一種車載atc監(jiān)測記錄儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種車載ATC監(jiān)測記錄儀，包括殼體，以及設(shè)于殼體內(nèi)的核心處理器、電源管理單元、無線通信器、實時時鐘電路和存儲單元，所述殼體上設(shè)有外接USB接口、電源接口、ATO設(shè)備接口、主機ATP設(shè)備接口和備機ATP設(shè)備接口，所述核心處理器分別連接電源管理單元、無線通信器、實時時鐘電路、存儲單元和外接USB接口，ATO設(shè)備接口、主機ATP設(shè)備接口和備機ATP設(shè)備接口分別通過一光耦隔離電路連接核心處理器，所述電源管理單元連接電源接口。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型將獲取的ATO設(shè)備、ATP設(shè)備數(shù)據(jù)與對應(yīng)的時間戳保存后，可通過無線方式或外接USB接口隨時讀取存儲在存儲單元內(nèi)的數(shù)據(jù)，操作便捷，實用性強。
【專利說明】
一種車載ATC監(jiān)測記錄儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種監(jiān)測記錄儀，尤其是涉及一種車載ATC監(jiān)測記錄儀。
【背景技術(shù)】
[0002]列車自動控制(ATC—Automatic Train Control)系統(tǒng)包括三個子系統(tǒng):列車自動防護(ATP--Automatic Train Protect1n)、列車自動運行(ΑΤΟ--Automatic TrainOperat1n)、列車自動監(jiān)控(ATS—Automatic Train Supervis1n)。在地鐵的日常維護中，有一項是必不可少的工作，那就是數(shù)據(jù)的監(jiān)控。數(shù)據(jù)監(jiān)控可用于維護人員查看設(shè)備運營時的狀態(tài)，還可回看故障發(fā)生時的情況。目前維護人員需要攜帶筆記本電腦通過通信線連接來讀取實時數(shù)據(jù)。在長時間讀取數(shù)據(jù)期間，受限于筆記本電腦需要維護人員值守，維護人員長時間不能離開駕駛室的使用環(huán)境，很不方便。迫切需要一種記錄設(shè)備來替代筆記本電腦，完成讀取數(shù)據(jù)的功能。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實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車載ATC監(jiān)測記錄儀，將獲取的ATO設(shè)備、ATP設(shè)備數(shù)據(jù)與對應(yīng)的時間戳保存后，可通過無線方式或外接USB接口隨時讀取、反復(fù)讀取存儲在存儲單元內(nèi)的數(shù)據(jù)，操作便捷，實用性強。
[0004]本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0005]—種車載ATC監(jiān)測記錄儀包括殼體，以及設(shè)于殼體內(nèi)的核心處理器、電源管理單元、無線通信器、實時時鐘電路和存儲單元，所述殼體上設(shè)有外接USB接口、電源接口、ΑΤ0設(shè)備接口、主機ATP設(shè)備接口和備機ATP設(shè)備接口，所述核心處理器分別連接電源管理單元、無線通信器、實時時鐘電路、存儲單元和外接USB接口，ATO設(shè)備接口、主機ATP設(shè)備接口和備機ATP設(shè)備接口分別通過一光耦隔離電路連接核心處理器，所述電源管理單元連接電源接口。
[0006]所述存儲單元包括用于存儲核心處理器接收數(shù)據(jù)的FLASH存儲器和用于存儲FLASH存儲器使用信息的鐵電存儲器。
[0007]所述電源管理單元包括分別連接核心處理器的電源電壓轉(zhuǎn)換電路和電源電壓監(jiān)測電路，所述電源電壓轉(zhuǎn)換電路和電源電壓監(jiān)測電路分別連接電源接口。
[0008]所述電源接口連接地鐵列車電源。
[0009]所述殼體上還設(shè)有用于調(diào)整向外傳輸數(shù)據(jù)量的撥碼選擇開關(guān)，所述撥碼選擇開關(guān)連接核心處理器。
[0010]所述電源管理單元連接有超級電容。
[0011]所述實時時鐘電路采用DS3231芯片。
