CN103983300A - 车次号设备测试仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车次号设备测试仪，包括控制单元、操作显示单元和信道机单元，控制单元CPU是车次号设备测试仪的核心部分，负责整个主机的信号处理；所述控制单元由CPU、第一滤波调整电路、第二调整电路、第一运算放大器、第二运算放大器和电源转换电路连接构成；为防止FFSK信号输出频偏超出范围，增加信号幅度调节电路，由第一运算放大器对FFSK信号做进一步调整，手调电位器和运放电路结合调整FFSK信号幅度，在车次号测试过程中，通过本设备分别模拟车次号机车设备和车次号解码器，检验车次号系统中的解码器和机车设备是否运行正常，本设备设置、操作简单，携带方便，系统的成本低，满足现场需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种车次号设备测试仪，特别涉及一种用于450MHz铁路无线列车调度系统的车次号设备测试仪。
背景技术
车次号设备的工作过程是：当机车运行监控器中的机车运行数据信息不断地在TAX2型机车安全信息综合检测装置（TAX箱）的总线上广播，插在箱内的DMIS数据采集编码器捕获到进站、出站位置信息，即将车次号、机车号、机车速度、机车位置、车重、计长信息数据进行纠检错编码，控制机车台转频发射，单向传给车站台。
在进站、出站两个信号机处，机车台向车站台单向连续传送2次。第一次是在收到车次号信息时立即传送，延迟3～5秒后传送第二次。机车台转频发射频率为457.550MHz。
车站数据接收解码器收到数据后经过纠错、检错处理确认无误，进行公里标比较，认定是本站管辖范围内的机车台送来的信息，则把接收的信息送给TDCS分机。TDCS总机收到TDCS分机送来的数据进行处理后将车次号在相应的位置上显示。
以上过程需要多人，多种设备同时配合才能够完成，操作费时、费力，效率低。为了更便捷方便地对现场车次号系统进行测试、维护，需要一种车次号设备测试仪，用来模拟车次号机车设备对车次号地面设备进行测试，也可以模拟车次号地面设备对车次号机车设备进行测试。使车次号设备的开通及使用过程中的测试和维护工作更易操作和实现，本设备携带方便，利于现场使用。
而目前国内尚没有具备上述功能的专用于的现场车次号系统进行测试、维护的测试仪器。
发明内容
鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种车次号设备测试仪的设计方案，在车次号测试过程中，通过本设备分别模拟车次号机车设备和车次号解码器，检验车次号系统中的解码器和机车设备是否运行正常。
本发明为实现上述目的，所采取的技术方案是：一种车次号设备测试仪，其特征在于：包括控制单元、操作显示单元和信道机单元；
所述控制单元由CPU、第一滤波调整电路、第二调整电路、第一运算放大器、第二运算放大器和电源转换电路连接构成，控制单元的CPU是车次号设备测试仪的核心部分，负责整个主机的信号处理；CPU采用ATMEGA128芯片；
第一滤波调整电路由有源滤波器C和数字电位器A连接构成；
第二调整电路由数字电位器B连接构成；
CPU的PD7端口与第一滤波调整电路输入端连接；CPU的PC2端口与第二滤波调整电路输出端连接；第一滤波调整电路输出端连接第一运算放大器的输入端，第一运算放大器的输出端连接信道机单元DTIN端口；第二滤波调整电路输入端连接第二运算放大器的输出端，第二运算放大器的输入端连接信道机的AF端口；
CPU的PA3端口直接连接信道机单元PTT端口；
CPU的PA4端口—PA7端口、PC4端口—PC7端口、PB0端口-PB7端口、PE6端口-PE7端口分别与操作显示单元的对应端口连接；
