CN104635680B - 一种车门控制器和驱动电机的无线数据采集装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车门控制器和驱动电机的无线数据采集装置及方法，装置包括数据采集模块、电源模块和监测终端，数据采集模块安装在车门控制器和驱动电机之间，包括主控芯片单元、总线接口电路单元、信号采集电路单元、电流采集电路单元、存储单元和无线传输单元，主控芯片单元通过总线接口电路单元与车门控制器相连接，主控芯片单元还通过信号采集电路单元、电流采集电路单元采集驱动电机实时状态信息，主控芯片单元与存储单元相连接，主控芯片单元还通过无线传输单元实时传送车辆门状态信号、驱动电机实时状态信息给监测终端，能够同时采集车门控制器和驱动电机的运行数据参数，无需布线，对车门控制器和驱动电机改造少，具有良好的应用前景。

Description

一种车门控制器和驱动电机的无线数据采集装置及方法

技术领域

本发明涉及轨道交通车辆门控系统的技术领域，具体涉及一种车门控制器和驱动电机的无线数据同时采集装置及方法。

背景技术

城市轨道车辆的门机系统在轻轨与地铁车辆运营过程中扮演着极其重要的角色。车门控制器系统与驱动电机都直接影响着城市轨道车辆的安全运营状况，轨道车辆门机系统的重要地位是其它任何部件所不能取代的，因此，需要对城市轨道车辆的门机电机系统运行参数的进行智能化检测，也是对轨道车辆门机系统运行的实时监测，目前，如图1所示，针对轨道车辆门机系统的数据采集功能都是单独的对车门控制器或者驱动电机进行数据采集，并且需要对车门控制器或者驱动电机进行较大的改造，才能进行采集，如何在不影响车门控制器对驱动电机的控制作用的前提下，实现同时对驱动电机及车门控制器进行实时监听与性能分析的智能数据采集装置显得尤为重要。因此，为了克服现有技术中无法同时采集轨道交通车辆的车门控制器和驱动电机数据的装置的缺点，提升现有数字化实时监测水平，是当前急需解决的问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题是克服现有技术中无法同时采集轨道交通车辆的车门控制器和驱动电机数据的装置的缺点，无法提升现有数字化实时监测水平的问题。本发明的车门控制器和驱动电机的无线数据采集装置及方法，能够同时采集车门控制器和驱动电机的运行数据参数，通过无线通信实现数据的实时传输，无需布线，对车门控制器和驱动电机改造少，实现对轨道交通车辆门控系统运行状态的实时监控，具有良好的应用前景。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种车门控制器和驱动电机的无线数据采集装置，其特征在于：包括数据采集模块、电源模块和监测终端，

所述数据采集模块安装在车门控制器和驱动电机之间，包括主控芯片单元、总线接口电路单元、信号采集电路单元、电流采集电路单元、存储单元和无线传输单元。所述主控芯片单元通过总线接口电路单元与车门控制器相连接，用于获取车辆门状态信号，所述主控芯片单元还通过信号采集电路单元、电流采集电路单元采集驱动电机实时状态信息，所述主控芯片单元与存储单元相连接，所述存储单元用于将从车门控制器获得的故障代码数据参数和采集到的驱动电机运行参数进行实时存储，所述主控芯片单元还通过无线传输单元实时传送车辆门状态信号、驱动电机实时状态信息给监测终端；

所述电源模块包括高低压转换单元和板级电压单元，所述高低压转换单元用于外接高压电源换为低压电压，并与板级电压单元相连接，所述板级电压单元给数据采集模块提供工作电压。

前述的一种车门控制器和驱动电机的无线数据采集装置，其特征在于：所述数据采集模块还包括看门狗单元，所述看门狗单元与主控芯片单元相连接。

前述的一种车门控制器和驱动电机的无线数据采集装置，其特征在于：所述总线接口电路单元为多组，各总线接口电路单元分别与当前车门控制器、相邻的车门控制器相连接，以监听方式从与车门控制器相连接的总线上获取门控器数据。

