CN201549004U

CN201549004U - 车辆数据记录装置

Info

Publication number: CN201549004U
Application number: CN2009202724498U
Authority: CN
Inventors: 赵国平; 蔡景荣; 李砾工; 张立斌; 王建强; 李时智; 王忠福; 刘维洋
Original assignee: CNR Dalian Electric Traction R& D Center Co Ltd
Current assignee: CRRC Dalian R&D Co Ltd
Priority date: 2009-11-24
Filing date: 2009-11-24
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2019-11-24
Also published as: WO2011063635A1

Abstract

本实用新型公开了一种车辆数据记录装置，包括：主处理器和辅助处理器，主处理器集成有控制器局域网接口、第一RS485接口和第二RS485接口，用于通过控制器局域网接口和/或第一RS485接口连接轨道车辆总线，从轨道车辆上获取行车数据；辅助处理器集成有第三RS485接口和存储器，第三RS485接口与主处理器集成的第二RS485接口通过RS485数据线连接，用于通过RS485数据线从主处理器接收行车数据，并将接收的行车数据存储于存储器中。本实用新型的车辆数据记录装置在实现对小型轨道车辆的必要行车数据的采集功能的同时，能够实现该车辆数据记录装置结构和操作简单、体积小且制造成本低。

Description

车辆数据记录装置

技术领域

本实用新型涉及数据采集存储技术，特别涉及一种车辆数据记录装置，属于数据记录领域。

背景技术

目前我国轨道交通进入快速发展的时期，尤其新兴的有轨电车、地铁交通、轻轨交通、城际交通等对轨道车辆的多方面需求，把我国轨道交通推到了一个新的高峰。随着轨道车辆的增多，如何确保车辆的安全运营成为一个至关重要的问题。在大铁路方面，如现有的机车、高速动车组一般都配有专门的行车安全保护装置与数据记录装置。目前在我国大铁路行业主要使用的行车安全保护装置与数据记录装置为LKJ2000。LKJ2000型列车运行监控记录装置主要包括：监控主机(双套模块冗余)和显示器(数码显示器或屏幕显示器)，以及与之配套的压力传感器(对列车管、均衡风缸、制动缸进行压力检测)、光电速度传感器、机车信号、地面信息接收器(如防撞土挡装置)、机车工况、柴油机转速、制动控制机构(包含常用制动及紧急放风阀)、双针速度表、平调灯显设备、TAX2箱(多种安全监测、运行信息传输提供接口)、机车鸣笛记录装置、事故状态记录器等组成。

LKJ2000型列车运行监控记录装置自行采集种类繁多的行车数据并记录，比如，通过安装压力传感器来采集机车的均衡风缸压力和制动缸压等压力信息；通过安装光电式速度传感器从机车中直接采集机车的速度信息，并通过驱动双针速度表显示机车运行的实际速度；其他机车信号信息通过输入/输出(I/O)硬线进行采集，或通过RS485/RS422串行通信方式在两个设备间连接的总线获取；并通过事故状态记录器来记录机车中采集到的各种信息数据。另外，控制器局域网(CAN)作为该LKJ2000型列车运行监控记录装置内部通信的网络，监控主机通过双路CAN串行总线或VEM并行总线实现对该LKJ2000型列车运行监控记录装置中的其他模块的控制和管理。

但是，该LKJ2000型列车运行监控记录装置数据采集功能繁多，并不完全适用于轻轨或地铁等车辆的信号采集；并且，由于该LKJ2000型列车运行监控记录装置采集数据功能繁多，势必需要多种模块对这些数据进行对应的采集，并通过专门的转储器将记录的数据下载到地面的微机系统，从而导致该LKJ2000型列车运行监控记录装置的结构和操作复杂、体积庞大且制造成本高昂；另外，该LKJ2000型列车运行监控记录装置主要通过I/O硬线采集数据，并且在对外通信接口方面，仅能提供RS485、RS422等普通接口。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种车辆数据记录装置，具有两个处理器，主处理器通过控制器局域网接口和/或第一RS485接口从轨道车辆中获取行车数据，辅助处理器通过RS485数据线从主处理器接收行车数据，从而在实现该数据记录装置对小型轨道车辆的必要行车数据的采集功能的同时，能够实现该车辆数据记录装置结构和操作简单、体积小且制造成本低。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种车辆数据记录装置，包括：主处理器和辅助处理器，

所述主处理器集成有控制器局域网接口、第一RS485接口和第二RS485接口，用于通过所述控制器局域网接口和/或所述第一RS485接口连接轨道车辆总线，从所述轨道车辆上获取行车数据；

