CN114296532A - 一种riom机箱及其网络控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种RIOM机箱及其网络控制系统，包括PWR电源模块、CPU模块、DI模块和DO模块，背板桥接电路和网络控制系统，网络控制系统包括RIOM机箱、中央控制单元和显示单元，背板桥接电路包括设置在DI模块中的DI通道上的DI通道桥接开关和设置在DO模块中的DO通道上的DO通道桥接开关，用于桥接DI通道和DO通道导通；中央控制单元用于为RIOM机箱的CPU模块发送模式激活信号指令和DO通道控制指令；CPU模块发送模式激活信号至背板桥接电路，从而打开DI通道桥接开关和DO通道桥接开关，使DI模块通道与DO模块通道桥接，用于测试DI通道和DO通道是否正常工作。通过DI、DO模块切换通道的方式，免去了线缆与连接器的拆接过程，保护设备的硬件接口稳定。
Description
技术领域
本发明涉及RIOM机箱领域，尤其涉及一种RIOM机箱及其网络控制系统。
背景技术
现有的技术方案对现场工作人员测试RIOM机箱的健康状态与否任务较为繁重，测试前需要拔线DI、DO模块的连接器、线缆，裸露出DI与DO的硬件通道外部接口后进行测试，对DI通道的测试方法为，通过模拟对硬线高电平的状态信号，从而测试每个DI通道的实际情况，通过查询对应DI通道在网络通信总线上的数据来判断通道的稳定与可靠性情况，对DO的测试方法为，使用便携式的笔记本或信号激励设备，模拟通信总线中的控制指令，从而让RIOM机箱完成DO通道的信号输出，通过测试工装等，判断DO通道的稳定性与可靠性情况。这种测试过程较为费事，工作人员需要先解扣连接器和线缆，然后对裸露的DI、DO模块的外部接口通道进行相应的测试，其所带来的安全隐患为经常的插拔连接器或线缆，会使得本该固定连接的线缆和连接器松动，从而列车运行时由于产生车体与结构的振动，会使得松动的线缆和连接器脱离，从而影响行车安全。因此，目前的测试手段对工作人员的技术水平要求较高，往往相关人员需要经过培训和学习，才能看懂网络总线上的通信数据，同时还需要技术人员熟悉并能运用DI、DO通道的接口定义，另外，目前的测试过程较为耗时，受每个项目的实际需求，DI、DO模块在不同的项目上最多可达到8个DI与8个DO的数量，每个模块拥有20几个通道，测试起来十分耗时，且极易出错，从而影响检测的准确性,且在测试的过程中，需要给DI模块和DO模块外接24～110V不等的电源输入，以及测试使用的工装，较为费力。
发明内容
本发明提供一种RIOM机箱及其网络控制系统，以克服测试时需要插拔连接器或线缆、耗时较长等技术问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种RIOM机箱，包括PWR电源模块、CPU模块、DI模块和DO模块，其特征在于：还包括背板桥接电路，所述背板桥接电路包括设置在所述DI模块中的DI通道上的DI通道桥接开关和设置在所述DO模块中的DO通道上的DO通道桥接开关，用于桥接所述DI通道和所述DO通道导通；
所述CPU模块发送模式激活信号至所述背板桥接电路，所述背板桥接电路接收所述模式激活信号打开DI通道桥接开关和DO通道桥接开关同时断开相应的与外部接口通道，使DI模块与DO模块的通道内部桥接，用于测试DI通道和DO通道是否导通。
进一步的，当DI通道数量与DO通道数量相同时，DI通道与DO通道一一对应并桥接；当DI通道数量与DO通道数量不同时，DI通道与DO通道通过复用机制对应桥接。
进一步的，DI模块与DO模块通道桥接时，DI模块接通与背板桥接电路的连接，断开DI通道与机箱外部接口的连接，DO模块接通与背板桥接电路的连接，断开DO通道与机箱外部接口的连接；DI模块与DO模块不桥接时，DI模块断开与背板桥接电路的连接，接通DI通道与机箱外部接口的连接，DO模块断开与背板桥接电路的连接，接通DO通道与机箱外部接口的连接。
