CN113485209A - 一种基于平台的健康管理系统 - Google Patents

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倪亚玲
丁辉
张煜
刘辉
潘雷
黄赟
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
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    • G05B19/0423—Input/output
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/24—Pc safety
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Abstract

本发明公开了一种基于平台的健康管理系统，其与上位机以及平台的其余各个模块相连，包括：系统模块；与系统模块相连的网络通信模块、通信功能模块和FPGA；其中所述FPGA连接于故障接收模块和功能模式位控制模块；所述的故障接收模块用于接收平台的其余各个模块的电压及温度报警信号，所述FPGA对故障接收模块接收的电压及温度报警信号进行处理；当所述功能模式位控制模块的模式为00时，表明平台的其余各个模块工作正常，此时所述健康管理模块监控各个模块的运行状态；当所述功能模式位控制模块的模式为11时，平台的其余各个模块处于上电测试状态，所述健康管理模块对其余各个模块进行功能测试。

Description

一种基于平台的健康管理系统
技术领域
本发明涉及轨道交通通信信号领域，特别涉及一种基于平台的健康管理系统。
背景技术
在轨道交通日益发展、运行速度日益增快、载客载货量日益增加的大背景下，
对车辆运行的安全性要求越来越高，对机车车辆通信信号处理及采集设备的运行稳定性及正确性的要求越来越高，因此基于平台的一体化健康管理系统应运而生。基于平台的一体化故障诊断系统包含了平台设备、基于平台的一体化健康管理模块及上位机软件。针对这个系统，提出一种基于平台的一体化健康管理模块设计方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于平台的健康管理系统，能够兼容不同功能配置的设备平台的监测模块，配置灵活、造价低廉、安装方便、开发维护方便，可以对平台的采集、输出、控制、通信等功能的健康状况进行离线及在线监测。
为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种基于平台的健康管理系统，其与上位机以及平台的其余各个模块相连，其特点是，包括：
系统模块；
与系统模块相连的网络通信模块、通信功能模块和FPGA；
其中所述FPGA连接于故障接收模块和功能模式位控制模块；
所述的故障接收模块用于接收平台的其余各个模块的电压及温度报警信号，所述FPGA对故障接收模块接收的电压及温度报警信号进行处理；
当所述功能模式位控制模块的模式为00时，表明平台的其余各个模块工作正常，此时所述健康管理模块监控各个模块的运行状态；当所述功能模式位控制模块的模式为11时，平台的其余各个模块处于上电测试状态，所述健康管理模块对其余各个模块进行功能测试。
所述的网络通信模块包括：4G/5G通信单元和/或以第一以太网通信单元。
所述的系统模块采用ARM为架构。
所述的通信功能模块包括：第二以太网通信单元、M-LVDS总线通信单元、CAN总线通信单元或RS485/RS422串口通信单元中的一种或几种。
该健康管理系统还包括一环境监测模块，用于对健康管理系统内部的环境进行监测。
该健康管理系统还包括一调试模块，用于对健康管理系统进行系统调试。
该健康管理系统还包括一数据存储模块，用于保存健康管理系统的监控和测试信息。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、功能丰富。本方案存储方式多样，配置了以太网通信、M-LVDS总线通信、CAN总线通信、RS485/RS422串口通信等多种通信方式。
2、造价低廉。本方案涉及一个设备的增加，大大增加了整个平台的安全性。
3、安装方便，开发维护方便。本方案在平台内安装便捷，可以通过远程方式进行维护。
4、适配不同的平台配置。平台会根据不同的用户需求配置平台内的功能设备，同一个健康管理模块可以兼容不同配置的平台.
附图说明
图1为本发明一种基于平台的健康管理系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中平台的结构示意图；
图3为本发明一种基于平台的健康管理系统的使用流程图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
