CN102564776A - 机车司机显示单元试验系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种机车司机显示单元试验系统，该系统包括主处理单元模拟器、牵引控制单元模拟器、辅助控制单元模拟器、制动控制单元模拟器和司控台模拟器。其中，主处理单元模拟器、牵引控制单元模拟器、辅助控制单元模拟器、制动控制单元模拟器和司控台模拟器通过工厂仪表协议车辆网络相互连接，以模拟机车设备，并将产生的模拟数据封装成数据包后发送至连接于工厂仪表协议车辆网络的待试验的司机显示单元。本发明提供的机车司机显示单元试验系统通过主处理单元模拟器、牵引控制单元模拟器、辅助控制单元模拟器、制动控制单元模拟器和司控台模拟器的设置，模拟机车设备与司机显示单元进行数据交互，实现了司机显示单元的地面试验性。

Description

机车司机显示单元试验系统
技术领域
本发明涉及一种机车设备试验系统结构技术，尤其涉及一种机车司机显示单元试验系统。
背景技术
现代大功率交流传动电力机车的控制系统都是基于网络结构的，世界工厂仪表协议World FIP(World Factory Instrumentation Protocol，简称WorldFIP)网络是其中的一种网络。World FIP网络分为车辆网络和列车网络两级结构，其中车辆网络主要用于单节机车内部设备之间的信息交换。机车内部设备通常包括：司机显示单元、主控制单元、牵引控制单元、辅助控制单元、制动控制单元和司控台。司机显示单元的主要功能是捕捉和采集机车内部其他设备的周期性过程数据、非周期性过程数据和非周期性消息数据，并对这些数据进行存储、解析，再经处理后显示其相关参数，以满足机车的运行监测、故障显示和数据记录等功能要求。
司机显示单元作为机车的重要设备，在出厂前要进行性能测试，若将其应用于机车内进行试验，则存在试验成本过高的问题，同时造成了能源的浪费。
发明内容
本发明提供一种机车司机显示单元试验系统，以实现机车司机显示单元的地面试验。
本发明提供一种机车司机显示单元试验系统，包括：
主处理单元模拟器，用于封装主处理信息数据，形成数据包，并将接收到的数据包解封装，以模拟主处理单元；
牵引控制单元模拟器，用于封装牵引控制信息数据，形成数据包，并将接收到的数据包解封装，以模拟牵引控制单元；
辅助控制单元模拟器，用于封装辅助控制信息数据，形成数据包，并将接收到的数据包解封装，以模拟辅助控制单元；
制动控制单元模拟器，用于处理并封装制动控制信息数据，形成数据包，以模拟制动控制单元；
司控台模拟器，用于处理并封装司控信息数据，形成数据包，以模拟司控台；
其中，所述主处理单元模拟器、所述牵引控制单元模拟器、所述辅助控制单元模拟器、所述制动控制单元模拟器和所述司控台模拟器通过工厂仪表协议车辆网络相互连接，以模拟机车设备，并将产生的模拟数据封装成数据包后发送至连接于所述工厂仪表协议车辆网络的待试验的司机显示单元。
如上所述的机车司机显示单元试验系统，还包括：
网络分析仪，捕捉所述工厂仪表协议车辆网络中的数据包，以监测所述网络的通讯状况。
如上所述的机车司机显示单元试验系统，其中所述主处理单元模拟器、所述牵引控制单元模拟器和所述辅助控制单元模拟器分别包括工控机和采集卡，所述采集卡插设在所述工控机中，所述工控机用于处理存储和处理数据，所述采集卡用于对所述工控机处理后的数据进行封装，形成数据包，并对接收到的数据包进行解封装，并提供给所述工控机处理；
所述制动控制单元模拟器和所述司控台模拟器分别包括中央处理器和主板卡，所述中央处理器插设在所述主板卡上。
如上所述的机车司机显示单元试验系统，其中，
所述采集卡的物理介质符合物理层标准UTE C64-604；
所述采集卡的介质为冗余模式；
所述采集卡的通信速率为1Mbit/s；
所述采集卡具有256kB本地内存。
如上所述的机车司机显示单元试验系统，其中，所述中央处理器包括：RAM、图形输出模块、音频模块和以太网接口。
如上所述的机车司机显示单元试验系统，其中，所述主板卡包括：以太网接口、RS-232串口、逻辑电平数字输入输出接口、压电扬声器和中央处理器插槽，其中，所述中央处理器插槽用于插设所述中央处理器。
由上述技术方案可知，本发明提供的机车司机显示单元试验系统，通过主处理单元模拟器、牵引控制单元模拟器、辅助控制单元模拟器、制动控制单元模拟器和司控台模拟器的设置，模拟机车设备，以对机车司机显示单元进行测试，无需将机车司机显示单元在机车内进行安装，实现了机车司机显示单元的地面试验，节约了试验成本。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的机车司机显示单元试验系统结构示意图；
图2为本发明实施例二的采集卡的结构示意图；
图3为本发明实施例二的司机显示单元的结构示意图；
图4为本发明实施例二提供的司机显示单元试验系统工作流程图。
附图标记：