前述的一种车门控制器和驱动电机的无线数据采集装置，其特征在于：所述信号采集电路单元采用霍尔传感器采集驱动电机的转角、转速数据。

前述的一种车门控制器和驱动电机的无线数据采集装置，其特征在于：所述板级电压单元输出5V、3.3V、1.8V三种直流电压。

一种车门控制器和驱动电机的无线数据采集方法，其特征在于：运行在权利要求1所述的车门控制器和驱动电机的无线数据采集装置上，包括以下步骤，

步骤（1），通过控制信号线将数据采集模块与驱动电机相连接，通过总线接口电路单元分别与对应的车门控制器相连接，无线数据采集装置、门控制器和驱动电机形成T型手拉手连接；

步骤（2），通过总线接口电路单元、信号采集电路单元及电流采集电路单元分别实时监听和采集车门控制器和驱动电机运行数据，并计算得到该门的驱动电机的实时的转速、转角以及转矩参数；

步骤（3），通过存储单元将获得的故障代码数据参数和采集到的驱动电机运行参数进行实时存储；

步骤（4），通过无线传输单元将计算到的实时运行参数，发送给监测终端；

步骤（5），监测终端处理接收的运行参数，分析得到门控系统的工作状态。

本发明的有益效果是：本发明的车门控制器和驱动电机的无线数据采集装置及方法，能够同时采集车门控制器和驱动电机的运行数据参数，通过无线通信实现数据的实时传输，无需布线，对车门控制器和驱动电机改造少，实现对轨道交通车辆门控系统运行状态的实时监控，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是传统的车门控制器和驱动电机的连接图。

图2是本发明的车门控制器和驱动电机的无线数据采集装置的系统框图。

图3是本发明的数据采集模块的系统框图。

图4是本发明的车门控制器和驱动电机的无线数据采集方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。

本发明的车门控制器和驱动电机的无线数据采集装置及方法，能够同时采集车门控制器和驱动电机的运行数据参数，通过无线通信实现数据的实时传输，无需布线，对车门控制器和驱动电机改造少，实现对轨道交通车辆门控系统运行状态的实时监控，如图2所示，车门控制器和驱动电机的无线数据采集装置，包括数据采集模块和电源模块，

如图3所示，所述数据采集模块安装在车门控制器和驱动电机之间，包括主控芯片单元、总线接口电路单元、信号采集电路单元、电流采集电路单元、存储单元和无线传输单元。所述主控芯片单元通过总线接口电路单元与车门控制器相连接，用于获取车辆门状态信号，所述主控芯片单元还通过信号采集电路单元、电流采集电路单元采集驱动电机实时状态信息，所述主控芯片单元与存储单元相连接，所述存储单元用于将从车门控制器获得的故障代码数据参数和采集到的驱动电机运行参数进行实时存储，以防止无法及时处理数据时，数据丢失情况的发生，所述主控芯片单元还通过无线传输单元实时传送车辆门状态信号、驱动电机实时状态信息给监测终端；

所述电源模块包括高低压转换单元和板级电压单元，所述高低压转换单元用于外接高压电源换为低压电压，可以承受24V到110V区间范围内内的直流电源的输入，并与板级电压单元相连接，所述板级电压单元给数据采集模块提供工作电压，板级电压单元输出5V、3.3V、1.8V三种直流电压。

所述数据采集模块还包括看门狗单元，所述看门狗单元与主控芯片单元相连接，大大提高了对主控芯片工作状态监测的灵活性与可靠性，保证实时监测数据采集模块的硬件电路的正常运行状态，通过自动复位操作处理有效解决设备出现故障死机等状况。

所述总线接口电路单元为多组，各总线接口电路单元分别与当前车门控制器、相邻的车门控制器相连接，以监听方式从与车门控制器相连接的总线上获取门控器数据，这样实现一个数据采集模块同时监控1-3个车门控制器。

所述信号采集电路单元采用霍尔传感器采集驱动电机的转角、转速数据，由于驱动电机每转一周其霍尔传感器输出的信号噪声较大，主控芯片单元不能直接处理这些信号，因此，对其输出信号做了上拉与滤波处理，加入电阻起到分压作用后，作为后续电路的输入信号，采用反向器处理霍尔信号，其输出至主控芯片的I/O口，经过主控芯片内部的计算，可以准确的得到驱动电机的转角与转速数据；