进一步的，所述测试DI模块和DO模块具体方法为：当所述DI模块与所述DO模块通道完成背板电路桥接后，DI模块和DO模块向CPU模块反馈桥接完成状态信号，CPU模块接收桥接完成状态信号后通过通信总线将桥接完成状态信号反馈给机车的中央控制单元，中央控制单元确认桥接完成状态信号后，逐一发出DO通道控制指令给CPU模块，所述CPU模块接收DO通道控制指令并传输至DO模块，DO模块接收DO通道控制指令并发出高电平信号至DI通道，DI通道接收高电平信号并产生高电平反馈信号通过DI模块至CPU模块。
一种使用所述的RIOM机箱的网络控制系统，包括中央控制单元，所述中央控制单元用于为CPU模块发送模式激活信号和DO通道控制指令，所述模式激活信号用于使DI模块与DO模块通道通过背板桥接电路桥接，所述DO通道控制指令用于使DO模块的每个DO通道发出高电平信号。
进一步的，还包括显示单元，所述CPU模块通过通信总线将DO通道控制指令的高电平反馈信号传输至通信总线，使显示单元收到中央控制单元发出的DO通道控制指令和CPU模块转发DI模块发出的高电平反馈信号，DO通道控制指令和高电平反馈信号用于判断DI通道和DO通道是否导通，并显示测试结果。
进一步的，判断DI模块和DO模块是否导通的规则为：当显示单元上同时显示DO通道控制指令和对应的DI模块通道的高电平反馈信号时，判定DI模块和DO模块均导通；当显示单元上不显示DO通道控制指令和DI模块通道高电平反馈信号时，判定DI模块和DO模块均不导通；当显示单元上显示DO通道控制指令且不显示DI模块通道高电平反馈信号时，判定DO模块导通且DI模块不导通。
进一步的，所述显示单元设置测试启动模块用于人机交互，所述测试启动模块用于向中央控制单元发送测试开始指令，中央控制单元接收测试开始指令并向CPU模块发送模式激活信号。
进一步的，所述显示单元设置测试结束模块用于人机交互，所述测试结束模块用于向中央控制单元发送测试结束指令，中央控制单元接收测试结束指令并向CPU模块发送结束信号，CPU模块接收结束信号使背板桥接电路断开DI通道与DO通道的桥接。
有益效果：
1)本发明通过背板桥接电路与DI、DO模块切换通道的方式，免去了线缆与连接器的拆接过程，保护设备的硬件接口、线缆使用的稳定性；
2)本发明在RIOM机箱测试过程中不需要技术人员掌握网络通信知识和设备的硬件接口信息，通过确认显示单元的显示信息就可以判定RIOM通道的异常情况；
3)本发明利用背板桥接电路，将DO的输出信号透传给DI输入通道，实现了一个信号两端测试的效果，自动化的流程大大提高了通道测试的效率，并减少了人工检测的人为失误，检测效率高，检测结果更可靠。
4)本发明省去检测人员的工装制作和接线，以及给DI、DO模块供电的外接电源，提高检测效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明背板桥接电路导通示意图；
图2为RIOM机箱外观图；
图3为DI模块DI通道导通示意图；
图4为DO模块DO通道导通示意图；
图5为DO模块、DI模块与背板桥接电路连接示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
本实施例提供了一种RIOM机箱及其网络控制系统，如图1-5所示，包括PWR电源模块、CPU模块、DI模块和DO模块，其特征在于：还包括背板桥接电路，所述背板桥接电路包括设置在所述DI模块中的DI通道上的DI通道桥接开关和设置在所述DO模块中的DO通道上的DO通道桥接开关，用于桥接所述DI通道和所述DO通道导通，此时DI和DO的外部接口通道断开，测试期间的信号，不会影响到与外部接口相连的硬线信号；
所述CPU模块发送模式激活信号至所述背板桥接电路，所述背板桥接电路接收所述模式激活信号打开DI通道桥接开关和DO通道桥接开关，使DI模块与DO模块通道桥接，用于测试DI通道和DO通道是否导通。
