CN103886818A - 车载双冗余显示器 - Google Patents

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张子健
高亚举
张世凯
王留锋
李木林
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Abstract

一种车载双冗余显示器，它由两套独立的显示单元构成，每套显示单元分别由各自的电源供电；且每套显示单元中均包含控制模块以及与控制模块相连接的驱动模块、通信模块、光电隔离模块、显示屏及按键。本发明与既有显示器相比具有以下优点：（1）双冗余架构，主用显示器与备用显示器物理上完全独立，在主用显示器故障情况下，通过人工切换开关可切换至备用显示器，维持机车运行；（2）不改变原有的安装尺寸；（3）采用直焊印制板的对外连接插座，减少连接件，缩短连接件的长度，以提高连接件的可靠性；（4）采用直接传导散热方式，直接使用外壳进行散热，使CPU及电源产生的热量不会集聚于机箱内，提高了系统的热稳定性。

Description

车载双冗余显示器
技术领域
本发明涉及一种应用在列车运行监控装置（LKJ）上的显示器。
背景技术
列车运行监控装置（LKJ）是中国列车运行控制系统的重要组成部分，是用于防止列车冒进信号、超速运行和辅助机车司机（含动车组司机）提高操纵能力的重要行车安全设备。车载显示器是列车运行监控装置（LKJ）的重要组成部分，是直接和乘务员交流信息的人机交互接口，主要完成图形、曲线及相关数据等综合信息的显示、参数的输入、语音提示、声光告警等项功能，车载显示器的可靠性直接影响列车运行监控装置（LKJ）运用，是行车安全监控的重要保障。
随着技术的发展及要求的不断提高，目前车载显示器的可靠性能已难以满足现场运用的要求，主要表现在：车载显示器采用单模架构，在显示器出现故障的情况下，司机因不能获得必要的行车信息而影响正常行车；部分板件故障率较高，主要表现在主板、接插件、按键等方面；车载显示器成为影响列车运行监控装置（LKJ）正常运用的一个重要的原因。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安全、可靠的车载显示器，以提高列车运行监控装置（LKJ）的应急处理能力。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种车载双冗余显示器，它由两套独立的显示单元构成，每套显示单元分别由各自的电源供电；且每套显示单元中均包含控制模块以及与控制模块相连接的驱动模块、通信模块、光电隔离模块、显示屏及按键。
所述的两套显示单元为一个主显示单元，一个备用显示单元；其中，主显示单元的显示屏I、按键I、备用显示单元的显示屏II、按键II均设置在面板上。
主显示单元的显示屏I为10.4寸液晶显示屏，在显示屏I的下方设置按键I，所述的按键I由内向外依次由PCB板I、硅胶隔层及塑料按键帽构成；备用显示单元的显示屏II为3.5寸液晶显示屏，在显示屏II的下方设置按键II，所述的按键II由内向外依次由PCB板II、导光柱、塑料按键及PET贴膜构成。
在所述按键I的周围设置扬声器。
在所述的面板上设置两个IC卡槽，IC卡槽连接IC卡通讯电路，IC卡通讯电路由驱动模块驱动。
所述车载双冗余显示器的后部设有散热装置；散热装置包括设置在控制模块板凸起部位的导热硅脂层，后盖板扣在导热硅脂层上，且后盖板上设置散热条。
所述的后盖板设有凸板和壳盖，凸板和壳盖之间为中空结构；其中，凸板扣在导热硅脂层上，壳盖上设置散热条。
采用上述技术方案的本发明，与既有显示器相比具有以下优点：
（1）双冗余架构，主用显示器与备用显示器物理上完全独立，在主用显示器故障情况下，通过人工切换开关可切换至备用显示器，维持机车运行；
（2）不改变原有的安装尺寸；
（3）采用直焊印制板的对外连接插座，减少连接件，缩短连接件的长度，以提高连接件的可靠性；
（4）采用直接传导散热方式，直接使用外壳进行散热，使CPU及电源产生的热量不会集聚于机箱内，提高了系统的热稳定性；
（5）采用薄膜+微动开关的方式，按键的使用寿命更长，可靠性更高；
（6）自动感光系统，根据外部环境亮度调节液晶屏的亮度。
附图说明
图1为车载双冗余显示器架构框图。
图2为车载双冗余显示器的面板结构示意图。
图3为按键I的结构图。
图4为按键II的结构图。
图5为车载双冗余显示器的后视图。
图6为车载双冗余显示器的散热结构剖视图。
具体实施方式
如图1所示，车载双冗余显示器主要实现列车运行监控装置（LKJ）的人机交互功能，安装尺寸保持与既有LKJ屏幕显示器一致，在原有屏幕显示器的基础上增设备用显示器，在主屏幕显示器故障情况下，可通过切换开关人工切换至备用屏幕显示器维持机车继续运行。具体为：一种车载双冗余显示器，它由两套独立的显示单元构成，每套显示单元分别由各自的电源供电；且每套显示单元中均包含控制模块以及与控制模块相连接的驱动模块、通信模块、光电隔离模块、显示屏及按键。
其中，电源模块负责为将机车110V电源进行隔离转换，为单元各模块电路提供电源；驱动模块主要提供喇叭、液晶背光、环境亮度采集、液晶屏背光及控制、IC卡通讯电路、语音播放电路等电路，键盘输入电路负责司机输入键盘的扫描与处理，通信模块负责DMI与控制单元或其它外部设备的通信隔离和转换、光电隔离模块负责开关量信号的隔离转换，核心控制模块完成所有数据的处理工作，包括文字及图形显示处理、键盘操作处理、CAN总线通讯数据处理、IC卡/USB数据处理、开关量输入数据处理、IC卡/USB的读写及数据处理等。
如图2所示，两套显示单元为一个主显示单元，一个备用显示单元；其中，主显示单元的显示屏I1、按键I2、备用显示单元的显示屏II3、按键II4均设置在面板5上。
主显示单元的显示屏I1为10.4寸液晶显示屏，完整清晰地反馈给用户各种行车信息；在显示屏I1的下方设置按键I2，按键I2采用锅仔片，具有结构简单、良好触控手感及使用寿命长等特点。上述的按键I2由内向外依次由PCB板I6、硅胶隔层7及塑料按键帽8构成，其中外层的塑料按键帽8配合使用喷涂加镭射雕刻工艺，解决按键上字体背光问题；硅胶隔层7降低对PCB板上金属的磨损，从而延长按键寿命。
备用显示单元的显示屏II3为3.5寸液晶显示屏，用于在行车中反馈给客户重要信息，从而保证行车安全。在显示屏II3的下方设置按键II4，按键II4为锅仔片，上述的按键II4由内向外依次由PCB板II9、导光柱10、塑料按键11及PET贴膜12构成。
在所述按键I2的周围设置扬声器14，该扬声器为阵列圆孔，其面板上发声面积占声学元件发声面积的20%。
另外，在面板5上设置两个IC卡槽13，IC卡槽13连接IC卡通讯电路，IC卡通讯电路由驱动模块驱动。
如图5、6所示，车载双冗余显示器的后部设有散热装置；散热装置包括设置在控制模块板15凸起部位的导热硅脂层16，后盖板17扣在导热硅脂层16上，且后盖板17上设置散热条18。
上述的后盖板17设有凸板19和壳盖20，凸板19和壳盖20之间为中空结构；其中，凸板19扣在导热硅脂层16上，壳盖20上设置散热条19。

