CN201345051Y - 一种机车触摸显示系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机车触摸显示系统，它包括多个触摸显示器、一通讯模块和一下位机；各触摸显示器包括触摸屏、主板、显示屏、背光逆变单元和一电源，触摸显示器能依据设定设置其中任意一台为主机，其余为从机，主机通过TCP/IP网络与各从机进行数据交换；主板包括中心处理单元、触摸控制单元、校验存储单元、显示驱动单元、后备电池和若干对外接口；通讯模块在各触摸显示器和下位机之间提供通讯连接，下位机通过传感器组件采集机车各系统的数据，根据触摸显示器中主机的数据查询指令，依据通讯协议发送响应数据，以控制机车的运行逻辑，并通过通讯模块输送至各触摸显示器显示机车的状况。本实用新型满足当前铁路机车使用需求、用户操作习惯和使用维护方便并适用于DF7型机车使用。

Description

一种机车触摸显示系统

技术领域

本实用新型涉及一种机车用显示装置，特别是指一种机车触摸显示系统。

背景技术

目前，随着国内外用户对机车整体性能要求的提高，现有的显示装置已无法满足当前小批量、多样化、智能化产品的机车市场要求。国内铁路机车显示装置多为适合单司机室使用并具有功能按键的人机界面，其硬件多基于X86主板，通信和显示程序都是在DOS操作系统下采用C语言开发。现有显示技术主要存在以下几点不足：1、程序庞大，难于调试和更改；2、没有机车故障状态下诊断提示等功能且不能在机车发生故障时为司乘人员及时提供帮助；3、不能提供有利于进行机车整体性能设计改进的记录。适合双端司机室使用的具有多机监控显示，并具有辅助智能功能的显示系统越来越受到业内广泛关注和迫切需要。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种满足当前铁路机车使用需求、用户操作习惯和使用维护方便并且适用于DF7型机车使用的主从机通信触摸显示系统。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种机车触摸显示系统，其特征在于：它包括多个触摸显示器、一通讯模块和一下位机；各所述触摸显示器包括触摸屏、主板、显示屏、背光逆变单元和一电源，所述触摸显示器能依据设定设置其中任意一台为主机，其余为从机，所述主机通过TCP/IP网络与各所述从机进行数据交换；所述主板包括中心处理单元、触摸控制单元、校验存储单元、显示驱动单元、后备电池和若干对外接口；所述通讯模块在各所述触摸显示器和所述下位机之间提供通讯连接，所述下位机通过传感器组件采集机车各系统的数据，根据所述触摸显示器中主机的数据查询指令，依据通讯协议发送响应数据，以控制所述机车的运行逻辑，并通过所述通讯模块输送至各所述触摸显示器显示所述机车的状况。

所述主机的设定是在任一所述触摸显示器的触摸屏上点击“数据采集”按键，该所述触摸显示器即被设定为主机，其它所述触摸显示器则为从机。

所述触摸控制单元包括二触摸信号采集单元，其中：第一触摸信号采集单元，用于采集查询数据的指令，并传送给所述主机中的中心处理单元；第二触摸信号采集单元，用于采集所述主机被确认的信息，并传送给所述主机中的中心处理单元。

所述通讯模块包括一数据接收单元，用于获取所述下位机发送的响应数据，并转存入所述校验存储单元；一数据发送单元，用于接收所述主机中的中心处理单元发出的数据，并发送给各所述从机。

所述校验存储单元为一存储设备，用于存储并验证所述数据接收单元发送的数据中校验码是否正确，并发送给所述中心处理单元。

所述存储设备为一固化电子盘。

所述通讯模块为RS232接口的通讯模块或者RS485接口的通讯模块。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、由于本实用新型内部采用了TCP/IP网络通讯，使得触摸显示系统双机或多机能够同时准确可靠的实时显示机车柴油机和电气系统关键参数、状态及故障信息，便于司乘人员在行车时实时监视机车状态；2、由于本实用新型可根据需要随时选择触摸显示系统中的一台显示器作为通讯主机，主机显示器可以为司乘人员提供查询机车故障记录报表和设置机车运行状态、修正机车参数等功能，便于掌握机车运行状态，同时主机显示器还可以防止无关人员操作造成机车参数错误，使记录混乱无效，因此保证了的系统安全性要求；3、本实用新型具有方便快捷排除故障的诊断提示功能，即在机车故障发生时，触摸显示系统可以在提供故障提示的同时给出若干故障产生的可能原因和检修处理办法，便于机车维护保养维修人员现场迅速快捷的排除故障；4、本实用新型具有故障记录信息的下载功能，可随时将机车故障信息通过USB接口转存，便于技术人员对故障进行统计分析，及时改进、提升整车质量；5、本实用新型的核心部分采用了嵌入式低功耗PIII级CPU，Win CE操作系统性能稳定，手指触摸操作方便，程序具有灵活的界面调整功能，下载方便，能够及时满足用户对机车的小批量、多样化要求，并可通过触摸屏幕进行基本的文件操作和屏幕保护操作。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的触摸显示器的组成框图；