所述辅助处理器集成有第三RS485接口和存储器，所述第三RS485接口与所述主处理器集成的所述第二RS485接口通过RS485数据线连接，用于通过所述RS485数据线从所述主处理器接收所述行车数据，并将接收的所述行车数据存储于所述存储器中。

如上所述的车辆数据记录装置，其中，还包括：用于保护所述行车数据的机箱，所述辅助处理器和所述存储器封装在所述机箱中。

如上所述的车辆数据记录装置，其中，所述机箱的外壳为高强度铝合金外壳，所述机箱的内壁为耐高温、导热性差的防火材料内壁。

如上所述的车辆数据记录装置，其中，所述存储器为安全数字存储卡，所述辅助处理器还集成有控制器，用于控制所述安全数字存储卡对所述行车数据进行存储。

如上所述的车辆数据记录装置，其中，所述辅助处理器还集成有以太网接口，用于通过所述以太网接口从所述存储器下载所述行车数据。

如上所述的车辆数据记录装置，其中，第一电源接口、第二电源接口和电源模块，所述电源模块将所述轨道车辆中使用的直流电压转换为所述主处理器所需的供电电压，并通过所述第一电源接口为所述主处理器提供所述供电电压，将所述轨道车辆中使用的直流电压转换为所述辅助处理器所需的供电电压，并通过所述第二电源接口为所述辅助处理器提供所述供电电压。

如上所述的车辆数据记录装置，其中，所述第三RS485接口、所述以太网接口和所述第二电源接口设置在所述机箱上。

如上所述的车辆数据记录装置，其中，所述第三RS485接口、所述以太网接口和所述第二电源接口为与所述机箱紧密配合的连接器。

由上述技术方案可知，本实用新型通过采用该车辆数据记录装置，具有以下有益效果：

1、主处理器提供RS485总线接口和CAN总线接口两种接口，适用于不同类型的轨道车辆总线输出的信号的采集，接口全面、采集行车数据方便；

2、通过连接的轨道车辆总线获取行车数据的功能完善，可以满足地铁、轻轨等轨道车辆对于数据记录的要求；

3、由于只需要小型轨道车辆能够安全行车所需要的功能，因此该车辆数据记录装置结构和操作简单、体积小且制造成本低，能够广泛应用于轨道交通行业；

4、设计高可靠性的用于保护行车数据的机箱，避免意外事故对行车数据保存的影响；

5、采用技术先进的安全数字存储卡存储行车数据，能够直接采用该存储卡的读卡器读取存储的行车数据，使得该车辆数据记录装置具有存储空间大、整体体积小、安装方便等优点，并且不需专用设备进行对存储的行车数据读取，为轨道车辆的故障查找、分析、解决带来非常大的便利，并有效确保轨道交通车辆运行的安全；

6、通过以太网接口实现存储的行车数据的快速下载，使得可以无需插拔安全数字存储卡即可进行行车数据的传输。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的车辆数据记录装置第一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型的车辆数据记录装置第二实施例的结构示意图；

图3为本实用新型车辆数据记录装置的RS485接口电路图；

图4为本实用新型车辆数据记录装置的CAN接口电路图；

图5为本实用新型车辆数据记录装置的SD存储卡接口电路图。

具体实施方式

本实用新型提供一种车辆数据记录装置，包括：主处理器和辅助处理器，其中，主处理器集成有控制器局域网(Controller Area Network，简称CAN)接口、第一RS485接口和第二RS485接口，用于通过CAN接口和/或第一RS485接口连接轨道车辆总线，从轨道车辆上获取行车数据；辅助处理器集成有第三RS485接口和存储器，第三RS485接口与主处理器集成的第二RS485接口通过RS485数据线连接，用于通过RS485数据线从主处理器接收行车数据，并将接收的行车数据存储于存储器中。针对轨道车辆，本实用新型的车辆数据记录装置采用了两个处理器，其中，主处理器提供RS485总线接口和CAN总线接口两种接口，适用于不同类型的轨道车辆总线输出的信号的采集，接口全面、采集行车数据方便；该车辆数据记录装置的功能完善，可以满足地铁、轻轨等轨道车辆对于数据记录的要求；并且，该车辆数据记录装置具有结构简单、体积小、安装方便和制造成本低廉等优点，能够广泛应用于轨道交通行业。

