CN108255662B - 总线报警系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种总线报警系统和方法，该系统包括多个报警探测器，每个报警探测器用于实时探测总线上，其所属的行车控制器和/或轨旁控制器与外部设备的通信数据，在未探测到通信数据的时间点上，触发计时器计时；计时器，用于在报警探测器未探测到通信数据时，启动并对报警探测器未探测到通信数据过程的持续时间进行计时，得到计时结果；控制器，用于采集计时结果和通信数据，并在计时结果为持续时间大于或者等于预设时间阈值，和/或，通信数据的特征与预设特征不同时，根据计时结果和通信数据生成报警信息，以进行报警处理。通过本发明能够实现实时监控总线上的通信数据，有效提升总线上通信数据的监控效果。

Description

总线报警系统和方法
技术领域
本发明涉及列车安全监控技术领域，尤其涉及一种总线报警系统和方法。
背景技术
根据列车中通信网络的工作原理，列车中的多个行车控制器和/或轨旁控制器分别通过各自对应的网关接入列车总线中，实现通过列车总线与外部设备进行通信。
相关技术中，对于RS485总线和CAN总线上通信数据的探测，所采用的方式为：将个人计算机(Personal Computer，PC)或者工控机(Industrial Personal Computer，IPC)通过通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)或相应的串口电路与需要检测的总线相连接，接入RS485总线或者CAN总线网络，PC端或者IPC端使用串口调试助手类软件直接读取总线上的通信数据。
这种方式下，无法实现长时间通信数据探测和异常报警，且在PC端或者IPC端出现故障时，通信数据探测中断。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种总线报警系统，能够实现实时监控总线上的通信数据，有效提升总线上通信数据的监控效果。
本发明的另一个目的在于提出一种总线报警方法。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出的总线报警系统，所述总线报警系统为嵌入式系统，包括：多个报警探测器，所述多个报警探测器分别设置在行车控制器和/或轨旁控制器处，每个报警探测器用于实时探测总线上，其所属的行车控制器和/或轨旁控制器与外部设备的通信数据，在未探测到通信数据的时间点上，触发计时器对所述报警探测器未探测到通信数据过程的持续时间进行计时；所述计时器，所述计时器用于在所述报警探测器未探测到通信数据时，启动并对所述报警探测器未探测到通信数据过程的持续时间进行计时，得到计时结果；控制器，所述控制器用于采集所述计时结果和所述通信数据，并在所述计时结果为所述持续时间大于或者等于预设时间阈值，和/或，所述通信数据的特征与预设特征不同时，根据所述计时结果和所述通信数据生成报警信息，以进行报警处理。
本发明第一方面实施例提出的总线报警系统，通过每个报警探测器实时探测总线上，其所属的行车控制器和/或轨旁控制器与外部设备的通信数据，在未探测到通信数据的时间点上，触发计时器对所述报警探测器未探测到通信数据过程的持续时间进行计时；计时器在所述报警探测器未探测到通信数据时，启动并对所述报警探测器未探测到通信数据过程的持续时间进行计时，得到计时结果，控制器采集所述计时结果和所述通信数据，并在所述计时结果为所述持续时间大于或者等于预设时间阈值，和/或，所述通信数据的特征与预设特征不同时，根据所述计时结果和所述通信数据生成报警信息，以进行报警处理，由于所述总线报警系统为嵌入式系统，实时性高且集成设置，能够实现实时监控总线上的通信数据，有效提升总线上通信数据的监控效果。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出的总线报警方法，包括：实时探测总线上，每个报警探测器所属的行车控制器和/或轨旁控制器与外部设备的通信数据，在未探测到通信数据的时间点上，触发计时器对所述报警探测器未探测到通信数据过程的持续时间进行计时；在所述报警探测器未探测到通信数据时，启动并对所述报警探测器未探测到通信数据过程的持续时间进行计时，得到计时结果；采集所述计时结果和所述通信数据，并在所述计时结果为所述持续时间大于或者等于预设时间阈值，和/或，所述通信数据的特征与预设特征不同时，根据所述计时结果和所述通信数据生成报警信息，以进行报警处理。
