CN209102815U - 一种轨道电路发送器测试装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供的轨道电路发送器测试装置，应用于铁路信号技术领域，包括单片机及接口电路，接口电路包括译码器和测试电路，单片机的输入端与上位机相连，接收上位机发送的控制命令，单片机的输出端与译码器的输入端相连，输出译码指令，译码器的输出端与测试电路的输入端相连，测试电路的输出端与轨道电路发送器的输入端相连，输出测试信号，本装置模拟轨道电路发送器在实际使用中可能接收到的工作信号，验证轨道电路发送器是否能够正常工作，并通过将上位机发送的不同的控制命令传输至轨道电路发送器，可以实现对轨道电路发送器在不同工况下的运行测试，充分验证轨道电路发送器的产品质量。

Description

一种轨道电路发送器测试装置

技术领域

本实用新型涉及铁路信号技术领域，更具体地说，涉及一种轨道电路发送器测试装置。

背景技术

随着我国列车速度的提高及高速铁路的建设，为了确保列车运行的安全，对列车控制系统提出了更高的要求。其中，轨道电路系统作为列车控制系统的一部分，主要用于检查钢轨的断轨及轨道的占用情况，是保证铁路系统行车安全的关键设备。

轨道电路系统中的轨道电路发送器，主要用于根据接收到的控制命令向轨道电路系统中的轨道电路读取器发送移频信号，通过移频信号向列车传送前方区段轨道的空闲情况，与轨道电路读取器相互配合，保证列车在轨道上能够安全行驶。

鉴于轨道电路发送器的重要性，必须对轨道电路发送器进行测试，以验证轨道电路发送器能否根据接收到的控制命令发送对应的移频信号。因此，如何提供一种轨道电路发送器测试装置，模拟轨道电路发送器的控制命令，对轨道电路发送器进行测试，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种轨道电路发送器测试装置，模拟轨道电路发送器的控制命令，对轨道电路发送器进行测试，验证轨道电路发送器的产品质量。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型提供一种轨道电路发送器测试装置，包括：单片机及接口电路，所述接口电路包括译码器和测试电路，其中，

所述单片机的输入端与上位机相连，接收所述上位机发送的控制命令；

所述单片机的输出端与所述译码器的输入端相连，输出译码指令；其中，所述译码指令为所述控制命令按预设规则转换后得到的指令；

所述译码器的输出端与所述测试电路的输入端相连，输出所述译码指令；

所述测试电路的输出端与轨道电路发送器的输入端相连，输出测试信号；其中，所述测试信号为与所述译码指令相应且与所述轨道电路发送器适配的信号。

可选的，所述测试电路包括：隔离电路和开关电路，其中，

所述隔离电路的输入端与所述译码器的输出端相连，所述隔离电路的输出端与所述开关电路的输入端相连；

所述开关电路的输出端与所述轨道电路发送器相连。

可选的，所述隔离电路为光电耦合器，其中，

所述光电耦合器的输入端正极与第一电源相连，所述光电耦合器的输入端负极为所述隔离电路的输入端；

所述光电耦合器的输出端集电极与第二电源相连，所述光电耦合器的输出端发射极为所述隔离电路的输出端。

可选的，所述开关电路包括：第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻、开关管和继电器，其中，

所述第一分压电阻的一端为所述开关电路的输入端，另一端通过所述第二分压电阻接地，且所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的公共端与所述开关管的控制端相连；

所述开关管的第一端通过所述第三分压电阻连接第二电源，第二端接地；

所述继电器的线圈两端分别与第二电源及所述开关管的第一端连接，所述继电器的触点为所述开关电路的输出端。

可选的，所述开关管为MOS管。

可选的，所述继电器为额定工作电压为24V的继电器。

可选的，所述开关电路还包括发光二极管，其中，

所述发光二极管串联于所述第二电源与所述第三分压电阻之间。

可选的，所述单片机的输入端与所述上位机的串行通信接口相连。

从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的轨道电路发送器测试装置，接收上位机发送的控制命令，通过单片机将控制命令转换为译码指令，并进一步通过接口电路将译码指令转换为与译码指令相应，同时与轨道电路发送器相适配的测试信号，模拟轨道电路发送器在实际使用中可能接收到的工作信号，从而验证轨道电路发送器是否能够正常工作，进一步，通过将上位机发送的不同的控制命令传输至轨道电路发送器，可以实现对轨道电路发送器在不同工况下的运行测试，充分验证轨道电路发送器的产品质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种轨道电路发送器测试装置的结构框图；

