANopen總線通信單元，即可以通過(guò)基于CANopen協(xié)議的控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN總線進(jìn)行通信。
[0028]第二通信單元13，用于在第一通信單元12出現(xiàn)故障時(shí)，接收背板接口單元11輸入的第一數(shù)字量信號(hào)，對(duì)第一數(shù)字量信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到第三數(shù)字量信號(hào)，并將第三數(shù)字量信號(hào)輸入至控制單元14 ；
[0029]具體的，第二通信單元13可以作為備用通信單元，在主通信單元即第一通信單元12出現(xiàn)故障時(shí)，接收網(wǎng)關(guān)通過(guò)背板接口單元11輸入的第一數(shù)字量信號(hào)，并對(duì)第一數(shù)字量信號(hào)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，即轉(zhuǎn)換為相應(yīng)協(xié)議格式的第三數(shù)字量信號(hào)，將第三數(shù)字量信號(hào)輸入至控制單元14中。其中，第二通信單元13可以為RS485總線通信單元，即可以通過(guò)基于RS485協(xié)議的總線進(jìn)行通信。
[0030]控制單元14，用于根據(jù)接收到的第一通信單元12輸入的第二數(shù)字量信號(hào)或第二通信單元13輸入的第三數(shù)字量信號(hào)生成控制信號(hào)，并將控制信號(hào)輸入至信號(hào)輸出單元15 ；
[0031]具體的，控制單元14接收第一通信單元12輸入的第二數(shù)字量信號(hào)或第二通信單元13輸入的第三數(shù)字量信號(hào)，并對(duì)第二數(shù)字量信號(hào)或第三數(shù)字量信號(hào)進(jìn)行處理，例如計(jì)算、移位等，生成控制信號(hào)，并將控制信號(hào)輸入至信號(hào)輸出單元15。
[0032]信號(hào)輸出單元15，用于接收控制單元14輸入的控制信號(hào)，根據(jù)控制信號(hào)將對(duì)外接口單元16輸入的第二電源信號(hào)輸入至對(duì)外接口單元16 ；
[0033]對(duì)外接口單兀16,用于為信號(hào)輸出單兀15輸入第二電源信號(hào)，接收信號(hào)輸出單兀15輸入的第二電源信號(hào)，并將第二電源信號(hào)輸入至受控設(shè)備以啟動(dòng)受控設(shè)備。
[0034]具體的，對(duì)外接口單元16可以為現(xiàn)有的F型插頭。列車IlOV直流總線通過(guò)對(duì)外接口單元16和信號(hào)輸出單元15的輸入端電連接，列車IlOV直流總線產(chǎn)生第二電源信號(hào)，信號(hào)輸出單元15的輸出端通過(guò)對(duì)外接口單元16和受控設(shè)備電連接，信號(hào)輸出單元15的控制端接收控制單元14輸入的控制信號(hào)，并在控制信號(hào)的控制下，接通或斷開(kāi)信號(hào)輸出單元15的輸入端和輸出端之間的電連接，以啟動(dòng)或停止受控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)受控設(shè)備的控制。
[0035]進(jìn)一步的，控制單元14，還用于接收到第一通信單元12輸入的第二數(shù)字量信號(hào)后，向第一通信單元12返回響應(yīng)信號(hào)；
[0036]第一通信單元12，還用于將響應(yīng)信號(hào)通過(guò)背板接口單元11發(fā)送至網(wǎng)關(guān)；
[0037]第二通信單元13，具體用于當(dāng)網(wǎng)關(guān)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)未接收到響應(yīng)信號(hào)時(shí)，接收網(wǎng)關(guān)通過(guò)背板接口單元11輸入的第一數(shù)字量信號(hào)。
[0038]具體的，控制單元14在接收到第一通信單元12輸入的第二數(shù)字量信號(hào)后，向第一通信單元12返回響應(yīng)信號(hào)，第一通信單元12接收控制單元14返回的響應(yīng)信號(hào)，并將響應(yīng)信號(hào)通過(guò)背板接口單元11發(fā)送至網(wǎng)關(guān)，如果網(wǎng)關(guān)接收到響應(yīng)信號(hào)，則不改變通信方式，如果網(wǎng)關(guān)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)未接收到響應(yīng)信號(hào)，則通過(guò)背板接口單元11將第一數(shù)字量信號(hào)輸入至第二通信單元13。