电源转换电路连接外接电源，为控制单元、操作显示单元提供DC 5V电源；
控制单元的CPU的PB0端口-PB7端口、PE6端口-PE7端口分别与操作显示单元的液晶端连接，控制单元的CPU的PA4端口-PA7端口、PC4端口-PC7端口分别与操作显示单元的按键端对应连接；
所述信道机单元外接电源采用的是信道机配置的电池，为车次号设备测试仪内各单元供电；
电源转换电路连接外接电源，为控制单元、操作显示单元提供DC5V电源；
由控制单元CPU产生包含车次号、机车号信息的FFSK信令，通过PTT控制信道机发射；其中FFSK由控制单元CPU产生，第一滤波调整电路通过有源滤波器C对FFSK信号进行滤波整形，数字电位器A调整信号大小；由于信道机差异，为防止FFSK信号输出频偏超出范围，增加信号幅度调节电路，再由第一运算放大器对FFSK信号做进一步调整；
有源滤波器C电路中包括二阶RC滤波器电路，通过二阶RC滤波器电路，将控制单元CPU产生的FFSK信号由方波变为正弦波信号，滤掉多余的干扰信号。
利用所述车次号设备测试仪对450MHz铁路无线列调车次号系统进行车次号测试的方法，包括如下步骤：
步骤（a）、在机车运行线路划定测试区域，在将若干个所述车次号设备测试仪间隔设置于测试区域跌路沿线一侧，由每一个所述车次号设备测试仪分别模拟在一个车站内设置的车次号机车设备和一个车次号解码器；
步骤（b）、模拟车次号机车设备：打开测试仪电源开关，主界面中选择“模拟车次号机车设备”，进入测试界面，发送包括车次号，机车号，公里标的一组车次号信息；或输入公里标，然后确认发送，当解码器收到测试仪发送的车次号信息时，解码器显示车次号，即说明被测的解码器设备正常；具体过程如下：当本设备模拟车次号机车设备时，由车次号设备测试仪控制单元CPU产生FFSK信息，车次号信息包含：车次号，机车号，公里标信息，通过PTT控制信道机发射；通过第一滤波调整电路的有源滤波器C对FFSK信号进行滤波整形，数字电位器A调整信号大小；由于信道机差异，为防止FFSK信号输出频偏超出范围，增加信号幅度调节电路，由第一运算放大器对FFSK信号做调整；
步骤（c）、模拟车次号解码器：打开测试仪电源开关，主界面选择“模拟车次号解码器”，进入测试界面，让被测的车次号机车设备发送一条车次号信息，若测试仪接收到该车次号信息并显示正确，即说明被测的车次号机车设备正常；具体过程如下：当本设备模拟车次号解码器时，让被测的车次号机车设备发送一条车次号信息， 本设备信道机收到FFSK信号即车次号信息，通过第二运算放大器和数字电位器B进行信号调整以后发送给控制单元的CPU，CPU对信号进行处理，并将结果显示在液晶上。
本发明的有益效果是： 本发明在电路设计上为防止FFSK信号输出频偏超出范围，增加信号幅度调节电路，由第一运算放大器对FFSK信号做进一步调整，手调电位器和运放电路结合可调整FFSK信号幅度，操作简单，易实现，并降低成本，在车次号测试过程中，可通过本设备分别模拟车次号机车设备和车次号解码器，检验车次号系统中的解码器和机车设备是否运行正常。本设备设置、操作简单，携带方便，系统的成本低，可满足现场需求。
附图说明
图1为发明使用状态示意图；
图2为本发明外部接口示意图；
图3为有源滤波器C电路原理图；
图4为第一运算放大器电路原理图。
具体实施方式
为了更清楚的理解本发明，结合附图和实施例详细描述本发明：
如图1至图4所示，车次号设备测试仪包括控制单元、操作显示单元和信道机单元，控制单元CPU是车次号设备测试仪的核心部分，负责整个主机的信号处理；
所述控制单元由CPU、第一滤波调整电路、第二调整电路、第一运算放大器、第二运算放大器和电源转换电路连接构成；