图2是本实用新型申请实施例提供的一种轨道电路发送器测试装置的测试电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供的轨道电路发送器测试装置，可模拟轨道电路发送器实际工作过程中接收到的控制信号，实现对轨道电路发送器的工作状态的测试，验证轨道电路发送器能否根据接收到的控制信号发送正确的移频信号。

参见图1，图1是本实用新型实施例提供的一种轨道电路发送器测试装置的结构框图，本申请实施例提供的轨道电路发送器测试装置，包括：单片机1及接口电路2，接口电路2包括译码器21和测试电路22，其中:

设置有串行通信接口的上位机3通过串行通信接口与单片机的输入端相连，向单片机1传输控制命令。

可选的，上位机3可以是任何可以输出轨道电路发送器4控制命令的电子设备，比如PC机(个人电脑)、控制终端、工控机等。控制命令的内容根据待测轨道电路发送器4规格的不同而有所不同，测试人员在进行某一规格的轨道电路发送器4的测试之前，应提前在上位机3中设置所需的控制命令，以保证测试工作顺利进行。

进一步的，上位机3与单片机1之间传递控制命令的方式也不限于串行通信接口，任何可以实现上位机3与单片机1之间进行控制命令传输的方式，都是可选的，都属于本实用新型申请保护的范围内。可以想到的是，现有技术中，单片机1大都具备串行通信能力，如果选用其他的通信方式进行控制命令传递，可能需要添加其他必要的转置设备，在未做出创造性改进的前提下，这种采用现有技术添加转置设备，实现串行通信以外进行控制命令传递的实现方式，同样属于本申请保护的范围。

上位机3与单片机1之间为传递控制命令而预先制定有通信协议，通信协议中对上位机3发出的控制命令所对应的二进制代码做出明确规定，单片机1需要按照预先制定的通信协议接收上位机3发送的控制命令。

进一步的，单片机1的输出端与接口电路2中的译码器21的输入端相连，向译码器21输出译码指令，所述及的译码指令是单片机1按照预设规则对上位机3发出的控制命令进行转化后得到的指令。可以想到的是，单片机1所参照的预设规则，可以理解为单片机内部的译码程序，单片机1收到的是上位机3通过串行通信接口传递的串行二进制数据，在接收完毕后，需要按照预先固化的译码程序，即预设规则，将串行二进制数据转换为译码器21能够接收的数据，并通过输出口传输至译码器21。

需要说明的是，单片机1与上位机3之间的通信协议，是借助于现有技术实现的，可以理解为为实现串行通信而对现有串行通信协议做出的适应性修改，是对现有技术的直接应用。进一步的，单片机中固化的译码程序，同样基于现有技术实现，可选的，如果单片机1通过串行通信接口接收上位机3发送的控制命令，并且单片机1进一步的需要将串行数据转换为并行数据输出至译码器21，那么，单片机1中固化的译码程序即主要用于实现数据格式的转换，即串并转换。因此，虽然本实用新型中，控制命令需要在按照通信协议在上位机3与单片机1之间传输，并单片机1按照预设译码程序进行转换，但这些程序均可借鉴现有技术实现。

译码器21的输出端与测试电路22的输入端相连，向测试电路22输出译码指令。可选的，译码器21的选取需要综合参考待测轨道电路发送器4需要的测试信号的数量以及与其输入端相连的单片机1的输出端的I/O接口数量而定，以满足测试工作的需求。译码器21有很多成熟产品可以选用，比如74LS138型译码器等等。