[0039]本實(shí)施例提供的數(shù)字量輸出板卡，在第一通信單元出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)第二通信單元實(shí)現(xiàn)網(wǎng)卡和受控設(shè)備之間的通信，使得數(shù)字量輸出板卡的通信更穩(wěn)定，提高安全性。
[0040]圖2為本發(fā)明提供的數(shù)字量輸出板卡又一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，在圖1所示實(shí)施例的基礎(chǔ)上，第一通信單元12具體可以包括:第一保護(hù)電路21、濾波電路22和第一信號(hào)轉(zhuǎn)換電路23，其中:[0041 ] 第一保護(hù)電路21，用于將接收到的第一數(shù)字量信號(hào)的電壓保持在第一設(shè)定電壓范圍內(nèi)；
[0042]濾波電路22，用于對(duì)第一保護(hù)電路21輸出的電信號(hào)進(jìn)行濾波處理；
[0043]第一信號(hào)轉(zhuǎn)換電路23，用于對(duì)濾波電路22輸出的電信號(hào)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換得到第二數(shù)字量信號(hào)并輸入至控制單元14。
[0044]在圖1所示實(shí)施例的基礎(chǔ)上，第二通信單元13具體可以包括:第二保護(hù)電路24和第二信號(hào)轉(zhuǎn)換電路25，其中:
[0045]第二保護(hù)電路24，用于將接收到的第一數(shù)字量信號(hào)的電壓保持在第二設(shè)定電壓范圍內(nèi)；
[0046]第二信號(hào)轉(zhuǎn)換電路25，用于對(duì)第二保護(hù)電路24輸出的電信號(hào)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換得到第三數(shù)字量信號(hào)并輸入至控制單元14。
[0047]在圖1所示實(shí)施例的基礎(chǔ)上，控制單元14具體可以包括:程序下載電路26、電源轉(zhuǎn)換電路27、晶振電路28和處理模塊29，其中:
[0048]程序下載電路26，用于接收用戶輸入的程序，并將程序轉(zhuǎn)換成處理信號(hào)輸入至處理模塊29 ；
[0049]電源轉(zhuǎn)換電路27，用于對(duì)背板接口單元11輸入的電源信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到工作電源信號(hào)，并將工作電源信號(hào)輸入給處理模塊29和程序下載電路26 ；
[0050]晶振電路28，用于產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，并將時(shí)鐘信號(hào)輸入給處理模塊29 ；
[0051]處理模塊29，用于在處理信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)的控制下，根據(jù)接收到的第二數(shù)字量信號(hào)或第三數(shù)字量信號(hào)生成控制信號(hào)，并將控制信號(hào)輸入至信號(hào)輸出單元15。
[0052]進(jìn)一步的，控制單元14還可以包括:代碼接收端口 ；
[0053]背板接口單元11，還用于接收網(wǎng)關(guān)發(fā)送的第一代碼信息，并將第一代碼信息發(fā)送至代碼接收端口；
[0054]第二數(shù)字量信號(hào)或第三數(shù)字量信號(hào)中還攜帶第二代碼信息；
[0055]處理模塊29，還用于比較第一代碼信息和第二代碼信息，若第一代碼信息和第二代碼信息不相同，則停止接收第二數(shù)字量信號(hào)或第三數(shù)字量信號(hào)。
[0056]在圖1所示實(shí)施例的基礎(chǔ)上，信號(hào)輸出單元15具體可以包括:反相電路30和控制電路31，其中:
[0057]反相電路30，用于接收控制單元14輸入的控制信號(hào)，對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行反相處理；
[0058]控制電路31，用于根據(jù)反相處理后得到的信號(hào)，向?qū)ν饨涌趩卧?6輸入第二電源信號(hào)。
[0059]圖3-圖8為圖2所示實(shí)施例的數(shù)字量輸出板卡一種實(shí)現(xiàn)方法的電路圖，其中:
[0060]圖3為圖2所示實(shí)施例的數(shù)字量輸出板卡的背板接口單元一種實(shí)現(xiàn)方法的電路圖。如圖3所示，背板接口單元11具體可以為現(xiàn)有的F型連接器(例如型號(hào)為CNVME48的連接器)。數(shù)字量輸出板卡外部5V的直流電源通過(guò)網(wǎng)關(guān)將第一電源信號(hào)通過(guò)背板接口單元
11的引腳(和+5v連接的引腳)輸入至第一通信單元12、第二通信單元13、控制單元14和信號(hào)輸出單元15中，作為其工作電源。網(wǎng)關(guān)發(fā)送的第一代碼信息通過(guò)背板接口單元11的引腳(和BM0-BM3連接的引腳)輸入至控制單元14中。列車通信網(wǎng)絡(luò)中的MVB網(wǎng)絡(luò)通過(guò)網(wǎng)關(guān)將攜帶有第二代碼信息的第一數(shù)字量信號(hào)，通過(guò)背板接口單元11的引腳(和CAN1H、CANlL連接的引腳)輸入至第一通信單元12，或通過(guò)背板接口單元11的引腳(和A485、B485連接的引腳)輸入至第二通信單元13中。
[0061]圖4為圖2所示實(shí)施例的數(shù)字量輸出板卡的第一通信單元一種實(shí)現(xiàn)方法的電路圖。如圖4所示，第一通信單元12，采用基于CANopen協(xié)議的CAN總線進(jìn)行通信，通過(guò)CAN1H、CANlL端口接收網(wǎng)關(guān)通過(guò)背板接口單元11的引腳(和CAN1H、CANlL連接的引腳)輸入的第一數(shù)字量信號(hào)。由瞬態(tài)電壓抑制器TVSI組成的第一保護(hù)電路21，將第一數(shù)字量信號(hào)的電壓保持在5V左右，由共模電感TRANSl組成的濾波電路22，對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波處理，由信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片TJA1050組成的第一信號(hào)轉(zhuǎn)換電路23，對(duì)信號(hào)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，即轉(zhuǎn)換為CANopen協(xié)議格式的第二數(shù)字量信號(hào)，并通過(guò)CANlRX、CAN1TX端口將第二數(shù)字量信號(hào)輸入至控制單元14中。+5V為第一電源信號(hào)輸入端口。
[0062]圖5為圖2所示實(shí)施例的數(shù)字量輸出板卡的第二通信單元一種實(shí)現(xiàn)方法的電路圖。如圖5所示，第二通信單元13，采用基于RS485協(xié)議的總線進(jìn)行通信，在第一通信單元12出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)A485、B485端口接收網(wǎng)關(guān)通過(guò)背板接口單元11的引腳(和A485、B485連接的引腳)輸入的第一數(shù)字量信號(hào)。由瞬態(tài)電壓抑制器TVS2組成的第二保護(hù)電路24，將第一數(shù)字量信號(hào)的電壓保持在5V左右，由信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片MAX485組成的第二信號(hào)轉(zhuǎn)換電路25，對(duì)信號(hào)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，即轉(zhuǎn)換為RS485協(xié)議格式的第三數(shù)字量信號(hào)，并通過(guò)USART RTS、USART TX,USART RX端口將第三數(shù)字量信號(hào)輸入至控制單元14中。+5V為第一電源信號(hào)輸入端口。
[0063]圖6為圖2所示實(shí)施例的數(shù)字量輸出板卡的控制單元一種實(shí)現(xiàn)方法的電路圖。如圖6所示，控制單元14通過(guò)由控制芯片C8051f040組成的處理模塊29的引腳(和CANl RX、CANl TX連接的引腳)，接收第一通信單元12通過(guò)CANl RX、CANl TX端口輸入的第二數(shù)字量信號(hào)?？刂茊卧?4通過(guò)處理模塊29的引腳(和USART RTS, USART TX, USART RX連接的引腳)，接收第二通信單元13通過(guò)USART RTS, USART TX、USART RX端口輸入的第三數(shù)字量信號(hào)?？