CN111812440A - 一种机车信号机自动检测系统 - Google Patents

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Abstract

一种机车信号机自动检测系统，属于机车信号检测技术领域，为解决现有机车信号机检测过程中调节点灯电压和对数据传输单元参数配置方式繁琐的问题。它包括：信号灯驱动模块切换点灯电压、点亮和熄灭信号灯；信号灯电流采集模块采集工作电流并发送至控制模块；数据传输单元配置通信模块根据人机交互界面模块输入的工作参数对数据传输单元进行配置；控制模块控制信号灯驱动模块切换点灯电压点亮信号灯、控制信号灯电流采集模块采集工作电流、接收信号灯电流采集模块采集的工作电流并通过人机交互界面模块显示；控制模块还通过人机交互界面模块读取对数据传输单元配置的工作参数、控制数据传输单元配置通信模块配置。本发明用于对机车信号机进行检测。

Description

一种机车信号机自动检测系统
技术领域
本发明涉及一种机车信号机自动检测系统，属于机车信号检测技术领域。
背景技术
机车信号是在机车的司机室内指示列车前方运行条件的信号。在地面信号机为主体信号的前提下，机车信号为辅助信号，它能自动地反映列车运行前方地面信号机的显示状态和运行条件，指示列车运行，并与列车自动停车装置结合，确保列车的安全运行。
机车信号机，属于铁路机车信号接收装置，具体地说是安装在机车驾驶室内的机车信号接收机，用于对机车从地面上接收到的信号进行处理。通过主机板处理由机车感应器从钢轨上接收到的移频信号，对应显示在机车信号机相应灯位上，向司机提供下一区段列车占用情况信息。
对机车信号机的检测，需要将信号灯的电灯电压分别调节至60V、48V和35V，测试三种点灯电压下信号灯能否正常点亮，并测试48V点灯电压下每个信号灯的工作电流是否在10mA-20mA之间。
现有机车信号机的检测存在以下问题：
1、对机车信号机的DTU(Data Transfer Unit，数据传输单元，将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据，通过无线通信网络进行传送的无线终端设备)模块配置参数需要将DTU模块拆下，在PC端配置工作参数；配置准确性不高，且配置方式繁琐，效率较低；
2、需要人工调节三次点灯电压，并且需要依次控制三种点灯电压下八个信号灯的点亮和熄灭，同时观察电流值的变化，操作流程繁琐，检测效率较低。
发明内容
本发明目的是为了解决现有机车信号机的检测过程中调节点灯电压和对数据传输单元参数配置的方式繁琐的问题，提供了一种机车信号机自动检测系统。
本发明所述一种机车信号机自动检测系统，它包括控制模块、信号灯驱动模块、信号灯电流采集模块、数据传输单元配置通信模块和人机交互界面模块；
信号灯驱动模块用于切换点灯电压，以及用于点亮和熄灭信号灯；
信号灯电流采集模块用于采集点亮的信号灯的工作电流，并将采集的工作电流发送至控制模块；
数据传输单元配置通信模块用于对数据传输单元的工作参数进行配置；
人机交互界面模块用于显示信号灯电流采集模块采集的工作电流，以及用于输入对数据传输单元配置的工作参数；
控制模块用于控制信号灯驱动模块切换点灯电压、控制信号灯驱动模块点亮信号灯、控制信号灯电流采集模块采集工作电流、接收信号灯电流采集模块采集的工作电流，以及将所述工作电流通过人机交互界面模块进行显示；
控制模块还用于通过人机交互界面模块读取对数据传输单元配置的工作参数，以及控制数据传输单元配置通信模块对数据传输单元配置工作参数。
优选的，所述控制模块通过11个IO接口连接信号灯驱动模块；
11个IO接口分别输出高电平信号或低电平信号；
其中：
8个IO接口输出的电平信号，分别用于控制信号灯驱动模块中的8个点灯继电器，实现控制8个信号灯的点亮和熄灭；
3个IO接口输出的电平信号，分别用于控制信号灯驱动模块中的3个切换继电器，实现控制3种点灯电压的切换。
优选的，所述控制模块IO接口输出的高电平信号为3.3V电平，信号灯驱动模块通过电平转换芯片将输入的3.3V电平转换为5V电平，进而控制切换继电器和点灯继电器的吸合。
优选的，所述控制信号灯驱动模块将机车信号机输入的60V电压分为三个通道，分别由三个切换继电器控制输出；
第一通道输出60V电压，第二通道采用分压电阻输出48V电压，第三通道采用分压电阻输出35V电压；
通过三个切换继电器的吸合和释放实现三种点灯电压的切换。
优选的，所述控制模块通过AD接口采集信号灯电流采集模块中采样电阻的两端电压，控制模块根据采集的电压计算流经信号灯的工作电流。
优选的，所述控制模块通过第一串口通信接口与人机交互界面模块进行数据传输，完成人机交互界面模块对工作电流的显示和数据传输单元配置工作参数的输入。