测试电路22的输出端与轨道电路发送器4的输入端相连，向轨道电路发送器4提供测试信号。测试电路22在接收到译码器21发送的译码指令后，需要将译码指令转化为与所接收到的译码指令相对应的，并且与轨道电路发送器4的型号、参数相适配的测试信号。使得轨道电路发送器4在接收到该测试信号后，能够正确处理该测试信号，并输出相应的移频信号。

综上所述，本实用新型申请实施例提供的轨道电路发送器测试装置，接收上位机发送的控制命令，通过单片机将控制命令转换为译码指令，并进一步通过接口电路将译码指令转换为与译码指令相应，同时与轨道电路发送器相适配的测试信号，模拟轨道电路发送器在实际使用中可能接收到的工作信号，从而验证轨道电路发送器是否能够正常工作，进一步，通过将上位机发送的不同的控制命令传输至轨道电路发送器，可以实现对轨道电路发送器在不同工况下的运行测试，充分验证轨道电路发送器的产品质量。

可选的，测试电路包括隔离电路和开关电路。隔离电路主要用于实现开关电路与译码器之间的电气隔离，使得装置具有较高的抗干扰能力，同时保护译码器、单片机以及上位机等组成部分。

具体的，隔离电路的输入端与译码器的输出端相连，且隔离电路的输出端与开关电路的输入端相连，开关电路的输出端与轨道电路发送器的输入端相连。

可选的，参见图2，图2是本实用新型申请实施例提供的轨道电路发送器测试装置的测试电路的结构示意图。

具体的，测试电路中的隔离电路可以选用光电耦合器实现，图2中示出的光电耦合器由发光二极管220及光敏三极管221组成。测试电路中的开关电路可以包括第一分压电阻222、第二分压电阻223、第三分压电阻224、开关管225(图中示出的为MOS管)和继电器226。

光电耦合器的输入端正极，即图中发光二极管220的正极，与第一电源Vcc0相连，光电耦合器的输入端负极，即图中发光二极管220的负极作为隔离电路的输入端，与译码器的输出端相连。进一步的，为避免线路通过电流过大，在译码器与光电耦合器之间还可接入保护电阻230。光电耦合器的输出端，即光敏三极管221的集电极，与第二电源Vcc1相连，且光电耦合器的输出端，即光敏三极管221的发射极作为隔离电路的输出端与开关电路的输入端相连。

从图中可以看出，开关电路的第一分压电阻222的一端作为开关电路的输入端与所述隔离电路的输出端相连，另一端通过第二分压电阻223接地，并且，第一分压电阻222和第二分压电阻223的公共端，即连接点，与开关管225的控制端相连。如果开关管225选用MOS管，那么第一分压电阻222和第二分压电阻223的公共端即与MOS管的栅极相连。可选的，可以在第一分压电阻222作为开关电路的输入端的一端与地之间并联一稳压二极管229，提高电路的安全性。

开关管225的第一端通过第三分压电阻224连接第二电源Vcc1，第二端直接接地。可选的，可以在第三分压电阻224与第二电源Vcc1之间串联接入发光二极管227，当电路正常工作时，发光二极管227点亮，测试人员可以通过发光二极管227直观的获知装置的工作状态。同时，还可以与发光二极管227和第三分压电阻224连接并联的保护用的二极管228，此处不做赘述。

继电器226的线圈的两端分别与第二电源Vcc1及开关管225的第一端相连，并将继电器226的触点作为输出端，与轨道电路发送器相连。可选的，一般情况下，轨道电路读取器需要24V的测试信号，因此，继电器226应该选用额定工作电压为24V的继电器，相应的，第二电源Vcc1也应该选用24V电源，而第一电源Vcc0，由于其主要为隔离电路提供工作电源，因此可以选用5V电源。

