CN103092180B - 一种机车制动数据同步转储方法及数据转储器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电力机车制动数据转储方法及数据转储器，数据转储器通过USB接口从机车BCU接收当前的制动数据，接收完成后将数据加密，并添加当前的实时时间戳进行存储，上位机根据该实时时间戳和BCU的系统时间计算出BCU存储数据时的实时时间，作为后期统计与分析的时间依据，电源模块，GPS模块，标准USB接口，ARM芯片，显示屏模块，工作状态指示灯及电源管理模块。本发明硬件电路具有简单合理地优点，适用范围广，成本低。

Description

一种机车制动数据同步转储方法及数据转储器
技术领域
本发明属于机车制动技术领域，具体涉及一种机车制动数据转储方法及数据转储器，用于对机车制动控制单元（以下简称BCU）中存储的制动数据进行同步转储，以便用于进一步数据分析。
背景技术
重载组合电力机车由于其编组长度较长，牵引质量较大，导致其制动距离变长，需要实时记录列车运行整个过程中的制动数据，便于后期的数据分析处理。电力机车制动数据存储在电力机车制动控制单元BCU内，BCU一般定时采集电力机车制动数据进行存储，以便后期分析。
后期数据分离处理的关键点是数据的可靠性，和实时性，而由于不同BCU的系统时间存在差异，在电力机车制动BCU存储制动数据时，不同的BCU(记录的时间)系统时间不一样，例如，电力机车制动需要存储制动数据时，一号BUC的系统时间是8:05，而二号BCU的系统时间是8:10，导致后期数据处理无法保证制动数据的时间同步性，进一步导致数据分析结果不准确。
数据转储器用于对制动控制单元BCU中所存储的数据进行加密处理，并转移到后台处理器进行分析。
由于各BCU系统时间不一致，因此有必要在数据转储的时候对BCU内的数据做一些处理，使之在后期分析的时候可以同步。
发明内容
针对现有电力机车不同BCU系统时间不一致导致制动数据不同步、进一步导致后期数据分析结果不准确的问题，本发明提供一种电力机车制动数据同步转储方法及装置，在数据转储的过程中对数据进行校时和加密处理，使制动数据同步。
一种电力机车制动数据同步转储方法，数据转储器通过USB接口从机车BCU接收当前的制动数据，接收完成后将数据加密，并添加当前的实时时间戳进行存储，上位机将数据解密后根据该实时时间戳和BCU的系统时间计算出BCU存储数据时的实时时间，作为后期统计与分析的时间依据。
进一步地，所述实时时间戳为GPS实时时间戳，通过GPS卫星获取实时时间。
进一步地，根据GPS时间戳计算BCU数据存储的GPS实时时间的过程为：BCU存储制动数据时BUC系统时间为时间A，通过数据转储器提取BCU制动数据时BUC系统时间为时间B，数据转储器提取BCU制动数据时数据转储器GPS实时时间为时间C，则BCU存储数据时的GPS实时时间D为：D = | A – (|B-C|) |。
用于实现上述数据同步转储方法的数据转储器，包括：
电源模块，用于提供数据转储器的工作电源；
GPS模块，用于提供GPS实时时间；
标准USB接口，用于连接BCU接收当前制动数据，为数据转储提供数据接口，并完成数据的加密工作；
ARM芯片，用于获取GPS时间戳并加入BCU数据包，再将带有时间戳的BCU数据包进行存储，同时进行其他信号的运算及处理，保证整个数据转储器正常工作。
进一步地，所述电源模块、GPS模块及标准USB接口均连接所述ARM芯片。
进一步地，还包括大容量数据存储模块，所述大容量数据存储模块连接所述ARM芯片。
进一步地，还包括显示屏模块及工作状态指示灯，所述显示屏模块和工作状态指示灯连接ARM芯片，所述显示屏模块用于显示GPS实时时间，所述工作状态指示灯用于显示数据转储器的工作状态。
进一步的，还包括电源管理模块，所述电源管理模块连接所述ARM芯片，用于对电源模块进行管理，支持整个数据转储器的待机睡眠、唤醒、开机、关机管理。