本发明第二方面实施例提出的总线报警方法，通过实时探测总线上，每个报警探测器所属的行车控制器和/或轨旁控制器与外部设备的通信数据，在未探测到通信数据的时间点上，触发计时器对所述报警探测器未探测到通信数据过程的持续时间进行计时；在所述报警探测器未探测到通信数据时，启动并对所述报警探测器未探测到通信数据过程的持续时间进行计时，得到计时结果；采集所述计时结果和所述通信数据，并在所述计时结果为所述持续时间大于或者等于预设时间阈值，和/或，所述通信数据的特征与预设特征不同时，根据所述计时结果和所述通信数据生成报警信息，以进行报警处理，能够实现实时监控总线上的通信数据，有效提升总线上通信数据的监控效果。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明一实施例提出的总线报警系统的结构示意图；
图2是本发明另一实施例提出的总线报警系统的结构示意图；
图3是本发明一实施例提出的总线报警方法的流程示意图；
图4是本发明另一实施例提出的总线报警方法的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
图1是本发明一实施例提出的总线报警系统的结构示意图。
总线报警系统为嵌入式系统。
参见图1，该总线报警系统10包括：多个报警探测器101、计时器102，以及控制器103。其中，
在本发明的一个实施例中，该总线报警系统10包括：多个报警探测器101，多个报警探测器101分别设置在行车控制器和/或轨旁控制器处，每个报警探测器101用于实时探测总线上，其所属的行车控制器和/或轨旁控制器与外部设备的通信数据，在未探测到通信数据的时间点上，触发计时器102对报警探测器101未探测到通信数据过程的持续时间进行计时。
在本发明的实施例中，多个报警探测器101中的每个报警探测器101均设置在一个行车控制器和/或轨旁控制器处，设置方式可以例如为，报警探测器101与行车控制器和/或轨旁控制器通过光纤相连接，或者，也可以通过其它方式相连接，对此不作限制。
可选地，总线为RS485总线或者CAN总线，对此不作限制。
根据列车中通信网络的工作原理，列车中的多个行车控制器和/或轨旁控制器分别通过各自对应的网关接入列车总线中，实现通过列车总线与外部设备进行通信。
相关技术中，对于RS485总线和CAN总线上通信数据的探测，所采用的方式为：将个人计算机(Personal Computer，PC)或者工控机(Industrial Personal Computer，IPC)通过通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)或相应的串口电路与需要检测的总线相连接，接入RS485总线或者CAN总线网络，PC端或者IPC端使用串口调试助手类软件直接读取总线上的通信数据。这种方式下，无法实现长时间通信数据探测和异常报警，且在PC端或者IPC端出现故障时，通信数据探测中断。
而在本发明的实施例中，由于总线报警系统10为嵌入式系统，每个报警探测器101用于实时探测总线上，其所属的行车控制器和/或轨旁控制器与外部设备的通信数据，且单板集成，例如，可以将总线报警系统10配置成微控制单元(Micro Controller Unit，MCU)，其供电可以由内部电源控制，采用封闭式结构，实现防水防尘，金属支撑型壳体，耐腐蚀抗冲击。因而，可以实现长时间通信数据的实时探测和异常报警。
在本发明的一个实施例中，该总线报警系统10还包括：计时器102，计时器102用于在报警探测器101未探测到通信数据时，启动并对报警探测器101未探测到通信数据过程的持续时间进行计时，得到计时结果。
在本发明的实施例中，可以以程序代码的形式，将总线报警系统10的处理逻辑配置在多个执行文件中，在启动该总线报警系统10进行通信数据探测时，其可以调用内置的多个执行文件的应用程序编程接口(Application Programming Interface，API)，实现长时间通信数据的实时探测和异常报警。
在本发明的实施例中，报警探测器101实时地对总线上的通信数据进行探测，在未探测到通信数据的时间点上，可以生成对应的通知消息，并将该通知消息发送至控制器103，以使控制器103触发启动计时器102计时。