在具体实施例中，当DI通道数量与DO通道数量相同时，DI通道与DO通道一一对应并桥接；当DI通道数量与DO通道数量不同时，DI通道与DO通道通过复用机制对应桥接。具体的，DI模块上的DI通道数与DO模块上的DO通道数量不一致时，需灵活配置桥接电路的实现方式，如DI模块拥有20个DI通道，而DO模块拥有16个DO通道，此时，先将DO-1至DO-16通道与DI-1至DI-16通道桥接，通过复用且复合DO通道的方式，桥接剩余通道，如DO-1与DO-16联合桥接DI-17通道，逻辑电路设置为，当DO-1与DO-16同时输出高电平，则DI-17可收到DO通道的高电平信号信息，同理，当DO通道数量大于DI通道时，也运用复用和复合通道的方式建立桥接电路，解决测试问题。当DI与DO模块数量相等时，则按照顺序建立DI1模块与DO1模块，以及DIN模块与DON模块的桥接关系，若DI模块数量与DO模块数量不对等时，可采用复用机制，即一个DO模块对应多个DI模块桥接，或一个DI模块对应多个DO模块复合信号桥接，原理与通道一致。
在具体实施例中，DI模块与DO模块桥接时，DI模块接通与背板桥接电路的连接，断开DI通道与机箱外部接口的连接，DO模块接通与背板桥接电路的连接，断开DO通道与机箱外部接口的连接；DI模块与DO模块不桥接时，DI模块断开与背板桥接电路的连接，接通DI通道与机箱外部接口的连接，DO模块断开与背板桥接电路的连接，接通DO通道与机箱外部接口的连接。
在具体实施例中，所述测试DI模块和DO模块通道具体方法为：当所述DI模块与所述DO模块通道完成背板电路桥接后，DI模块和DO模块向CPU模块反馈桥接完成状态信号，CPU模块接收桥接完成状态信号后通过通信总线将桥接完成状态信号反馈给机车的中央控制单元，中央控制单元确认桥接完成状态信号后，发出DO通道控制指令给CPU模块，所述CPU模块接收DO通道控制指令并传输至DO模块，DO模块接收DO通道控制指令并发出高电平信号至DI通道，DI通道接收高电平信号并产生高电平反馈信号通过DI模块至CPU模块。具体的，对DO-1～DO-N通道按照一定的时间间隔(可由项目根据实际需求拟定，如无特殊要求，则可定为500ms的时间间隔)发出高电平信号输出的DO通道控制指令。
一种使用所述的RIOM机箱的网络控制系统，包括中央控制单元，所述中央控制单元用于为CPU模块发送模式激活信号和DO通道控制指令，所述模式激活信号用于使DI模块与DO模块通过背板桥接电路桥接，所述DO通道控制指令用于使DO模块发出高电平信号。
在具体实施例中，还包括显示单元，所述CPU模块通过通信总线将DI通道高电平反馈信号传输至通信总线，使显示单元收到中央控制单元发出的DO通道控制指令和DI通道高电平反馈信号，用于判断DI通道和DO通道是否导通，并显示测试结果。
在具体实施例中，判断DI模块和DO模块是否导通的规则为：当显示单元上同时显示DO通道控制指令和DI通道高电平反馈信号时，判定DI模块和DO模块通道均导通；当显示单元上不显示DO通道控制指令和DI通道高电平反馈信号时，判定DI模块和DO模块通道均不导通；当显示单元上显示DO通道控制指令且不显示DI通道高电平反馈信号时，判定DO模块通道导通且DI模块通道不导通。
在具体实施例中，所述显示单元设置测试启动模块用于人机交互，所述测试启动模块用于向中央控制单元发送测试开始指令，中央控制单元接收测试开始指令并向CPU模块发送模式激活信号。
在具体实施例中，所述显示单元设置测试结束模块用于人机交互，所述测试结束模块用于向中央控制单元发送测试结束指令，中央控制单元接收测试结束指令并向CPU模块发送结束信号，CPU模块接收结束信号使背板桥接电路断开DI通道与DO通道的桥接。具体的，DO、DI模块同时恢复外部接口通道的使用，断开背板通道的使用。
在具体实施例中，所述显示单元为显示屏。
如图2所示，RIOM机箱从左起，依次为PWR电源模块、CPU模块、2个DI模块以及2个DO模块，DI模块上有16、20、24等不同数量配置的DI通道，用于接收整车上的各路硬线信号，DO模块通常为20个DO通道，用来输出网络控制系统需要远程控制的继电器、开关等信号，分别通过DO通道传给硬线，到达连接的电子器件。