101-主处理单元模拟器；        102-牵引控制单元模拟器；
103-辅助控制单元模拟器；      104-制动控制单元模拟器；
105-司控台模拟器；            106-网络分析仪。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在附图或说明书中，相似或相同的元件皆使用相同的附图标记。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的机车司机显示单元试验系统结构示意图，如图1所示，该机车司机显示单元试验系统包括：主处理单元模拟器101、牵引控制单元模拟器102、辅助控制单元模拟器103、制动控制单元模拟器104和司控台模拟器105。主处理单元模拟器101用于封装主处理信息数据，形成数据包，并将接收到的数据包解封装，以模拟主处理单元。牵引控制单元模拟器102用于封装牵引控制信息数据，形成数据包，并将接收到的数据包解封装，以模拟牵引控制单元。辅助控制单元模拟器103用于封装辅助控制信息数据，形成数据包，并将接收到的数据包解封装，以模拟辅助控制单元。制动控制单元模拟器104用于处理并封装制动控制信息数据，形成数据包，以模拟制动控制单元。司控台模拟器105用于处理并封装司控信息数据，形成数据包，以模拟司控台。其中，主处理单元模拟器101、牵引控制单元模拟器102、辅助控制单元模拟器103、制动控制单元模拟器104和司控台模拟器105通过工厂仪表协议车辆网络(以下简称车辆网络)相互连接，以模拟机车设备，并将产生的模拟数据封装成数据包后发送至连接于车辆网络的待试验的司机显示单元。各模拟器所产生数据主要模拟机车设备的运动数据和故障数据，并由主处理单元模拟器进行总线管理，待试验的司机显示单元通过消费者端口定义和消息数据通信机制定义接收来自车辆网络的各种数据信息，并进行处理、解析和显示。
本发明提供的机车司机显示单元试验系统，通过设置连接于车辆网络的主处理单元模拟器101、牵引控制单元模拟器102、辅助控制单元模拟器103、制动控制单元模拟器104和司控台模拟器105，以分别模拟机车的主处理单元、牵引控制单元、辅助控制单元、制动控制单元和司控台，产生模拟数据发送至待试验的司机显示单元，以供待试验的司机显示单元处理、解析和显示，为司机显示单元的地面开发和调试提供一个试验环境，实现了机车司机显示单元的地面试验。
在本实施例中，机车司机显示单元试验系统还可以包括网络分析仪106，网络分析仪106捕捉车辆网络中的数据包，以监测网络的通讯状况。网络分析仪106具体为基于WORLD FIP网络协议的设备，具有对车辆网络中的数据包进行截获、分析和实时内容显示的功能，通过车辆网络中的支干接头连接到需要截获数据包的设备中，可实时显示出不同状态下的数据流信息，并有阶段性保存数据的功能。通过对获取的数据流进行分析，可掌握需要实验的设备的通讯情况，并能够监测待试验的司机显示单元的运行状况，提高了试验的准确性。
实施例二
本实施例提供的机车司机显示单元试验系统是以实施例一为基础的，主处理单元模拟器、牵引控制单元模拟器和辅助控制单元模拟器可以分别包括工控机和采集卡，采集卡插设在工控机中，工控机用于处理存储和处理数据，采集卡用于对工控机处理后的数据进行封装，形成数据包，并对接收到的数据包进行解封装，并提供给工控机处理。制动控制单元模拟器和司控台模拟器分别包括中央处理器和主板卡，中央处理器插设在主板卡上。工控机性能稳定，可以适应机车运动环境的要求，提高了模拟结果的准确性，也可以根据试验需要采用个人计算机，不以本实施例为限。本实施例提供的机车司机显示单元试验系统，通过工控机插设采集卡分别模拟主处理单元、牵引控制单元和辅助控制单元，产生运行数据和故障数据，可以实现数据的交互和处理，通过主板卡插设中央处理器分别模拟制动控制单元和司控台，产生制动数据和控制数据，供司机显示单元解析、处理和显示，以对其进行试验，系统结构简单，容易实现和推广。
图2为本发明实施例二的采集卡的结构示意图，如图2所示，在本实施例中，采集卡具体规格可以为：具有介质冗余管理器，且物理介质符合物理层标准UTE C64-604，介质为冗余模式，通信速率为1Mbit/s，具有256kB本地内存。采集卡通过PCI接口与工控机进行数据的交互，通过第一通道或第二通道与车辆网络进行通信，接收其他设备发送的数据包，进行解封装处理后得到设备数据，经过处理后再封装成数据包后，通过第一通道或第二通道发送至连接在车辆网络上的待试验的司机显示单元。采集卡具体可以采用采集卡CC139或采集卡CC120，但并不以此为限。
在本实施例中，中央处理器具体可以包括RAM、图形输出模块、音频模块和以太网接口。主板卡具体可以包括以太网接口、RS-232串口、逻辑电平数字输入输出接口、压电扬声器和中央处理器插槽，其中，中央处理器插槽用于插设中央处理器。优选地，中央处理器可以采用ETX-N270-1600，主板卡可以采用PLUTO PLT-N270-1G。