图1为本实用新型的车辆数据记录装置第一实施例的结构示意图。如图1所示，该车辆数据记录装置包括：主处理器1和辅助处理器2。主处理器1集成有CAN接口11、第一RS485接口12和第二RS485接口13，用于通过CAN接口11和/或第一RS485接口12连接轨道车辆总线，从轨道车辆上获取行车数据。其中，由于现行的轨道车辆上各个设备或检测装置连接的车辆总线可能是CAN网络协议下的总线，也可以是RS485协议下的总线，还可能两种协议下的总线都有，因此，该车辆数据记录装置的主处理器1集成有两种协议模式的接口，以便与不同的车辆总线进行连接以获取轨道车辆的行车数据；另外，轨道车辆的行车数据包括有整车的速度、温度、电压等参数，还包括有车内各种设备的运行状态信息，例如：空调、各个车门、牵引系统、制动系统等的运行状态信息。辅助处理器2集成有第三RS485接口21和存储器22，第三RS485接口21与主处理器1集成的第二RS485接口13通过RS485数据线连接，用于通过RS485数据线从主处理器1接收行车数据，并将接收的行车数据存储于存储器22中。在主处理器1和辅助处理器2之间采用RS485数据线进行通信，可以增强数据传输过程中的抗干扰性。

本实施例提供的车辆数据记录装置，主处理器提供RS485总线接口和CAN总线接口两种接口，适用于不同类型的轨道车辆总线输出的信号的采集，接口全面、采集行车数据方便；该车辆数据记录装置的功能完善，可以满足地铁、轻轨等轨道车辆对于数据记录的要求；并且，由于只需要小型的轨道车辆能够安全行车所需要的功能，因此该车辆数据记录装置结构和操作简单、体积小且制造成本低，能够广泛应用于轨道交通行业。

图2为本实用新型的车辆数据记录装置第二实施例的结构示意图。如图2所示，在上述实施例的基础上，该车辆数据记录装置还包括：用于保护行车数据的机箱3，辅助处理器2和存储器封装在该机箱3中。该机箱3是一个防护等级很高的专用机箱，可以最大程度的保护行车数据。该机箱3可以采用高强度铝合金外壳，可以保证在遭受较大压力时，机箱结构稳定，不会发生较大的变形，有效保护存储器不受损伤；为了起到在着火、高温等环境下对存储器的保护，在机箱3内部使用了耐高温、导热性差的防火材料。

另外，如图2所示，该车辆数据记录装置的辅助处理器2中的存储器可以是安全数字(Secure Digital，简称SD)存储卡23，该辅助处理器2还集成有控制器24，用于控制SD存储卡23对行车数据进行存储。该SD存储卡23具有体积较小、存储空间大、方便替换等优点，即使在该数据记录装置遭到破坏时，也只要一个普通的SD存储卡23的读卡器就可以获取车辆数据，而无需使用专门的设备来操作。

另外，如图2所示，该辅助处理器2还集成有以太网接口25，用于通过以太网接口25从SD存储卡23下载行车数据。在该车辆数据记录装置正常运行的情况下，可以通过该以太网接口25方便、快速的下载该车辆数据记录装置中的行车数据，而无需打开机箱3取出SD存储卡23然后再使用读卡器读取行车数据。

另外，如图2所示，在上述实施例的基础上，该车辆数据记录装置还包括：第一电源接口4、第二电源接口5和电源模块6。电源模块6将轨道车辆中使用的直流电压转换为主处理器1所需的供电电压，并通过第一电源接口4为主处理器1提供供电电压，将轨道车辆中使用的直流电压转换为辅助处理器2所需的供电电压，并通过第二电源接口5为辅助处理器2提供供电电压。在该车辆数据记录装置中的主处理器和辅助处理器一般使用5V或3.3V的电源，电源模块6负责电源的转化工作。在电源设计时，充分考虑到轨道车辆主要使用DC110V电源或DC24V电源的情况，选择电源模块时，对于DC110V和DC24V电源采用相同封装的结构，实际应用中可以根据具体需要选择DC110V或DC24V的电源。

另外，如图2所示，在上述实施例的基础上，第三RS485接口21、以太网接口25和第二电源接口5可以设置在机箱3上。即机箱3保护内部的辅助处理器2、SD存储卡23和控制器24，并将各个接口设置在机箱3的外壳上。所述第三RS485接口21、所述以太网接口25和所述第二电源接口5可以为与机箱3紧密配合的连接器，该连接器的使用防护等级可以达到IP67，从而有效避免液体侵入机箱3的内部。