CPU采用 ATMEGA128 芯片；
第一滤波调整电路由有源滤波器C和数字电位器A连接构成；
第二调整电路由数字电位器B连接构成；
CPU的 PD7端口与第一滤波调整电路输入端连接；CPU的PC2端口与第二滤波调整电路输出端连接；第一滤波调整电路输出端连接第一运算放大器的输入端，第一运算放大器的输出端连接信道机单元 DTIN端口；第二滤波调整电路输入端连接第二运算放大器的输出端，第二运算放大器的输入端连接信道机的AF端口。
CPU的 PA3端口（PTT（Push-to-Talk）信号）直接连接信道机单元 PTT端口；
CPU的 PA4端口—PA7端口、PC4端口—PC7端口、PB0端口-PB7端口、PE6端口-PE7端口分别与操作显示单元的对应端口连接；
电源转换电路连接外接电源，为控制单元、操作显示单元提供DC5V电源；
控制单元的CPU的PB0端口-PB7端口、PE6端口-PE7（通信）端口分别与操作显示单元的液晶端连接，控制单元的CPU的PA4端口—PA7端口、PC4端口—PC7端口分别与操作显示单元的按键端对应连接；
信道机单元外接电源采用信道机配置的电池，为车次号设备测试仪内各单元供电；
电源转换电路连接外接电源，为控制单元、操作显示单元提供DC5V电源；
由控制单元CPU产生包含车次号、机车号信息的FFSK信令，通过PTT控制信道机发射；其中FFSK由控制单元CPU产生，第一滤波调整电路通过有源滤波器C对FFSK信号进行滤波整形，数字电位器A调整信号大小；由于信道机差异，为防止FFSK信号输出频偏超出范围，增加信号幅度调节电路，再由第一运算放大器对FFSK信号做进一步调整；
有源滤波器C电路中包括二阶RC滤波器电路，通过二阶RC滤波器电路，将控制单元CPU产生的FFSK信号由方波变为正弦波信号，滤掉多余的干扰信号。
在车次号测试过程中，可通过本设备分别模拟车次号机车设备和车次号解码器，检验车次号系统中的解码器和机车设备是否运行正常。本设备设置、操作简单，携带方便，降低系统的成本，满足现场需求。
如图2所示，车次号设备测试仪的控制单元分别与信道机单元、操作显示单元连接。信道机单元与外接电源（电池）相连。控制单元用来处理按键信息，并将工作状态信息反馈给显示单元，控制信道机发送和接收FFSK信令。整个系统由蓄电池提供电源，蓄电池标准输出电压为7.2V。
如图3所示，当本设备模拟车次号机车设备时，需要在车次号设备测试仪上输入发送的一组车次号信息，车次号信息包含：车次号“K123”，机车号“56789”，公里标“1234.567”信息，其中公里标可设置，其他为默认设置，然后发送本条车次号信息给被测的解码器，当解码器收到测试仪发送的车次号信息时，解码器显示车次号“K123”，即说明被测的解码器设备正常。
由车次号设备测试仪CPU产生FFSK信息（即车次号信息），通过PTT控制信道机发射；其中FFSK由CPU产生，滤波调整电路通过有源滤波器C对FFSK信号进行滤波整形，数字电位器A调整信号大小；由于信道机差异，为防止FFSK信号输出频偏超出范围，增加信号幅度调节电路，由第一运算放大器对FFSK信号做进一步调整。
当本设备模拟车次号解码器时，让被测的车次号机车设备发送一条车次号信息，若测试仪接收到该车次号信息并显示正确，即说明被测的车次号机车设备正常。
本设备信道机收到FFSK信号（即车次号信息），通过第二运算放大器和数字电位器B进行信号调整以后发送给CPU，CPU对信号进行处理，并将结果显示在液晶上。
根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明的方案。
Claims (2)
1.一种车次号设备测试仪，其特征在于：包括控制单元、操作显示单元和信道机单元；