刂茊卧?4通過(guò)處理模塊29的引腳(和+3V3連接的引腳)，接收由芯片AS1117M3組成的電源轉(zhuǎn)換電路27輸入的+3.3V的直流電信號(hào),作為工作電源，+5V為第一電源信號(hào)輸入端口?？刂茊卧?4通過(guò)處理模塊29的引腳(和XTAL1、XTAL2連接的引腳)，接收由電容C1、C2等組成的晶振電路28輸入的時(shí)鐘信號(hào)?？刂茊卧?4通過(guò)處理模塊29的引腳(和TMS、TCK、TD1、TDO連接的引腳)，接收由芯片IDClO組成的程序下載電路26輸入的處理信號(hào)。程序下載電路26接收用戶輸入的程序，并將程序轉(zhuǎn)換為處理信號(hào)輸入至處理模塊29。處理模塊29，在處理信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)的控制下，對(duì)接收到的第二數(shù)字量信號(hào)或第三數(shù)字量信號(hào)，進(jìn)行計(jì)算、移位等處理，生成16路控制信號(hào)，并將16路控制信號(hào)通過(guò)引腳(和D1-D16連接的引腳)輸入至信號(hào)輸出單元15，16路控制信號(hào)的電壓為OV或3.3V?？刂茊卧?4通過(guò)處理模塊29的引腳(和BM0-BM3連接的引腳)接收網(wǎng)關(guān)通過(guò)背板接口單元11的引腳(和BM0-BM3連接的引腳)輸入的第一代碼信息，并和第二數(shù)字量信號(hào)或第三數(shù)字量信號(hào)中攜帶的第二代碼信息作比較，如果一致，則接收第二數(shù)字量信號(hào)或第三數(shù)字量信號(hào)，如果不一致，則拒絕接收第二數(shù)字量信號(hào)或第三數(shù)字量信號(hào)。
[0064]圖7為圖2所示實(shí)施例的數(shù)字量輸出板卡的信號(hào)輸出單元一種實(shí)現(xiàn)方法的電路圖。圖2所示實(shí)施例的數(shù)字量輸出板卡包括四個(gè)如圖7所示的信號(hào)輸出單元，下面以一個(gè)信號(hào)輸出單元為例進(jìn)行描述。圖7為一個(gè)信號(hào)輸出單元15的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖7所示，信號(hào)輸出單元15通過(guò)D1、D2、D3和D4端口接收控制單元14通過(guò)引腳(和D1-D4連接的引腳)輸入的4路控制信號(hào)，以第一路控制信號(hào)為例，由反相器SN74HC14D組成的反相電路30對(duì)Dl端口輸入的第一路控制信號(hào)進(jìn)行反相處理，具體的，如果第一路控制信號(hào)的電壓為0V，則經(jīng)過(guò)反相處理后變換為3.3V ;如果第一路控制信號(hào)的電壓為3.3V，則經(jīng)過(guò)反相處理后變換為0V?？刂齐娐?1可以由型號(hào)為MC1413BDG的金屬氧化物半導(dǎo)體(Metal Oxide Semiconductor,簡(jiǎn)稱MOS)場(chǎng)效應(yīng)晶體管以及型號(hào)為RY612005的繼電器組成，繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)Kll通過(guò)COMl端口和對(duì)外接口單元16相連，并通過(guò)對(duì)外接口單元16和列車IlOV直流總線相連，繼電器的靜觸點(diǎn)K12可以通過(guò)OFFl端口和第一受控設(shè)備電連接，繼電器的靜觸點(diǎn)K13可以通過(guò)OUTl端口和第二受控設(shè)備電連接，當(dāng)反相處理后的信號(hào)的電壓為3.3V時(shí)，MOS管導(dǎo)通，繼電器得電:繼電器的動(dòng)合觸點(diǎn)K11、K12斷開(kāi)，切斷第一受控設(shè)備和列車IlOV直流總線之間的電連接，從而停止第一受控設(shè)備運(yùn)行；繼電器的動(dòng)斷觸點(diǎn)K11、K13閉合，接通第二受控設(shè)備和列車IlOV直流總線之間的電連接，從而啟動(dòng)第二受控設(shè)備運(yùn)行。當(dāng)反相處理后的信號(hào)的電壓為OV時(shí)，MOS管不導(dǎo)通，繼電器失電:繼電器的動(dòng)合觸點(diǎn)K11、K12閉合，接通第一受控設(shè)備和列車IlOV直流總線之間的電連接，從而啟動(dòng)第一受控設(shè)備運(yùn)行；繼電器的動(dòng)斷觸點(diǎn)KU、K13斷開(kāi)，切斷第二受控設(shè)備和列車IlOV直流總線之間的電連接，從而停止第二受控設(shè)備運(yùn)行。對(duì)于第二路、第三路和第四路控制信號(hào)，繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)通過(guò)VOUT+端口和對(duì)外接口單元16相連，并通過(guò)對(duì)外接口單元16和列車IlOV直流總線相連，繼電器的靜觸點(diǎn)可以分別通過(guò)0UT2、0UT3和0UT4端口和受控設(shè)備電連接。+5V為第一電源信號(hào)輸入端口。