RIOM机箱测试模式时，背板桥接电路的桥接通道会导通，DI模块开始与DO模块的对应通道进行信号的传递，此时，DI模块只保留背板DI通信功能，需切断机箱外侧的外部裸露通道，以保证避免此时外部硬线状态变化，引起的裸露机箱外的DI通道接收了高电平信号导致的测试结果不准确。DI通道接通电路示意图如图3所示。RIOM机箱测试模式时，DI模块在收到CPU模块的模式激活信号后，将背板DI通道接通ON位，同时接通外部接口DI通道OFF位，反之，在非RIOM机箱测试模式时，DI模块接通背板DI通道接通OFF位，同时接通外部接口DI通道ON位，在本发明中，背板DI通道与外部接口DI通道的接通是互斥状态，二者不能同时接通，否则DI模块的信号在收到背板或外部通道的信号任意一个时，都会认为信号有效。
RIOM机箱测试模式时，背板的桥接通道会导通，DI模块开始与DO模块的对应通道进行信号的传递，此时，DO模块只保留背板DO通信功能，需切断机箱外侧的外部裸露通道，以保证避免此时DO外部通道输出高电平信号，引起外部硬线状态变化，导致测试结果不准确。DO通道接通电路示意图如图4所示。RIOM机箱测试模式时，DO模块在收到CPU的模式激活信号后，将背板DO通道接通ON位，同时接通外部接口DO通道OFF位，反之，在非RIOM机箱测试模式时，DO模块接通背板DO通道接通OFF位，同时接通外部接口DO通道ON位，在本发明中，背板DO通道与外部接口DO通道的接通是互斥状态，二者不能同时接通，否则DO模块将对背板和外部通道均输出高电平，若引起外部硬线的状态变化，会引起行车安全问题。
在具体实施例中，若RIOM机箱有3个DI模块(每块有20个DI通道)和2个DO模块(每块有16个DO通道)，现需要对RIOM机箱进行测试。
1、桥接电路设置
根据出现的RIOM机箱配置情况，首先搭建DI1与DO1，DI2与DO2的背板桥接电路，由于DI模块的数量大于DO模块数量，于是采用复用机制，再将DI3与DO1进行背板的桥接电路设置。
2、通道设置
根据RIOM机箱配置情况，每个DI模块有20个DI通道，每个DO模块有16个DO通道，以DI1模块与DO1模块桥接组合为例，先将DO-1至DO-16通道与DI-1至DI-16通道桥接，采用复用且复合DO通道的方式，桥接剩余通道，将DO-1与DO-16联合桥接DI-17通道，逻辑电路设置为，当DO-1与DO-16同时输出高电平，则DI-17可收到DO通道的高电平信号信息，同理，DO-2与DO-15联合桥接DI-18通道，DO-3与DO-14联合桥接DI-19通道，DO-4与DO-15联合桥接DI-20通道。此处联合通道可为任意两个不同的通道。
3、测试过程
在显示单元上点击RIOM的测试启动模块，此时网络系统进入RIOM测试模式，RIOM机箱的CPU模块收到总线中的信息后，通知DI、DO模块准备好背板通道的切换，在DI、DO模块分别返回准备好的状态后，由CPU模块在总线中发送DI1、DI2、DI3、DO1、DO2模块通道准备完毕的通信信号，中央控制单元收到该反馈信号后，按照500ms的时间间隔，依次发送DO1模块和DO2模块的DO-1、DO-2、……、DO-16,输出高电平信号，此时的DI1与DI3模块的DI通道可收到背板桥接电路上的DO通道输出的高电平信号，并按照桥接电路信号通过CPU模块将DI通道高电平信号的结果反馈至通信总线中，此时显示屏根据RIOM测试过程中的信息，从而判断对应DO通道与DI通道的导通关系，如，DO1模块的DO-1通道输出高电平指令且DI1模块的DI-1通道反馈高电平信号，则在显示屏上报出DI1的DI-1通道与DO1的DO-1通道检测合格信息，反之则报出检测不合格信息，同理，对逐个通道检测情况进行判断与结果显示。在全部通道合格后，或者测试人员点击测试结束模块，则RIOM机箱根据模式信息，切换通道为外部接口。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种RIOM机箱，包括PWR电源模块、CPU模块、DI模块和DO模块，其特征在于：还包括背板桥接电路，所述背板桥接电路包括设置在所述DI模块中的DI通道上的DI通道桥接开关和设置在所述DO模块中的DO通道上的DO通道桥接开关，用于桥接所述DI通道和所述DO通道导通；