[0012]所述ATO設(shè)備接口、主機ATP設(shè)備接口和備機ATP設(shè)備接口均為RS232接口。
[0013]所述無線通信器為4G網(wǎng)絡(luò)通信器。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0015]I)本實用新型將采集到的每一幀數(shù)據(jù)與對應(yīng)采集時間的時間戳存儲，存儲的數(shù)據(jù)可隨時讀取，反復(fù)讀取，且保存在FLASH存儲器中的數(shù)據(jù)不能被外部修改、刪除或格式化，數(shù)據(jù)安全性好，實用性強。
[0016]2)本實用新型可利用4G網(wǎng)絡(luò)以無線方式發(fā)送記錄數(shù)據(jù)，也可通過外接USB接口下載數(shù)據(jù)，操作便捷。
[0017]3)本實用新型采用實時時鐘電路為數(shù)據(jù)記錄提供ATC設(shè)備(包括ATO設(shè)備和ATP設(shè)備)串口隨時輸出數(shù)據(jù)的時間，采用的DS3231芯片保證每條存儲的數(shù)據(jù)信息都含有準確時間信息，便于后續(xù)的數(shù)據(jù)分析。
[0018]4)本實用新型中ATO設(shè)備接口、主機ATP設(shè)備接口和備機ATP設(shè)備接口均采取隔離設(shè)計，使得車載ATC監(jiān)測記錄儀的任何電路故障都不影響車載ATC的正常工作。
[0019]5)本實用新型設(shè)計撥碼選擇開關(guān)，可方便調(diào)整向外傳輸數(shù)據(jù)量，便于操作人員根據(jù)需要下載天數(shù)選擇輸出，節(jié)約下載時間。
[0020]6)本實用新型的電源管理單元由地鐵列車電源進行供電，通過電源電壓轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換，通過電源電壓監(jiān)測電路對列車供電電壓進行監(jiān)測，當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定電壓時，切換至超級電容供電，以及時保存重要數(shù)據(jù)，防止斷電后數(shù)據(jù)丟失，同時又記錄IlOV電源上電、掉電時間。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本實用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:1、殼體，2、核心處理器，3、電源管理單元，4、無線通信器，5、實時時鐘電路，
6、存儲單元，7、外接USB接口，8、電源接口，9、AT0設(shè)備接口，10、主機ATP設(shè)備接口，11、備機ATP設(shè)備接口，12、光耦隔離電路，13、FLASH存儲器，14、鐵電存儲器，15、電源電壓轉(zhuǎn)換電路，16、電源電壓監(jiān)測電路，17、地鐵列車電源，18、撥碼選擇開關(guān)，19、超級電容，20、4G數(shù)字移動通信網(wǎng)絡(luò)，21、U盤，22、數(shù)據(jù)接收終端，23、ATO設(shè)備，24、ATP設(shè)備。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。本實施例以本實用新型技術(shù)方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。
[0024]如圖1所示，一種固定在ATC設(shè)備機架內(nèi)的車載ATC監(jiān)測記錄儀，包括殼體I以及設(shè)于殼體I內(nèi)的核心處理器2、電源管理單元3、無線通信器4、實時時鐘電路5和存儲單元6，殼體I上設(shè)有外接USB接口 7、電源接口 8、超級電容19、ATO設(shè)備接口 9、主機ATP設(shè)備接口 10和備機ATP設(shè)備接口 11，核心處理器2分別連接電源管理單元3、無線通信器4、實時時鐘電路5、存儲單元6和外接USB接口 7，ATO設(shè)備接口 9、主機ATP設(shè)備接口 1和備機ATP設(shè)備接口 11分別通過一光耦隔離電路12連接核心處理器2，電源管理單元3連接電源接口 8，電源接口 8連接地鐵列車電源17，超級電容19連接電源管理單元3。