本发明的有益效果在于：1）本发明转储方法，在BCU数据包内加入实时时间戳，该实时时间戳相对所有的BCU来讲都是不会变化的参照值，这样在后期数据处理及分析的时候，所有的BCU数据都可以参照该参照值而进行计算得到准确的BCU存储数据的实时时间，解决了因BCU系统时间不同步而导致数据分析不准确的技术问题；2）本发明方法采用GPS时间作为实时时间，GPS时间具有获取容易、精确性高、信号覆盖面广的特点，只要有卫星信号的地方都可以接收到该GPS时间，大大提高了本发明的使用范围；3）本发明数据转储器结构简单合理，利用GPS模块提供GPS卫星实时时间，再通过由ARM芯片构成的微处理器在BCU的数据包内加入GPS实施时间戳，由GPS实施时间戳提供后期数据统计与分析的同步依据，利用平常常用的电路模块即可解决技术问题达到良好的技术效果；4）数据转储器采用标准USB接口，即插即用，并且自带电源，且有工作状态指示灯，功能全面，完全满足数据转出的需要。5）数据转储器在进行数据校时的同时，对数据经行加密。数据只能通过指定的软件才能读取出来。保证了转储数据的保密性。
附图说明
图1是本发明所述数据转储器实施例的硬件电路模块图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式来进一步阐述本发明。
由于每台BCU的系统时间存在差异，导致后期数据处理时无法准确定位制动数据的实时时间，所以需要对每台BCU输出的数据进行GPS统一校时，本发明的目的就是提供一种电力机车制动数据同步转储方法及装置，为重载组合列车的制动数据提供了一个重要的时间同步依据，本发明具体实施方式如下：
一种电力机车制动数据同步转储方法，数据转储器通过USB接口从机车BCU接收当前的制动数据，接收完成后将数据加密，并添加当前的实时时间戳进行存储，上位机将数据解密后根据该实时时间戳和BCU的系统时间计算出BCU存储数据时的实时时间，作为后期统计与分析的时间依据。
作为本发明的进一步实施方式，所述实时时间戳为GPS实时时间戳，通过GPS卫星获取实时时间，采用GPS实时时间的优点是GPS时间比较精准且容易获取，有卫星信号的地方就可以收到GPS时间信息，应用范围广。
作为本发明的进一步实施方式，根据GPS时间戳计算BCU数据存储的GPS实时时间的过程为：BCU存储制动数据时BUC系统时间为时间A，通过数据转储器提取BCU制动数据时BUC系统时间为时间B，数据转储器提取BCU制动数据时数据转储器GPS实时时间为时间C，则BCU存储数据时的GPS实时时间D为：D = | A – (|B-C|) |。
例如：
BCU存储的时间为2012年06月10号16时59分00秒(时间A)；
通过转储器提取该BCU内部时BCU的系统时间为2012年06月20号09时05分00秒(时间B)；
此时转储器同时记录的GPS实时时间为2012年06月20日09时12分00秒(时间C)；
由此可以推算出该制动数据在转储时的GPS实时时间为2012年06月10日16时52分00秒 (时间D) 。
其计算公式为 D = | A – (|B-C|) |，不同的BCU存数制动数据的具体情况如表1所示：
表1
表1中，12-06-10-16-59-00表示2012年06月10日16时59分00秒，以此类推。
用于实现上述数据同步转储方法的数据转储器，包括：
电源模块，用于提供数据转储器的工作电源；
GPS模块，用于提供GPS实时时间；
标准USB接口，用于连接BCU接收当前制动数据，为数据转储提供数据接口，并完成数据的加密工作；
ARM芯片，用于获取GPS时间戳并加入BCU数据包，再将带有时间戳的BCU数据包进行存储，同时进行其他信号的运算及处理，保证整个数据转储器正常工作。
作为本发明的进一步实施方式，所述电源模块、GPS模块及标准USB接口均连接所述ARM芯片。
作为本发明的进一步实施方式，还包括大容量数据存储模块，所述大容量数据存储模块连接所述ARM芯片，用于存储经过加密、加实时时间戳处理后的制动数据，有时候数据转储器接收了数据之后并不能立即传给上位机，因此需要一个大容量的数据存储模块，用来存储数据。