[0065]圖8為圖2所示實(shí)施例的數(shù)字量輸出板卡的對(duì)外接口單元一種實(shí)現(xiàn)方法的電路圖。如圖8所示，對(duì)外接口單元16具體可以為現(xiàn)有的F型連接器(例如型號(hào)為CNVME48的連接器)。受控設(shè)備通過(guò)對(duì)外接口單元16的引腳(和0FF1、0FF2、0UT2-0UT15連接的引腳)，和信號(hào)輸出單元15的繼電器的靜觸點(diǎn)電連接。列車IlOV直流總線通過(guò)對(duì)外接口單元16的引腳(和C0M1、COM2、VOUT+連接的引腳)，和信號(hào)輸出單元15的繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)電連接。
[0066]本實(shí)施例提供的數(shù)字量輸出板卡，在第一通信單元出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)第二通信單元實(shí)現(xiàn)網(wǎng)卡和受控設(shè)備之間的通信，使得數(shù)字量輸出板卡的通信更穩(wěn)定，提高安全性。
[0067]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)字量輸出板卡，其特征在于，包括:背板接口單元、第一通信單元、第二通信單元、控制單元、至少一個(gè)信號(hào)輸出單元以及對(duì)外接口單元，其中: 所述背板接口單元，用于接收網(wǎng)關(guān)輸出的第一數(shù)字量信號(hào)，并將所述第一數(shù)字量信號(hào)輸入至所述第一通信單元或所述第二通信單元；還用于為所述第一通信單元、所述第二通信單元、所述控制單元和所述信號(hào)輸出單元輸入第一電源信號(hào)； 所述第一通信單元，用于對(duì)所述背板接口單元輸入的所述第一數(shù)字量信號(hào)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換得到第二數(shù)字量信號(hào)，并將所述第二數(shù)字量信號(hào)輸入至所述控制單元； 所述第二通信單元，用于在所述第一通信單元出現(xiàn)故障時(shí)，接收所述背板接口單元輸入的所述第一數(shù)字量信號(hào)，對(duì)所述第一數(shù)字量信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到第三數(shù)字量信號(hào)，并將所述第三數(shù)字量信號(hào)輸入至所述控制單元； 所述控制單元，用于根據(jù)接收到的所述第一通信單元輸入的所述第二數(shù)字量信號(hào)或所述第二通信單元輸入的所述第三數(shù)字量信號(hào)生成控制信號(hào)，并將所述控制信號(hào)輸入至所述信號(hào)輸出單兀； 所述信號(hào)輸出單元，用于接收所述控制單元輸入的所述控制信號(hào)，根據(jù)所述控制信號(hào)將所述對(duì)外接口單元輸入的第二電源信號(hào)輸入至所述對(duì)外接口單元； 所述對(duì)外接口單元，用于為所述信號(hào)輸出單元輸入所述第二電源信號(hào)，接收所述信號(hào)輸出單元輸入的所述第二電源信號(hào)，并將所述第二電源信號(hào)輸入至受控設(shè)備以啟動(dòng)所述受控設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字量輸出板卡，其特征在于，所述控制單元，還用于接收到所述第一通信單元輸入的所述第二數(shù)字量信號(hào)后，向所述第一通信單元返回響應(yīng)信號(hào)； 所述第一通信單元，還用于將所述響應(yīng)信號(hào)通過(guò)所述背板接口單元發(fā)送至所述網(wǎng)關(guān)； 所述第二通信單元，具體用于當(dāng)所`述網(wǎng)關(guān)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)未接收到所述響應(yīng)信號(hào)時(shí)，接收所述網(wǎng)關(guān)通過(guò)所述背板接口單元輸入的所述第一數(shù)字量信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字量輸出板卡，其特征在于，所述第一通信單元包括:第一保護(hù)電路、濾波電路和第一信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，其中: 