进一步地，在计时器102启动计时后，报警探测器101也可能会在持续一段未检测到通信数据的过程之后，重新开始探测到通信数据，在报警探测器101重新探测到通信数据的时间点上，也可以生成对应的通知消息，并将该通知消息发送至控制器103，以使控制器103触发停止计时器102计时，此时，计时器102会计时得到报警探测器101未探测到通信数据过程的持续时间，或者，也可以建立每个报警探测器101和计时器102之间的通信连接，进而，可以直接通过报警探测器101是否探测到通信数据的探测状态来触发计时器102的启动或者停止，对此不作限制。
通过计时器102计时得到报警探测器101未探测到通信数据过程的持续时间，将该持续时间作为可能的通信异常，提供更多的参考依据，有效提升总线上通信数据的监控效果。
在本发明的一个实施例中，该总线报警系统10还包括：控制器103，控制器103用于采集计时结果和通信数据，并在计时结果为持续时间大于或者等于预设时间阈值，和/或，通信数据的特征与预设特征不同时，根据计时结果和通信数据生成报警信息，以进行报警处理。
其中，预设阈值可以是预先设定的，即，可以由总线报警系统10的生产厂商根据其性能确定，或者，也可以由用户进行配置，对此不作限制。
可选地，通信数据的特征/预设特征为数据的类型特征。
通过在计时结果为持续时间大于或者等于预设时间阈值，和/或，通信数据的特征与预设特征不同时，根据计时结果和通信数据生成报警信息，由于算法简单易实现，且可靠性高，因而可以节约总线报警系统10所耗的计算资源，提升该系统执行效率。
进一步地，也可以将该报警信息显示给用户，或者，根据该报警信息调用相关的故障处置设备，对此不作限制。
可选地，参见图2，在本发明的一个实施例中，该总线报警系统10还包括：
时钟104，用于对每个报警探测器101实时探测通信数据的时间点进行计时；
控制器103还用于，获取时钟104对探测通信数据计时得到的时间点，并根据时间点对通信数据进行标记，在通信数据的特征与预设特征不同时，控制器103获取特征与预设特征不同的通信数据对应的时间点。
存储器105，存储器105用于存储多个报警探测器101所探测到的通信数据和对应的时间点，并存储控制器103生成的报警信息，以及存储触发生成报警信息的通信数据对应的计时结果。
进一步地，存储器105还可以预设存储清理机制，在存储的数据条数达到其存储容量时，可以启动预设存储清理机制，循环对其存储进行清理，能够有效保证总线报警系统10的执行效率。
本发明实施例中的总线报警系统10，由于总线报警系统10为嵌入式系统，因而体积小巧，安装方便，适用于恶劣环境，不但能够探测RS485总线和CAN总线的通信数据，还可以使用内置的处理逻辑实现总线异常报警，为列车相关信号控制系统的研发，安装调试提供辅助支持。
进一步地，由于存储器105存储了控制器103生成的报警信息，以及存储触发生成报警信息的通信数据，对列车相关信号控制系统出现异常后的分析工作，提供了更多的参考依据。
本实施例中，通过每个报警探测器实时探测总线上，其所属的行车控制器和/或轨旁控制器与外部设备的通信数据，在未探测到通信数据的时间点上，触发计时器对报警探测器未探测到通信数据过程的持续时间进行计时；计时器在报警探测器未探测到通信数据时，启动并对报警探测器未探测到通信数据过程的持续时间进行计时，得到计时结果，控制器采集计时结果和通信数据，并在计时结果为持续时间大于或者等于预设时间阈值，和/或，通信数据的特征与预设特征不同时，根据计时结果和通信数据生成报警信息，以进行报警处理，由于总线报警系统为嵌入式系统，实时性高且集成设置，能够实现实时监控总线上的通信数据，有效提升总线上通信数据的监控效果。
图3是本发明一实施例提出的总线报警方法的流程示意图。
参见图3，该方法包括：
S31：实时探测总线上，每个报警探测器所属的行车控制器和/或轨旁控制器与外部设备的通信数据，在未探测到通信数据的时间点上，触发计时器对报警探测器未探测到通信数据过程的持续时间进行计时。
S32：在报警探测器未探测到通信数据时，启动并对报警探测器未探测到通信数据过程的持续时间进行计时，得到计时结果。
S33：采集计时结果和通信数据，并在计时结果为持续时间大于或者等于预设时间阈值，和/或，通信数据的特征与预设特征不同时，根据计时结果和通信数据生成报警信息，以进行报警处理。
可选地，通信数据的特征/预设特征为数据的类型特征。
可选地，总线为RS485总线或者CAN总线。
可选地，一些实施例中，参见图4，该方法还包括：
S41：对每个报警探测器实时探测通信数据的时间点进行计时。