图3是本实用新型的驱动程序模块的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细的描述。

如图1、图2所示，本实用新型所提供的触摸显示系统包括多个触摸显示器10、一个通讯模块20和下位机30。各触摸显示器10可以区分为一个主机和多个从机，主机与各从机之间采用TCP/IP网络通讯进行数据交换，触摸显示系统通过通信模块20与下位机30之间实现实时通讯。用户可以从多个触摸显示器10中任选一触摸显示器为主机，剩余的触摸显示器10则为从机，被确认为主机的触摸显示器10通过通信模块20与下位机30进行数据通信。下位机30通过传感器组件31采集机车32的电气系统工作状态，以及机车32内部各系统的数据，同时根据触摸显示器10中主机的数据查询指令，依据通讯协议发送响应数据，以负责机车32的运行逻辑控制，并通过通讯模块20输送给各触摸显示器10进行显示。本实施例以DF7型机车为具体实施，为满足DF7型机车原微机显示系统RS232通讯方式要求，考虑到机车双端司机室通讯距离，通讯模块20采用RS232/485接口的通讯模块，以实现各触摸显示器10与下位机30之间的通讯传输，通讯模块20包括数据接收单元21和数据发送单元22。

如图2所示，每一触摸显示器10均包括设置在机箱中的一触摸屏11、一主板12、一显示屏13(如液晶显示屏)、一背光逆变单元14和一电源15。其中主板12包括一中心处理单元121、一触摸控制单元122、一校验存储单元123、一显示驱动单元124、后备电池和多个对外接口。其中，触摸屏11层叠在显示屏13上部，二者都安装在触摸显示器10的机箱前面板上，主板12、背光逆变单元14和电源15安装在触摸显示器10机箱内部的安装板上，内部安装板固定在机箱前面板上，各对外接口包括LAN接口、USB接口、串口(RS232/485)、PS/2键盘接口和鼠标接口，均安装在机箱后盖上。

本实施例中，触摸屏11采用四线电阻式，分辨率为1024*1024，内存为256M。主板12的中心处理单元121包括CPU及其外围电路，CPU采用ARM处理器，型号是S3C2410X 833MHz。触摸控制单元122包括第一触摸信号采集单元1221和第二触摸信号采集单元1222，用来采集用户的指令。校验存储单元123采用一固化电子盘，该固化电子盘是一CF卡，用于存储并验证数据帧中校验码是否正确。显示驱动单元124内设置有一驱动程序模块和一显示程序模块，其运行环境为预装无限点MCGS嵌入版组态。本实用新型的显示系统采用的是微软嵌入式实时多任务操作系统Microsoft Windows CE 4.2，由于主、从机之间采用TCP/IP协议，因此主、从机的IP地址可以分别设定。驱动程序模块和显示程序模块是根据主、从机不同需求，分别下载存储至显示驱动单元124，为保证产品的互换性和适用性，各触摸显示器10的操作系统增加了主、从工程设定程序，实现一台触摸显示器10存储两个以上工程文件，从而用户可以通过触摸屏11设置触摸显示器10的IP地址，即指定主从机。

如图3所示，显示驱动单元124的驱动程序模块的工作过程包括以下步骤：

1、初始化：触摸显示系统上电，由中心处理单元121初始化，并由校验存储单元123校验收发协议是否正确。

2、定义：

a、由显示驱动单元124中的驱动程序模块控制代码和数据帧格式的识别，对数组的每个数据进行定义，获取各个设备通道的名称和类型。

b、定义通用通信属性，即下位机30对象属性，通信波特率、通信周期等。

c、定义设备命令，包括：读取故障记录、查询某条故障记录、查询和设置时钟、查询和设置轮径、核对和设置密码、清除累计参数、清除故障记录、查询运转工况。

d、定义读写命令，即根据TCP/IP协议对从串口(RS232/485)读取的数据进行解码并存储、返回。

3、设定主机：串口初始化时，触摸显示系统的中心处理单元121默认所有的触摸显示器10均为从机。当司乘人员在某一触摸显示器10的触摸屏11上点击“数据采集”按键时，本触摸显示器10即被设定为主机，其它触摸显示器10则为从机。第二触摸信号采集单元1222获取本触摸显示器10为主机的确认信息，并将该信息传递给主机中的中心处理单元121。中心处理单元121接收到本触摸显示器10为主机的信息后，建立串行通信链路，并向从机发送禁止命令，同时通过数据发送单元22向下位机30发送查询信息指令。被确认的从机将等待主机发送的数据，并通过数据发送单元22发送至显示屏13显示。

4、下位机30接收到主机发送的数据查询指令后，依据通讯协议即TCP/IP协议，仅向主机发送响应数据，主机中的数据接收单元21将获取的响应数据转存入校验存储单元124，校验存储单元124按协议核对数据，并验证数据帧中校验码是否正确。如果校验码正确无误，由主机中的中心处理单元121对校验码进行分析解码，再通过显示驱动单元124后，发送至主机的显示屏13上显示数据，并通过主机中的数据发送单元22发送给各从机。