所述CPU模块发送模式激活信号至所述背板桥接电路，所述背板桥接电路接收所述模式激活信号打开DI通道桥接开关和DO通道桥接开关同时断开相应的与外部接口通道，使DI模块与DO模块的通道内部桥接，用于测试DI通道和DO通道是否导通。
2.如权利要求1所述的RIOM机箱，其特征在于：当DI通道数量与DO通道数量相同时，DI通道与DO通道一一对应并桥接；当DI通道数量与DO通道数量不同时，DI通道与DO通道通过复用机制对应桥接。
3.如权利要求2所述的RIOM机箱，其特征在于：DI模块与DO模块通道桥接时，DI模块接通与背板桥接电路的连接，断开DI通道与机箱外部接口的连接，DO模块接通与背板桥接电路的连接，断开DO通道与机箱外部接口的连接；DI模块与DO模块不桥接时，DI模块断开与背板桥接电路的连接，接通DI通道与机箱外部接口的连接，DO模块断开与背板桥接电路的连接，接通DO通道与机箱外部接口的连接。
4.如权利要求3所述的RIOM机箱，其特征在于，所述测试DI模块和DO模块具体方法为：当所述DI模块与所述DO模块通道完成背板电路桥接后，DI模块和DO模块向CPU模块反馈桥接完成状态信号，CPU模块接收桥接完成状态信号后通过通信总线将桥接完成状态信号反馈给机车的中央控制单元，中央控制单元确认桥接完成状态信号后，逐一发出DO通道控制指令给CPU模块，所述CPU模块接收DO通道控制指令并传输至DO模块，DO模块接收DO通道控制指令并发出高电平信号至DI通道，DI通道接收高电平信号并产生高电平反馈信号通过DI模块至CPU模块。
5.一种使用如权利要求4所述的RIOM机箱的网络控制系统，其特征在于：包括中央控制单元，所述中央控制单元用于为CPU模块发送模式激活信号和DO通道控制指令，所述模式激活信号用于使DI模块与DO模块通道通过背板桥接电路桥接，所述DO通道控制指令用于使DO模块的每个DO通道发出高电平信号。
6.如权利要求5所述的一种使用RIOM机箱的网络系统，其特征在于：还包括显示单元，所述CPU模块通过通信总线将DO通道控制指令的高电平反馈信号传输至通信总线，使显示单元收到中央控制单元发出的DO通道控制指令和CPU模块转发DI模块发出的高电平反馈信号，DO通道控制指令和高电平反馈信号用于判断DI通道和DO通道是否导通，并显示测试结果。
7.如权利要求6所述的一种使用RIOM机箱的网络系统，其特征在于，判断DI模块和DO模块是否导通的规则为：当显示单元上同时显示DO通道控制指令和对应的DI模块通道的高电平反馈信号时，判定DI模块和DO模块均导通；当显示单元上不显示DO通道控制指令和DI模块通道高电平反馈信号时，判定DI模块和DO模块均不导通；当显示单元上显示DO通道控制指令且不显示DI模块通道高电平反馈信号时，判定DO模块导通且DI模块不导通。
8.如权利要求7所述的一种使用RIOM机箱的网络系统，其特征在于：所述显示单元设置测试启动模块用于人机交互，所述测试启动模块用于向中央控制单元发送测试开始指令，中央控制单元接收测试开始指令并向CPU模块发送模式激活信号。
9.如权利要求8所述的一种使用RIOM机箱的网络系统，其特征在于：所述显示单元设置测试结束模块用于人机交互，所述测试结束模块用于向中央控制单元发送测试结束指令，中央控制单元接收测试结束指令并向CPU模块发送结束信号，CPU模块接收结束信号使背板桥接电路断开DI通道与DO通道的桥接。
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