Claims (7)

1.一种车载双冗余显示器，其特征在于：它由两套独立的显示单元构成，每套显示单元分别由各自的电源供电；且每套显示单元中均包含控制模块以及与控制模块相连接的驱动模块、通信模块、光电隔离模块、显示屏及按键。
2.根据权利要求1所述的车载双冗余显示器，其特征在于：所述的两套显示单元为一个主显示单元，一个备用显示单元；其中，主显示单元的显示屏I（1）、按键I（2）、备用显示单元的显示屏II（3）、按键II（4）均设置在面板（5）上。
3.根据权利要求2所述的车载双冗余显示器，其特征在于：主显示单元的显示屏I（1）为10.4寸液晶显示屏，在显示屏I（1）的下方设置按键I（2），所述的按键I（2）由内向外依次由PCB板I（6）、硅胶隔层（7）及塑料按键帽（8）构成；备用显示单元的显示屏II（3）为3.5寸液晶显示屏，在显示屏II（3）的下方设置按键II（4），所述的按键II（4）由内向外依次由PCB板II（9）、导光柱（10）、塑料按键（11）及PET贴膜（12）构成。
4.根据权利要求3所述的车载双冗余显示器，其特征在于：在所述按键I（2）的周围设置扬声器（14）。
5.根据权利要求2所述的车载双冗余显示器，其特征在于：在所述的面板（5）上设置两个IC卡槽（13），IC卡槽（13）连接IC卡通讯电路，IC卡通讯电路由驱动模块驱动。
6.根据权利要求2所述的车载双冗余显示器，其特征在于：所述车载双冗余显示器的后部设有散热装置；散热装置包括设置在控制模块板（15）凸起部位的导热硅脂层（16），后盖板（17）扣在导热硅脂层（16）上，且后盖板（17）上设置散热条（18）。
7.根据权利要求6所述的车载双冗余显示器，其特征在于：所述的后盖板（17）设有凸板（19）和壳盖（20），凸板（19）和壳盖（20）之间为中空结构；其中，凸板（19）扣在导热硅脂层（16）上，壳盖（20）上设置散热条（19）。
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