作为本发明的进一步实施方式，还包括显示屏模块及工作状态指示灯，所述显示屏模块和工作状态指示灯连接ARM芯片，所述显示屏模块用于显示GPS实时时间，所述工作状态指示灯用于显示数据转储器的工作状态。
作为本发明的进一步实施方式，还包括电源管理模块，所述电源管理模块连接所述ARM芯片，用于对电源模块进行管理，支持整个数据转储器的待机睡眠、唤醒、开机、关机管理。
实施例
如图1所示，一种电力机车制动数据同步转储用数据转储器，包括辅助电源模块1，GPS模块2，mini USB接口3，533M ARM芯片4，电阻式液晶显示屏模块5，工作状态运行指示灯6及电源管理模块7，所述电源模块1、GPS模块2、标准USB接口3、显示屏模块5、工作状态指示灯6及电源管理模块7、USB数据接收加密模块8、SD卡大容量存储器9，均连接所述ARM芯片4，本发明的工作原理为：通过mini USB接口3从机车BCU中接受当前制动数据，接收完成后，ARM芯片4在接收完成的数据包并通过USB加密模块进行加密，在数据内部加入由GPS模块2提供的GPS实施时间戳并存储，之后转移给上位机进行统计和分析；电源模块用于给整个数据转储器提供电源，电源管理模块可以支持整个数据转储器的待机睡眠、唤醒、开机、关机管理，显示屏模块用于显示GPS实时时间，工作状态运行指示灯用于提示数据转储器的工作状态。
上述实施方式和实施例仅为本发明的优选实施例，本领域普通技术人员在不脱离本发明实质和技术启示下所做的变形和润饰，均应视为在本发明的保护范围之内，本发明的保护范围视其权利要求书而定。

Claims (5)

1.一种电力机车制动数据同步转储方法，其特征在于，数据转储器通过USB接口从机车BCU接收当前的制动数据，接收完成后将数据加密，并添加当前的实时时间戳进行存储，上位机将数据解密后根据该实时时间戳和BCU的系统时间计算出BCU存储数据时的实时时间，作为后期统计与分析的时间依据，所述实时时间戳为GPS实时时间戳，通过GPS卫星获取实时时间，根据GPS时间戳计算BCU数据存储的GPS实时时间的过程为：BCU存储制动数据时BCU系统时间为时间A，通过数据转储器提取BCU制动数据时BCU系统时间为时间B，数据转储器提取BCU制动数据时数据转储器GPS实时时间为时间C，则BCU存储数据时的GPS实时时间D为：D = | A – (|B-C|) |。
2.用于实现权利要求1所述数据同步转储方法的一种电力机车制动数据同步转储数据转储器，其特征在于，包括：
电源模块，用于提供数据转储器的工作电源；
GPS模块，用于提供GPS实时时间；
标准USB接口，用于连接BCU接收当前制动数据，为数据转储提供数据接口，并完成数据的加密工作；
ARM芯片，用于获取GPS时间戳并加入BCU数据包，再将带有时间戳的BCU数据包进行存储，同时进行其他信号的运算及处理，保证整个数据转储器正常工作；
根据GPS时间戳计算BCU数据存储的GPS实时时间的过程为：BCU存储制动数据时BCU系统时间为时间A，通过数据转储器提取BCU制动数据时BCU系统时间为时间B，数据转储器提取BCU制动数据时数据转储器GPS实时时间为时间C，则BCU存储数据时的GPS实时时间D为：D = | A – (|B-C|) |。
3.根据权利要求2所述一种电力机车制动数据同步转储数据转储器，其特征在于，所述电源模块、GPS模块及标准USB接口均连接所述ARM芯片。
4.根据权利要求2或3所述一种电力机车制动数据同步转储数据转储器，其特征在于，还包括大容量数据存储模块，所述大容量数据存储模块连接所述ARM芯片。
5.根据权利要求4所述一种电力机车制动数据同步转储数据转储器，其特征在于，还包括显示屏模块及工作状态指示灯，所述显示屏模块和工作状态指示灯连接ARM芯片，所述显示屏模块用于显示GPS实时时间，所述工作状态指示灯用于显示数据转储器的工作状态。
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