所述第一保護(hù)電路，用于將接收到的所述第一數(shù)字量信號(hào)的電壓保持在第一設(shè)定電壓范圍內(nèi)； 所述濾波電路，用于對(duì)所述第一保護(hù)電路輸出的電信號(hào)進(jìn)行濾波處理； 所述第一信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，用于對(duì)所述濾波電路輸出的電信號(hào)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換得到第二數(shù)字量信號(hào)并輸入至所述控制單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字量輸出板卡，其特征在于，所述第二通信單元包括:第二保護(hù)電路和第二信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，其中: 所述第二保護(hù)電路，用于將接收到的所述第一數(shù)字量信號(hào)的電壓保持在第二設(shè)定電壓范圍內(nèi)； 所述第二信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，用于對(duì)所述第二保護(hù)電路輸出的電信號(hào)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換得到第三數(shù)字量信號(hào)并輸入至所述控制單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字量輸出板卡，其特征在于，所述控制單元包括:程序下載電路、電源轉(zhuǎn)換電路、晶振電路和處理模塊，其中: 所述程序下載電路，用于接收用戶輸入的程序，并將所述程序轉(zhuǎn)換成處理信號(hào)輸入至所述處理模塊； 所述電源轉(zhuǎn)換電路，用于對(duì)所述背板接口單元輸入的所述電源信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到工作電源信號(hào)，并將所述工作電源信號(hào)輸入給所述處理模塊和所述程序下載電路； 所述晶振電路，用于產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，并將所述時(shí)鐘信號(hào)輸入給所述處理模塊； 所述處理模塊，用于在所述處理信號(hào)和所述時(shí)鐘信號(hào)的控制下，根據(jù)接收到的所述第二數(shù)字量信號(hào)或所述第三數(shù)字量信號(hào)生成所述控制信號(hào)，并將所述控制信號(hào)輸入至所述信號(hào)輸出單兀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字量輸出板卡，其特征在于，所述控制單元還包括:代碼接收端口 ； 所述背板接口單元，還用于接收所述網(wǎng)關(guān)發(fā)送的第一代碼信息，并將所述第一代碼信息發(fā)送至所述代碼接收端口； 所述第二數(shù)字量信號(hào)或所述第三數(shù)字量信號(hào)中還攜帶第二代碼信息； 所述處理模塊，還用于比較所述第一代碼信息和所述第二代碼信息，若所述第一代碼信息和所述第二代碼信息不相同，則停止接收所述第二數(shù)字量信號(hào)或所述第三數(shù)字量信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)字量輸出板卡，其特征在于，所述信號(hào)輸出單元包括:反相電路和控制電路，其中: 所述反相電路，用于接收所述控制單元輸入的所述控制信號(hào)，對(duì)所述控制信號(hào)進(jìn)行反相處理； 所述控制電路，`用于根據(jù)反相處理后得到的信號(hào)，向所述對(duì)外接口單元輸入所述第二電源信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字量輸出板卡，其特征在于，所述第一通信單元為控制器局域網(wǎng)絡(luò)CANopen總線通信單元，所述第二通信單元為RS485總線通信單元。
【文檔編號(hào)】G05B19/04GK103869714SQ201210555574
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月17日
【發(fā)明者】王永剛, 陳玉飛, 連承華 申請(qǐng)人:中國(guó)北車股份有限公司