所述控制单元由CPU、第一滤波调整电路、第二调整电路、第一运算放大器、第二运算放大器和电源转换电路连接构成，控制单元的CPU是车次号设备测试仪的核心部分，负责整个主机的信号处理；CPU采用ATMEGA128芯片；
第一滤波调整电路由有源滤波器C和数字电位器A连接构成；
第二调整电路由数字电位器B连接构成；
CPU的PD7端口与第一滤波调整电路输入端连接；CPU的PC2端口与第二滤波调整电路输出端连接；第一滤波调整电路输出端连接第一运算放大器的输入端，第一运算放大器的输出端连接信道机单元DTIN端口；第二滤波调整电路输入端连接第二运算放大器的输出端，第二运算放大器的输入端连接信道机的AF端口；
CPU的PA3端口直接连接信道机单元PTT端口；
CPU的PA4端口—PA7端口、PC4端口—PC7端口、PB0端口-PB7端口、PE6端口-PE7端口分别与操作显示单元的对应端口连接；
电源转换电路连接外接电源，为控制单元、操作显示单元提供DC 5V电源；
控制单元的CPU的PB0端口-PB7端口、PE6端口-PE7端口分别与操作显示单元的液晶端连接，控制单元的CPU的PA4端口-PA7端口、PC4端口-PC7端口分别与操作显示单元的按键端对应连接；
所述信道机单元外接电源采用的是信道机配置的电池，为车次号设备测试仪内各单元供电；
电源转换电路连接外接电源，为控制单元、操作显示单元提供DC5V电源；
由控制单元CPU产生包含车次号、机车号信息的FFSK信令，通过PTT控制信道机发射；其中FFSK由控制单元CPU产生，第一滤波调整电路通过有源滤波器C对FFSK信号进行滤波整形，数字电位器A调整信号大小；由于信道机差异，为防止FFSK信号输出频偏超出范围，增加信号幅度调节电路，再由第一运算放大器对FFSK信号做进一步调整；
有源滤波器C电路中包括二阶RC滤波器电路，通过二阶RC滤波器电路，将控制单元CPU产生的FFSK信号由方波变为正弦波信号，滤掉多余的干扰信号。
2.利用权利要求1所述车次号设备测试仪对450MHz铁路无线列调车次号系统进行车次号测试的方法，包括如下步骤：
步骤（a）、在机车运行线路划定测试区域，在将若干个所述车次号设备测试仪间隔设置于测试区域跌路沿线一侧，由每一个所述车次号设备测试仪分别模拟在一个车站内设置的车次号机车设备和一个车次号解码器；
步骤（b）、模拟车次号机车设备：打开测试仪电源开关，主界面中选择“模拟车次号机车设备”，进入测试界面，发送包括车次号，机车号，公里标的一组车次号信息；或输入公里标，然后确认发送，当解码器收到测试仪发送的车次号信息时，解码器显示车次号，即说明被测的解码器设备正常；
具体过程如下：当本设备模拟车次号机车设备时，由车次号设备测试仪控制单元CPU产生FFSK信息，车次号信息包含：车次号，机车号，公里标信息，通过PTT控制信道机发射；通过第一滤波调整电路的有源滤波器C对FFSK信号进行滤波整形，数字电位器A调整信号大小；由于信道机差异，为防止FFSK信号输出频偏超出范围，增加信号幅度调节电路，由第一运算放大器对FFSK信号做调整；
步骤（c）、模拟车次号解码器：打开测试仪电源开关，主界面选择“模拟车次号解码器”，进入测试界面，让被测的车次号机车设备发送一条车次号信息，若测试仪接收到该车次号信息并显示正确，即说明被测的车次号机车设备正常；具体过程如下：当本设备模拟车次号解码器时，让被测的车次号机车设备发送一条车次号信息，本设备信道机收到FFSK信号即车次号信息，通过第二运算放大器和数字电位器B进行信号调整以后发送给控制单元的CPU，CPU对信号进行处理，并将结果显示在液晶上。
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