本发明的优点：本发明提出的一种机车信号机自动检测系统，具有如下优点：
1、自动调节点灯电压，无需人工参与，提高了信号灯工作性能检测的效率：只需外部输入60V工作电压，就能够通过其内部的信号灯驱动模块自动调节信号灯的点灯电压，以及控制信号灯的点亮和熄灭，测量信号灯的工作电流并显示在人机界面模块上，不再需要人工调节点灯电压和控制信号灯的点亮和熄灭，提高了信号灯工作性能的检测速度。
2、在信号灯检测功能的基础上增加DTU(数据传输单元)模块参数配置功能，提高工作效率：将信号灯检测功能和DTU模块配置功能结合在一起，能够自动完成机车信号机的工作性能测试和DTU模块工作参数的配置，提高了机车信号机的检测效率。
附图说明
图1是本发明所述一种机车信号机自动检测系统的原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种机车信号机自动检测系统，它包括控制模块、信号灯驱动模块、信号灯电流采集模块、数据传输单元配置通信模块和人机交互界面模块；
信号灯驱动模块用于切换点灯电压，以及用于点亮和熄灭信号灯；
信号灯电流采集模块用于采集点亮的信号灯的工作电流，并将采集的工作电流发送至控制模块；
数据传输单元配置通信模块用于对数据传输单元的工作参数进行配置；
人机交互界面模块用于显示信号灯电流采集模块采集的工作电流，以及用于输入对数据传输单元配置的工作参数；
控制模块用于控制信号灯驱动模块切换点灯电压、控制信号灯驱动模块点亮信号灯、控制信号灯电流采集模块采集工作电流、接收信号灯电流采集模块采集的工作电流，以及将所述工作电流通过人机交互界面模块进行显示；
控制模块还用于通过人机交互界面模块读取对数据传输单元配置的工作参数，以及控制数据传输单元配置通信模块对数据传输单元配置工作参数。
本实施方式中，所述控制模块采用STM32F407ZET6实现。
进一步的，所述控制模块通过11个IO接口连接信号灯驱动模块；
11个IO接口分别输出高电平信号或低电平信号；
其中：
8个IO接口输出的电平信号，分别用于控制信号灯驱动模块中的8个点灯继电器，实现控制8个信号灯的点亮和熄灭；
3个IO接口输出的电平信号，分别用于控制信号灯驱动模块中的3个切换继电器，实现控制3种点灯电压的切换。
本实施方式中，所述点灯继电器采用TX2-5V实现，所述切换继电器采用DS2Y-S-DC5V实现。
再进一步的，所述控制模块IO接口输出的高电平信号为3.3V电平，信号灯驱动模块通过电平转换芯片将输入的3.3V电平转换为5V电平，进而控制切换继电器和点灯继电器的吸合。
本实施方式中，所述电平转换芯片采用SN74ALVC164245实现。
再进一步的，所述控制信号灯驱动模块将机车信号机输入的60V电压分为三个通道，分别由三个切换继电器控制输出；
第一通道输出60V电压，第二通道采用分压电阻输出48V电压，第三通道采用分压电阻输出35V电压；
通过三个切换继电器的吸合和释放实现三种点灯电压的切换。
再进一步的，所述控制模块通过AD接口采集信号灯电流采集模块中采样电阻的两端电压，控制模块根据采集的电压计算流经信号灯的工作电流。
本实施方式中，信号灯电流采集模块将采样电阻的两端电压通过精密运算放大器进行电压的100倍放大，然后送入STM32F407ZET6核心处理器的AD采集接口中，根据该电压和采样电阻的阻值计算信号灯的工作电流。
再进一步的，所述控制模块通过第一串口通信接口与人机交互界面模块进行数据传输，完成人机交互界面模块对工作电流的显示和数据传输单元配置工作参数的输入。
本实施方式中，STM32F407ZET6通过USART接口与人机交互界面模块进行数据传输。人机界面模块使用触摸屏进行信号灯点灯电压和工作电流的显示，完成单/双面8显信号机的选择，故障原因的显示；完成DTU模块配置参数的输入，STM32F407ZET6核心处理器的USART2接口通过RS232芯片将TTL电平转换为RS2323电平，和人机界面模块进行通信。
本发明中，所述控制模块第二串口通信接口输出的信号通过隔离收发器将TTL电平转换为RS422电平，然后通过机车信号机的RS422总线与数据传输单元进行通信，完成数据传输单元工作参数的配置；
本发明中，所述隔离收发器采用ISO3080实现。机车信号机通过I/II-SZ接口中的RS422总线与DTU模块进行通信。
本发明提出的一种机车信号机自动检测系统，只需外部输入60V工作电压，就能够通过其内部的信号灯驱动模块自动调节信号灯的点灯电压和控制信号灯的点亮熄灭，测量信号灯的工作电流并显示在人机界面模块上
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (6)