5、若出现触摸操作调用命令，即有读取故障记录、查询某条故障记录、查询和设置时钟、查询和设置轮径、核对和设置密码、清除累计参数、清除故障记录、查询运转工况等操作之一时，则执行设备命令，然后返回步骤4；若没出现触摸操作调用命令，则直接返回步骤4。

步骤5中，司乘人员可以通过显示屏11上的“故障查询”和“参数设置”两个功能按键，来分别查询机车历史记录和设置参数，第一触摸信号采集单元1221得到相应确认命令后，发送相关命令到中心处理单元121，中心处理单元121通过数据发送单元22向下位机30发送查询数据指令，然后，下位机30将返回的需要查询的数据发送至数据接收单元21，再通过校验存储单元124存储校验后，发送至中心处理单元121分析处理，处理的结果经过显示驱动单元124后，最后发送至显示屏13进行显示。

触摸显示系统的显示程序模块通过显示界面的设计组态和脚本程序的编制来实现实时和历史数据的显示。触摸显示系统上电后，所有显示器均默认为“从机”。当显示屏13上的启动界面上的“数据采集”按钮得到确认后，当前触摸显示器10为系统通信主机，其它触摸显示器10则为从机。显示程序模块接收驱动程序模块解码的数据包，进行实时显示。

本实用新型具有三级显示功能和历史故障记录信息的下载功能，主、从机均具有一、二级显示功能，下面进行详细说明。

一级显示(57个设备通道信息)：以数值、指示灯、图表等多种方式实时显示机车、柴油机系统、电气系统数据信息和工作状态以及主发基准信息、柴油机工作累积信息等。

二级显示：故障发生时，触摸显示器10的主界面的循环脚本程序对下位机30故障信息进行判断，以字符串方式在显示屏13上显示故障名称，同时显示屏13自动弹出故障提示窗口，故障提示窗口显示故障的诊断依据和故障发生后下位机30的控制及复位方法等相关信息，便于司乘或检修人员及时排除故障。故障提示窗口在故障复位后可以自动关闭，也可以手动关闭。

主机的三级显示和操作功能：主机通过11个设备命令操作包括读取故障记录、查询某条故障记录、查询和设置时钟、查询和设置轮径、核对和设置密码、清除累计参数、清除故障记录、查询运转工况来实现。从机不能进入三级显示，从机的显示的主界面上没有“故障查询”和“参数设置”两项功能，如果司乘人员需要了解机车历史状况或改变当前参数设置时，可通过从机的主界面进行主、从机切换设置即可。

通过查询主机机车历史故障信息记录功能，从下位机30读取故障信息并存入主机内部的硬盘内，再通过USB接口下载至PC机，便于技术人员对故障进行统计分析及机车状态的记录保存，实现及时改进、提升整车质量。

此外，司乘人员可以通过显示屏13上的“帮助”功能按键获取整个触摸显示器各页面内容、各操作键的含义以及常见故障的处理办法。

以上所述，为本实用新型的较佳实施例，仅用于说明本实用新型的技术方案，并不能以此来限制本实用新型的专利保护范围。本实用新型所采用的微控制器件、触摸和显示屏及各种微型芯片出可以采用上文中所公开的型号，还可以采用本领域任何公知的可以实现相同功能的微控制器件、触摸和显示屏及各种微型芯片。

Claims (6)

1、一种机车触摸显示系统，其特征在于：它包括多个触摸显示器、一通讯模块和一下位机；各所述触摸显示器包括触摸屏、主板、显示屏、背光逆变单元和一电源，所述触摸显示器能依据设定设置其中任意一台为主机，其余为从机，所述主机通过TCP/IP网络与各所述从机进行数据交换；所述主板包括中心处理单元、触摸控制单元、校验存储单元、显示驱动单元、后备电池和若干对外接口；

所述通讯模块在各所述触摸显示器和所述下位机之间提供通讯连接，所述下位机通过传感器组件采集机车各系统的数据，根据所述触摸显示器中主机的数据查询指令，依据通讯协议发送响应数据，以控制所述机车的运行逻辑，并通过所述通讯模块输送至各所述触摸显示器显示所述机车的状况。

2、如权利要求1所述的一种机车触摸显示系统，其特征在于：所述触摸控制单元包括二触摸信号采集单元，其中：

第一触摸信号采集单元，用于采集查询数据的指令，并传送给所述主机中的中心处理单元；

第二触摸信号采集单元，用于采集所述主机被确认的信息，并传送给所述主机中的中心处理单元。

3、如权利要求1所述的一种机车触摸显示系统，其特征在于：所述通讯模块包括一数据接收单元，用于获取所述下位机发送的响应数据，并转存入所述校验存储单元；一数据发送单元，用于接收所述主机中的中心处理单元发出的数据，并发送给各所述从机。

4、如权利要求1所述的一种机车触摸显示系统，其特征在于：所述校验存储单元为一存储设备，用于存储并验证所述数据接收单元发送的数据中校验码是否正确，并发送给所述中心处理单元。

5、如权利要求4所述的一种机车触摸显示系统，其特征在于：所述存储设备为一固化电子盘。

6、如权利要求1所述的一种机车触摸显示系统，其特征在于：所述通讯模块为RS232接口的通讯模块或者RS485接口的通讯模块。

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