中央处理器的参数指标具体可以为：
RAM：200脚SO-DIMM插座；最大可支持2GB DDR2 SDRAM；
图形输出：含有VGA CRT接口；含有LCD的LVDS接口，提供LCD背景光控制信号；含有TV输出；含有SDVO接口(直接与ETX模块相连)；
音频：AC’97CODEC声卡，麦克风输入，线路输入/输出信号；
1个IDE接口：支持两个设备(主/从)；可设置成PIO或UDMA模式；
2个SATA(Serial ATA)接口：每个接口支持一个设备，直接与ETXCOM模块相连；
软驱和并口：共享；
以太网接口：1个T型端口的10/100网络接口；
2个串口：1个RS-232/422/485共用接口；1个单独RS-232接口；
键盘和鼠标：PS/2端口；也可采用USB接口；
4个USB 2.0接口；
其它：SMbus，I2C，IrDA红外线串口；PC扬声器接口；看门狗定时器；
双系统扩展总线：16-bit ISA总线和32-bit PCI总线。
主板卡的参数指标具体可以为：
附加的以太网接口：10/100Base-T port(Intel 82551)；
2个附加的RS-232串口；
数字I/O：8个逻辑电平数字输入输出；
板上带有压电PC扬声器；
ATX电源输入和系统控制；
板上带有RTC备用电池；具有外部电池接口；
底部带有ETX COM插槽；符合ETX v3.0规范；
提供系统全部I/O接口；
板上带有CompactFlash插槽；与IDE主或从匹配；
板上带有PC/104-Plus插槽；支持ISA和PCI扩展总线；
工作温度：-40～+85℃；
外形封装：ETX footprint(4.5x 3.7英寸)。
图3为本发明实施例二的司机显示单元的结构示意图，图4为本发明实施例二提供的司机显示单元试验系统工作流程图，如图3和图4所示，司机显示单元具体采用QNX操作系统对操作系统源码FDM的动态数据库进行周期或非周期的访问，当API向动态链接库发送请求，动态链接库通过在QNX系统下调用FDM源码函数，并根据地址找到寄存器上对应的位置。
本发明提供的机车司机显示单元试验系统，通过主处理单元模拟器、牵引控制单元模拟器、辅助控制单元模拟器、制动控制单元模拟器和司控台模拟器的设置，实现了机车设备的地面数据模拟，以此进行司机显示单元的地面试验，降低了司机显示单元的试验成本。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种机车司机显示单元试验系统，其特征在于，包括：
主处理单元模拟器，用于封装主处理信息数据，形成数据包，并将接收到的数据包解封装，以模拟主处理单元；
牵引控制单元模拟器，用于封装牵引控制信息数据，形成数据包，并将接收到的数据包解封装，以模拟牵引控制单元；
辅助控制单元模拟器，用于封装辅助控制信息数据，形成数据包，并将接收到的数据包解封装，以模拟辅助控制单元；
制动控制单元模拟器，用于处理并封装制动控制信息数据，形成数据包，以模拟制动控制单元；
司控台模拟器，用于处理并封装司控信息数据，形成数据包，以模拟司控台；
其中，所述主处理单元模拟器、所述牵引控制单元模拟器、所述辅助控制单元模拟器、所述制动控制单元模拟器和所述司控台模拟器通过工厂仪表协议车辆网络相互连接，以模拟机车设备，并将产生的模拟数据封装成数据包后发送至连接于所述工厂仪表协议车辆网络的待试验的司机显示单元。
2.根据权利要求1所述的机车司机显示单元试验系统，其特征在于，还包括：
网络分析仪，捕捉所述工厂仪表协议车辆网络中的数据包，以监测所述网络的通讯状况。
3.根据权利要求1所述的机车司机显示单元试验系统，其特征在于：所述主处理单元模拟器、所述牵引控制单元模拟器和所述辅助控制单元模拟器分别包括工控机和采集卡，所述采集卡插设在所述工控机中，所述工控机用于处理存储和处理数据，所述采集卡用于对所述工控机处理后的数据进行封装，形成数据包，并对接收到的数据包进行解封装，并提供给所述工控机处理；
所述制动控制单元模拟器和所述司控台模拟器分别包括中央处理器和主板卡，所述中央处理器插设在所述主板卡上。
4.根据权利要求3所述的机车司机显示单元试验系统，其特征在于：
所述采集卡的物理介质符合物理层标准UTE C64-604；
所述采集卡的介质为冗余模式；
所述采集卡的通信速率为1Mbit/s；
所述采集卡具有256kB本地内存。
5.根据权利要求3所述的机车司机显示单元试验系统，其特征在于，所述中央处理器包括：RAM、图形输出模块、音频模块和以太网接口。
6.根据权利要求3所述的机车司机显示单元试验系统，其特征在于，所述主板卡包括：以太网接口、RS-232串口、逻辑电平数字输入输出接口、压电扬声器和中央处理器插槽，其中，所述中央处理器插槽用于插设所述中央处理器。
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