1.一种机车信号机自动检测系统，其特征在于，它包括控制模块、信号灯驱动模块、信号灯电流采集模块、数据传输单元配置通信模块和人机交互界面模块；
信号灯驱动模块用于切换点灯电压，以及用于点亮和熄灭信号灯；
信号灯电流采集模块用于采集点亮的信号灯的工作电流，并将采集的工作电流发送至控制模块；
数据传输单元配置通信模块用于对数据传输单元的工作参数进行配置；
人机交互界面模块用于显示信号灯电流采集模块采集的工作电流，以及用于输入对数据传输单元配置的工作参数；
控制模块用于控制信号灯驱动模块切换点灯电压、控制信号灯驱动模块点亮信号灯、控制信号灯电流采集模块采集工作电流、接收信号灯电流采集模块采集的工作电流，以及将所述工作电流通过人机交互界面模块进行显示；
控制模块还用于通过人机交互界面模块读取对数据传输单元配置的工作参数，以及控制数据传输单元配置通信模块对数据传输单元配置工作参数。
2.根据权利要求1所述的一种机车信号机自动检测系统，其特征在于，所述控制模块通过11个IO接口连接信号灯驱动模块；
11个IO接口分别输出高电平信号或低电平信号；
其中：
8个IO接口输出的电平信号，分别用于控制信号灯驱动模块中的8个点灯继电器，实现控制8个信号灯的点亮和熄灭；
3个IO接口输出的电平信号，分别用于控制信号灯驱动模块中的3个切换继电器，实现控制3种点灯电压的切换。
3.根据权利要求2所述的一种机车信号机自动检测系统，其特征在于，所述控制模块IO接口输出的高电平信号为3.3V电平，信号灯驱动模块通过电平转换芯片将输入的3.3V电平转换为5V电平，进而控制切换继电器和点灯继电器的吸合。
4.根据权利要求2或3所述的一种机车信号机自动检测系统，其特征在于，所述控制信号灯驱动模块将机车信号机输入的60V电压分为三个通道，分别由三个切换继电器控制输出；
第一通道输出60V电压，第二通道采用分压电阻输出48V电压，第三通道采用分压电阻输出35V电压；
通过三个切换继电器的吸合和释放实现三种点灯电压的切换。
5.根据权利要求1所述的一种机车信号机自动检测系统，其特征在于，所述控制模块通过AD接口采集信号灯电流采集模块中采样电阻的两端电压，控制模块根据采集的电压计算流经信号灯的工作电流。
6.根据权利要求1所述的一种机车信号机自动检测系统，其特征在于，所述控制模块通过第一串口通信接口与人机交互界面模块进行数据传输，完成人机交互界面模块对工作电流的显示和数据传输单元配置工作参数的输入。
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