所述电流采集电路单元，在主控芯片单元的控制下，利用电流采集芯片将驱动电机输出的检测到的电流信号（直流信号或者交流信号）转换为对应的电压信号，且输出的电压与所检测到的电流信号成一定的比例转换为电压，再输入至主控芯片的片内模数转换器进行模数转换，实时高精度的采集电流信号后，经过主控芯片内部的计算，可以准确的得到驱动电机的转矩数据。

根据上述的车门控制器和驱动电机的无线数据采集方法，如图4所示，包括以下步骤，

步骤（1），通过控制信号线将数据采集模块与驱动电机相连接，通过总线接口电路单元分别与对应的车门控制器相连接，无线数据采集装置、门控制器和驱动电机形成T型手拉手连接；

步骤（2），通过总线接口电路单元、信号采集电路单元及电流采集电路单元分别实时监听和采集车门控制器和驱动电机运行数据，并计算得到该门的驱动电机的实时的转速、转角以及转矩参数；

列车正常通电后车门控制器控制驱动电机进行正常的开关门动作，在门的往复的开关动作中，数据采集模块可以通过总线接口电路单元实时监听和获取485总线或者CAN等总线上车门控制器的工作状态信息，通过信号采集电路单元以及电流采集电路单元实时监听和采集驱动电机的霍尔、电流等工作数据，将获得的工作数据经过计算得到该扇门的驱动电机的实时的转速、转角以及转矩参数；

步骤（3），通过存储单元将获得的故障代码数据参数和采集到的驱动电机运行参数进行实时存储；

步骤（4），通过无线传输单元将计算到的实时运行参数，发送给监测终端；

步骤（5），监测终端处理接收的运行参数，分析得到门控系统的工作状态。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种车门控制器和驱动电机的无线数据采集装置，其特征在于：包括数据采集模块、电源模块和监测终端，

所述数据采集模块安装在车门控制器和驱动电机之间，包括主控芯片单元、总线接口电路单元、信号采集电路单元、电流采集电路单元、存储单元和无线传输单元，所述主控芯片单元通过总线接口电路单元与车门控制器相连接，用于获取车辆门状态信号，所述主控芯片单元还通过信号采集电路单元、电流采集电路单元采集驱动电机实时状态信息，所述主控芯片单元与存储单元相连接，所述存储单元用于将从车门控制器获得的故障代码数据参数和采集到的驱动电机运行参数进行实时存储，所述主控芯片单元还通过无线传输单元实时传送车辆门状态信号、驱动电机实时状态信息给监测终端；

所述电源模块包括高低压转换单元和板级电压单元，所述高低压转换单元用于外接高压电源换为低压电压，并与板级电压单元相连接，所述板级电压单元给数据采集模块提供工作电压，所述总线接口电路单元为多组，各总线接口电路单元分别与当前车门控制器、相邻的车门控制器相连接，以监听方式从与车门控制器相连接的总线上获取门控器数据。

2.根据权利要求1所述的一种车门控制器和驱动电机的无线数据采集装置，其特征在于：所述数据采集模块还包括看门狗单元，所述看门狗单元与主控芯片单元相连接。

3.根据权利要求1所述的一种车门控制器和驱动电机的无线数据采集装置，其特征在于：所述信号采集电路单元采用霍尔传感器采集驱动电机的转角、转速数据。

4.根据权利要求1所述的一种车门控制器和驱动电机的无线数据采集装置，其特征在于：所述板级电压单元输出5V、3.3V、1.8V三种直流电压。

5.一种车门控制器和驱动电机的无线数据采集方法，其特征在于：运行在权利要求1所述的车门控制器和驱动电机的无线数据采集装置上，包括以下步骤，

步骤（1），通过控制信号线将数据采集模块与驱动电机相连接，通过总线接口电路单元分别与对应的车门控制器相连接，无线数据采集装置、门控制器和驱动电机形成T型手拉手连接；

步骤（2），通过总线接口电路单元、信号采集电路单元及电流采集电路单元分别实时监听和采集车门控制器和驱动电机运行数据，并计算得到该门的驱动电机的实时的转速、转角以及转矩参数；

步骤（3），通过存储单元将获得的故障代码数据参数和采集到的驱动电机运行参数进行实时存储；

步骤（4），通过无线传输单元将计算到的实时运行参数，发送给监测终端；

步骤（5），监测终端处理接收的运行参数，分析得到门控系统的工作状态。