另外，在设计该车辆数据记录装置时，没有将整个数据记录装置均放置在机箱3中，主要是基于该车辆数据记录装置与车辆总线的连接有CAN接口11或第一RS485接口12，如果将CAN接口11和第一RS485接口12设置在机箱3上，接入车辆总线时就需要特制的连接器，通用性差；还有电源模块6发热量比较高，如果放到密封的机箱3中，容易导致机箱3内的热量散发不出去，如果长时间运行势必导致机箱3内部温度太高，容易导致电子器件损坏。

下面通过具体的芯片及接口连接电路对该车辆数据记录装置进行详细描述。

本实用新型的实施例中所使用的两个处理器分别为主处理器C8051F040和辅助处理器S3C2410A。C8051F040的内部具有64K字节高速Flash、4K+256字节高速SRAM、两个UART串行接口、5个通用的16位定时器、片内看门狗定时器以及温度传感器。S3C2410A是一款低成本、高集成度、基于ARM920T的32位RISC微处理器。S3C2410A的内部集成了NAND Flash控制器、SDRAM控制器、3个UART串口、4通道DMA、4通道PWM定时器及117个多功能I/O口、RTC实时时钟、8通道10位ADC等。

图3为本实用新型车辆数据记录装置的RS485接口电路图。如图3所示，主处理器C8051F040使用UART0口与辅助处理器S3C2410A的UART0口通讯，为了增强抗干扰能力，在这两个处理器的UART0口增加了电平转化模块MAX485，将电平信号转化为RS485差分信号。另外主处理器C8051F040使用UART1口提供一个与车辆总线连接的RS485总线接口，用来从车辆总线中采集数据。

图4为本实用新型车辆数据记录装置的CAN接口电路图。如图4所示，主处理器C8051F040提供了目前在轨道交通中广泛使用的CAN总线，C8051F040内部集成了CAN总线接口，在设计该CAN总线接口时使用SN65HVD230作为CAN收发器完成电平转化。

另外，RS485总线和CAN总线作为轨道车辆应用的标准总线，该车辆数据记录装置提供的连接器型号都为D-SUB9。

图5为本实用新型车辆数据记录装置的SD存储卡接口电路图。如图5所示，该车辆数据记录装置中使用的存储器为SD存储卡，辅助处理器S3C2410A内部集成了SD存储卡的控制器，J17为插入SD存储卡的卡座，CLK为SD存储卡的控制器提供时钟信号，CMD为双向的命令/应答信号，DATA0、DATA1、DATA2、DATA3为4位数据信号。该SD存储卡可以只有1位数据DTA0实现。PAD1、PAD2与该SD存储卡的外壳相连。另外SD存储卡的每个信号都需要接10K欧的上拉电阻，C132、C83为滤波电容。

另外，辅助处理器S3C2410A由于没有内置的以太网控制器，设计时可以使用DM9000AE作为网络芯片实现以太网接口的控制器，网络变压器使用的为H16106SN。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种车辆数据记录装置，其特征在于，包括：主处理器和辅助处理器，

2.根据权利要求1所述的车辆数据记录装置，其特征在于，还包括：用于保护所述行车数据的机箱，所述辅助处理器和所述存储器封装在所述机箱中。

3.根据权利要求2所述的车辆数据记录装置，其特征在于，所述机箱的外壳为高强度铝合金外壳，所述机箱的内壁为耐高温、导热性差的防火材料内壁。

4.根据权利要求2所述的车辆数据记录装置，其特征在于，所述存储器为安全数字存储卡，所述辅助处理器还集成有控制器，用于控制所述安全数字存储卡对所述行车数据进行存储。

5.根据权利要求2所述的车辆数据记录装置，其特征在于，所述辅助处理器还集成有以太网接口，用于通过所述以太网接口从所述存储器下载所述行车数据。

6.根据权利要求5所述的车辆数据记录装置，其特征在于，还包括：第一电源接口、第二电源接口和电源模块，所述电源模块将所述轨道车辆中使用的直流电压转换为所述主处理器所需的供电电压，并通过所述第一电源接口为所述主处理器提供所述供电电压，将所述轨道车辆中使用的直流电压转换为所述辅助处理器所需的供电电压，并通过所述第二电源接口为所述辅助处理器提供所述供电电压。

7.根据权利要求6所述的车辆数据记录装置，其特征在于，所述第三RS485接口、所述以太网接口和所述第二电源接口设置在所述机箱上。

8.根据权利要求7所述的车辆数据记录装置，其特征在于，所述第三RS485接口、所述以太网接口和所述第二电源接口为与所述机箱紧密配合的连接器。