S42：获取时钟对探测通信数据计时得到的时间点，并根据时间点对通信数据进行标记。
S43：在通信数据的特征与预设特征不同时，获取特征与预设特征不同的通信数据对应的时间点。
S44：存储多个报警探测器所探测到的通信数据和对应的时间点，并存储控制器生成的报警信息，以及存储触发生成报警信息的通信数据对应的计时结果。
需要说明的是，前述图1-图2实施例中对总线报警系统实施例的解释说明也适用于该实施例的总线报警方法，其实现原理类似，此处不再赘述。
本实施例中，通过实时探测总线上，每个报警探测器所属的行车控制器和/或轨旁控制器与外部设备的通信数据，在未探测到通信数据的时间点上，触发计时器对报警探测器未探测到通信数据过程的持续时间进行计时；在报警探测器未探测到通信数据时，启动并对报警探测器未探测到通信数据过程的持续时间进行计时，得到计时结果；采集计时结果和通信数据，并在计时结果为持续时间大于或者等于预设时间阈值，和/或，通信数据的特征与预设特征不同时，根据计时结果和通信数据生成报警信息，以进行报警处理，能够实现实时监控总线上的通信数据，有效提升总线上通信数据的监控效果。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种总线报警系统，其特征在于，所述总线报警系统为嵌入式系统，包括：
多个报警探测器，所述多个报警探测器分别设置在行车控制器和/或轨旁控制器处，每个报警探测器用于实时探测总线上，其所属的行车控制器和/或轨旁控制器与外部设备的通信数据，在未探测到通信数据的时间点上，触发计时器对所述报警探测器未探测到通信数据过程的持续时间进行计时；
所述计时器，所述计时器用于在所述报警探测器未探测到通信数据时，启动并对所述报警探测器未探测到通信数据过程的持续时间进行计时，得到计时结果；
控制器，所述控制器用于采集所述计时结果和所述通信数据，并在所述计时结果为所述持续时间大于或者等于预设时间阈值，和/或，所述通信数据的特征与预设特征不同时，根据所述计时结果和所述通信数据生成报警信息，以进行报警处理。
2.如权利要求1所述的总线报警系统，其特征在于，还包括：
时钟，用于对每个报警探测器实时探测所述通信数据的时间点进行计时；
所述控制器还用于，获取所述时钟对探测所述通信数据计时得到的时间点，并根据所述时间点对所述通信数据进行标记，在所述通信数据的特征与预设特征不同时，所述控制器获取特征与所述预设特征不同的通信数据对应的时间点。
3.如权利要求1所述的总线报警系统，其特征在于，还包括：
存储器，所述存储器用于存储所述多个报警探测器所探测到的通信数据和对应的时间点，并存储所述控制器生成的报警信息，以及存储触发生成所述报警信息的通信数据对应的计时结果。
4.如权利要求1或2所述的总线报警系统，其特征在于，所述通信数据的特征/预设特征为数据的类型特征。
5.如权利要求1所述的总线报警系统，其特征在于，所述总线为RS485总线或者CAN总线。
6.一种总线报警方法，其特征在于，包括以下步骤：
实时探测总线上，每个报警探测器所属的行车控制器和/或轨旁控制器与外部设备的通信数据，在未探测到通信数据的时间点上，触发计时器对所述报警探测器未探测到通信数据过程的持续时间进行计时；
在所述报警探测器未探测到通信数据时，启动并对所述报警探测器未探测到通信数据过程的持续时间进行计时，得到计时结果；
采集所述计时结果和所述通信数据，并在所述计时结果为所述持续时间大于或者等于预设时间阈值，和/或，所述通信数据的特征与预设特征不同时，根据所述计时结果和所述通信数据生成报警信息，以进行报警处理。
7.如权利要求6所述的总线报警方法，其特征在于，还包括：
对每个报警探测器实时探测所述通信数据的时间点进行计时；
获取时钟对探测所述通信数据计时得到的时间点，并根据所述时间点对所述通信数据进行标记；
在所述通信数据的特征与预设特征不同时，获取特征与所述预设特征不同的通信数据对应的时间点。
8.如权利要求6所述的总线报警方法，其特征在于，还包括：
存储所述多个报警探测器所探测到的通信数据和对应的时间点，并存储所述控制器生成的报警信息，以及存储触发生成所述报警信息的通信数据对应的计时结果。
9.如权利要求6或7所述的总线报警方法，其特征在于，所述通信数据的特征/预设特征为数据的类型特征。
10.如权利要求6所述的总线报警方法，其特征在于，所述总线为RS485总线或者CAN总线。
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