[0025]ATO設(shè)備接口 9、主機ATP設(shè)備接口 10和備機ATP設(shè)備接口 11均為RS232接口，RS232接口為全雙工方式的接口，全雙工方式在發(fā)送設(shè)備的發(fā)送方和接收設(shè)備的接收方之間采取點到點的連接，可以得到更高的數(shù)據(jù)傳輸速度。核心處理器2通過三路的RS232接口實現(xiàn)與ATC設(shè)備的運行數(shù)據(jù)傳輸，一路用于接收ATP設(shè)備24的主機運行數(shù)據(jù)，一路用于接收ATP設(shè)備24的備機運行數(shù)據(jù)，一路用于接收ATO設(shè)備23的運行數(shù)據(jù)，且每路上均由光耦隔離電路12實現(xiàn)與ATC設(shè)備的光耦隔離，減少通信干擾，光耦隔離電路12包括相連接的光耦合器和RS232收發(fā)器，光耦合器連接核心處理器2的采集接口，RS232收發(fā)器連接對應(yīng)的RS232接口，且光耦隔離電路12由電源管理單元3供電。
[0026]存儲單元6包括用于存儲核心處理器2接收數(shù)據(jù)的大容量FLASH存儲器13和用于存儲FLASH存儲器13使用信息的鐵電存儲器14。大容量FLASH存儲器13采用Nand-f Iash存儲器，用于存儲所有串口接收數(shù)據(jù);鐵電存儲器14用于存儲FLASH存儲器13的使用信息、暫存部分數(shù)據(jù)。FLASH存儲器13中的數(shù)據(jù)不可被外部刪除、修改或格式化，。
[0027]當(dāng)用戶在外接USB接口 7插入U盤21時，核心處理器2通過外接USB接口 7將FLASH存儲器13中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到外部U盤21中。核心處理器2與U盤21通信采用主機方式，滿足USB2.0規(guī)范。同時殼體I上還設(shè)有連接核心處理器2的撥碼選擇開關(guān)18，撥碼選擇開關(guān)18可選擇向外傳輸數(shù)據(jù)量大小，核心處理器2往U盤21導(dǎo)出數(shù)據(jù)時以FAT32文件格式建立數(shù)據(jù)文件。
[0028]無線通信器4可采用4G網(wǎng)絡(luò)通信器。當(dāng)用戶需要以無線方式接收數(shù)據(jù)時，核心處理器2通過4G網(wǎng)絡(luò)通信器連接4G數(shù)字移動通信網(wǎng)絡(luò)20，最終將發(fā)送數(shù)據(jù)到指定的數(shù)據(jù)接收終端22。其中，核心處理器2依次通過內(nèi)置USB接口、USB轉(zhuǎn)4G處理器連接4G網(wǎng)絡(luò)通信器，來實現(xiàn)核心處理器2到4G網(wǎng)絡(luò)通信器的數(shù)據(jù)傳輸。
[0029]實時時鐘電路5用于為數(shù)據(jù)記錄提供ATC設(shè)備串口隨時輸出數(shù)據(jù)的時間，可采用DS3231芯片，核心處理器2通過I2C總線控制、讀取實時時鐘電路5的時鐘數(shù)據(jù)，用以保證每條存儲的數(shù)據(jù)信息都含有準確時間信息，便于后續(xù)的數(shù)據(jù)處理分析。
[0030]電源管理單元3包括分別連接核心處理器2的電源電壓轉(zhuǎn)換電路15和電源電壓監(jiān)測電路16，電源電壓轉(zhuǎn)換電路15和電源電壓監(jiān)測電路16分別連接電源接口8。其中，電源電壓轉(zhuǎn)換電路15用于將鐵路列車上提供的+IlOV電源通過DC-DC轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為+5V，然后+5V再轉(zhuǎn)換為+3.3V供核心處理器2使用，同時+5V輸出又作為另一個DC-DC轉(zhuǎn)換電路輸入，產(chǎn)生另外一組+5V，為三路的光電隔離電路以及RS232接口的串口電路供電。電源電壓監(jiān)測電路16包括相連接的電壓采集器和電壓比較器，所述電壓采集器連接電源接口 8，所述電壓比較器連接核心處理器2，電壓采集器監(jiān)測鐵路列車供電電壓，電壓比較器將采集的電壓與設(shè)定的最低電壓值進行比較，并將比較結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給核心處理器2，核心處理器2—旦監(jiān)測到供電電壓低于設(shè)定的70V，則產(chǎn)生中斷來監(jiān)測+IlOV電源的掉電，一旦+IlOV掉電，則利用連接電源電壓轉(zhuǎn)換電路15的超級電容維持+3.3V幾秒的時間，供核心處理器2存儲需保存的信息。