如图1、2所示，一种基于平台的健康管理系统，其与上位机以及平台的其余各个模块相连，具体地，上述平台的其余各个模块具体包括：平台主控模块、平台通信模块、平台功能模块、平台采集模块和平台输出模块，包括：系统模块；与系统模块相连的网络通信模块、通信功能模块和FPGA；其中所述FPGA连接于故障接收模块和功能模式位控制模块；所述的故障接收模块用于接收平台的其余各个模块的电压及温度报警信号，所述FPGA对故障接收模块接收的电压及温度报警信号进行处理；当所述功能模式位控制模块的模式为00时，表明平台的其余各个模块工作正常，此时所述健康管理模块监控各个模块的运行状态；当所述功能模式位控制模块的模式为11时，平台的其余各个模块处于上电测试状态，所述健康管理模块对其余各个模块进行功能测试。
需要说明的是，上述的故障接收模块被配置为2位故障处理数据位，直接连接到FPGA进行处理。一位数据位用来接收平台内其他设备的电压及温度报警信号，一位数据位用来发送FPGA对报警信号的处理结果。
所述的网络通信模块包括：4G/5G通信单元和/或以第一以太网通信单元；所述的系统模块采用ARM为架构。
所述的通信功能模块包括：第二以太网通信单元、M-LVDS总线通信单元、CAN总线通信单元或RS485/RS422串口通信单元中的一种或几种，可以使用这几种通信方式和不同平台内的设备进行数据交互，监控各个设备运行状态及通信状态。
上述的系统还包括一环境监测模块，用于对健康管理系统内部的环境进行监测，具体地上述的环境监测功能模块为温湿度传感器，会对设备内部的温湿度进行监控，当环境温度或湿度出现异常，会进行记录及报警；一调试模块(DEBUG模块)，用于对健康管理系统进行系统调试；一数据存储模块，用于保存健康管理系统的监控和测试信息，可以为USB2.0接口、工业U盘接口、SD卡接口、MMC存储。
图3为基于平台的健康管理系统的使用流程图，如图3所示，一种使用上述的基于平台的健康管理系统的方法包括：
步骤1，上位机通过网络向健康管理模块发出模式位指令；
步骤2，健康管理模块响应模式位指令；
步骤3，当需要进入上电测试模式，健康管理模块模式位为11，其他设备响应进入上电测试状态。其他设备的各功能项连接健康管理模块，和健康管理模块进行功能交互测试，确认每个功能的正确性；
步骤4，当需要进入运行状态监控模式，健康管理模块模式位为00，其他设备响应进入运行状态监控模式。其他设备的各功能正常运行，控制车辆信号，通过M-LVDS总线将状态数据传输给健康管理模块。健康管理模块同时接收来着各模块的温度及电压故障信息，故障报警时，通过FPGA控制电平信号切断电源板电源；
步骤5，健康管理模块的监控及测试信息会保存在存储模块中。
综上所述，本发明一种于平台的健康管理系统，能够兼容不同功能配置的设备平台的监测模块，配置灵活、造价低廉、安装方便、开发维护方便，可以对平台的采集、输出、控制、通信等功能的健康状况进行离线及在线监测。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”、“第二”、“第三”等关系术语(如果存在)仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”、“包含”、“具有”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种基于平台的健康管理系统，其与上位机以及平台的其余各个模块相连，其特征在于，包括：
系统模块；
与系统模块相连的网络通信模块、通信功能模块和FPGA；
其中所述FPGA连接于故障接收模块和功能模式位控制模块；
所述的故障接收模块用于接收平台的其余各个模块的电压及温度报警信号，所述FPGA对故障接收模块接收的电压及温度报警信号进行处理；
当所述功能模式位控制模块的模式为00时，表明平台的其余各个模块工作正常，此时所述健康管理模块监控各个模块的运行状态；当所述功能模式位控制模块的模式为11时，平台的其余各个模块处于上电测试状态，所述健康管理模块对其余各个模块进行功能测试。
2.如权利要求1所述的基于平台的健康管理系统，其特征在于，所述的网络通信模块包括：4G/5G通信单元和/或以第一以太网通信单元。
3.如权利要求1所述的基于平台的健康管理系统，其特征在于，所述的系统模块采用ARM为架构。
4.如权利要求1所述的基于平台的健康管理系统，其特征在于，所述的通信功能模块包括：第二以太网通信单元、M-LVDS总线通信单元、CAN总线通信单元或RS485/RS422串口通信单元中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的基于平台的健康管理系统，其特征在于，还包括一环境监测模块，用于对健康管理系统内部的环境进行监测。
6.如权利要求1所述的基于平台的健康管理系统，其特征在于，还包括一调试模块，用于对健康管理系统进行系统调试。
7.如权利要求1所述的基于平台的健康管理系统，其特征在于，还包括一数据存储模块，用于保存健康管理系统的监控和测试信息。
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