[0031]工作原理:
[0032]車載ATC監(jiān)測記錄儀上電時，給車載ATC設(shè)備發(fā)命令要求記錄數(shù)據(jù)，車載ATC設(shè)備同意后數(shù)據(jù)輸出，車載ATC監(jiān)測記錄儀開始實時記錄車載ATC設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存儲在FLASH存儲器13中。當(dāng)維護人員需要回看設(shè)備運營狀態(tài)或故障發(fā)生時的情況時，可插上U盤21下載數(shù)據(jù)，或?qū)④囕dATC監(jiān)測記錄儀的存儲數(shù)據(jù)通過公網(wǎng)無線傳輸下載到指定的數(shù)據(jù)接收終端22，下載到的數(shù)據(jù)再由PC機中專用解析軟件解析出列車運行狀態(tài)，供維護人員分析使用。
【主權(quán)項】
1.一種車載ATC監(jiān)測記錄儀，包括殼體(I)，其特征在于，還包括設(shè)于殼體(I)內(nèi)的核心處理器(2)、電源管理單元(3)、無線通信器(4)、實時時鐘電路(5)和存儲單元(6)，所述殼體(I)上設(shè)有外接USB接口(7)、電源接口(8)、ATO設(shè)備接口(9)、主機ATP設(shè)備接口(10)和備機ATP設(shè)備接口(11)，所述核心處理器(2)分別連接電源管理單元(3)、無線通信器(4)、實時時鐘電路(5)、存儲單元(6)和外接USB接口( 7)，所述ATO設(shè)備接口(9)、主機ATP設(shè)備接口(10)和備機ATP設(shè)備接口(11)分別通過一光耦隔離電路(12)連接核心處理器(2)，所述電源管理單元(3)連接電源接口(8)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載ATC監(jiān)測記錄儀，其特征在于，所述存儲單元(6)包括用于存儲核心處理器(2)接收數(shù)據(jù)的FLASH存儲器(13)和用于存儲FLASH存儲器(13)使用信息的鐵電存儲器(14)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載ATC監(jiān)測記錄儀，其特征在于，所述電源管理單元(3)包括分別連接核心處理器(2)的電源電壓轉(zhuǎn)換電路(15)和電源電壓監(jiān)測電路(16)，所述電源電壓轉(zhuǎn)換電路(15)和電源電壓監(jiān)測電路(16)分別連接電源接口(8)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載ATC監(jiān)測記錄儀，其特征在于，所述電源接口(8)連接地鐵列車電源(17)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載ATC監(jiān)測記錄儀，其特征在于，所述殼體(I)上還設(shè)有用于調(diào)整向外傳輸數(shù)據(jù)量的撥碼選擇開關(guān)(18)，所述撥碼選擇開關(guān)(18)連接核心處理器⑵。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載ATC監(jiān)測記錄儀，其特征在于，所述電源管理單元(3)連接有超級電容(19)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載ATC監(jiān)測記錄儀，其特征在于，所述實時時鐘電路(5)采用DS3231芯片。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載ATC監(jiān)測記錄儀，其特征在于，所述ATO設(shè)備接口(9)、主機ATP設(shè)備接口( 10)和備機ATP設(shè)備接口( 11)均為RS232接口。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載ATC監(jiān)測記錄儀，其特征在于，所述無線通信器(4)為4G網(wǎng)絡(luò)通信器。
【文檔編號】G07C5/08GK205582028SQ201620305420
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月13日
【發(fā)明人】周業(yè), 楊臻, 代萌, 杜運峰, 郭曉旭, 裴標, 李長遠, 韓濤
【申請人】上海鐵路通信有限公司