下面结合图1和图2，对本申请实施例提供的轨道电路发送器测试装置的优选实施例应用进行简要介绍。

轨道电路发送器选用ZPW2000A型轨道电路发送器作为测试对象。上位机选用一款具有串行通信接口的上位机。单片机采用ATmega328型单片机，ATmega328型单片机，同时具有14路数字I/O接口，可以通过数字口0(RX管脚)和1(TX管脚)与上位机实现串口通信。接口电路中的译码器选用74LS138型译码器。测试电路的光电耦合器选用TLP521-4型光电耦合器。开关电路选用图2所示的电路结构实现，具体的电子元器件选取此处不再详细介绍，以能够实现开关电路的功能为准。

ZPW2000A型轨道电路发送器能够实现4中载频以及18种低频轨道电路移频信号的输出，再加上两种该轨道电路发送器的两种偏移量，因此，本实施例中，需要设置4组74LS138译码器，7组TLP521-4光电耦合器(每一个TLP521-4光电耦合器中包含四个独立的光电耦合器)，以及满足ZPW2000A型轨道电路发送器测试需求的接口电路。

在按照图1及图2所示实施例中给出的连接关系完成测试装置的连接后，上位机发出任一控制命令，通过串行通信接口发送至单片机，单片机在接收到控制命令后，将控制命令按照预设译码程序进行译码，完成后输出至接口电路的译码器，各译码器共同将译码指令输出至各测试电路，测试电路将接收到的译码指令转化为与ZPW2000A型轨道电路发送器适配的测试信号，发送至该轨道电路发送器，检验轨道电路发送器能够输出正确的移频信号。在逐一生成各控制命令，并对轨道电路发送器进行验证后，如果该轨道电路发送器能够输出与上位机控制命令相应的移频信号，则说明该轨道电路发送器质量完好。

本实用新型实施例提供的轨道电路发送器测试装置，通过将上位机发送的不同的控制命令传输至轨道电路发送器，可以实现对轨道电路发送器在不同工况下的运行测试，充分验证轨道电路发送器的产品质量。并且，进一步的，采用了光电隔离设计，抗干扰能力强，有效保证测试结果的准确性。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种轨道电路发送器测试装置，其特征在于，包括：单片机及接口电路，所述接口电路包括译码器和测试电路，其中，

所述单片机的输入端与上位机相连，接收所述上位机发送的控制命令；

所述单片机的输出端与所述译码器的输入端相连，输出译码指令；其中，所述译码指令为所述控制命令按预设规则转换后得到的指令；

所述译码器的输出端与所述测试电路的输入端相连，输出所述译码指令；

所述测试电路的输出端与轨道电路发送器的输入端相连，输出测试信号；其中，所述测试信号为与所述译码指令相应且与所述轨道电路发送器适配的信号。

2.根据权利要求1所述的轨道电路发送器测试装置，其特征在于，所述测试电路包括：隔离电路和开关电路，其中，

所述隔离电路的输入端与所述译码器的输出端相连，所述隔离电路的输出端与所述开关电路的输入端相连；

所述开关电路的输出端与所述轨道电路发送器相连。

3.根据权利要求2所述的轨道电路发送器测试装置，其特征在于，所述隔离电路为光电耦合器，其中，

所述光电耦合器的输入端正极与第一电源相连，所述光电耦合器的输入端负极为所述隔离电路的输入端；

所述光电耦合器的输出端集电极与第二电源相连，所述光电耦合器的输出端发射极为所述隔离电路的输出端。

4.根据权利要求2所述的轨道电路发送器测试装置，其特征在于，所述开关电路包括：第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻、开关管和继电器，其中，

所述第一分压电阻的一端为所述开关电路的输入端，另一端通过所述第二分压电阻接地，且所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的公共端与所述开关管的控制端相连；

所述开关管的第一端通过所述第三分压电阻连接第二电源，第二端接地；

所述继电器的线圈两端分别与第二电源及所述开关管的第一端连接，所述继电器的触点为所述开关电路的输出端。

5.根据权利要求4所述的轨道电路发送器测试装置，其特征在于，所述开关管为MOS管。

6.根据权利要求4所述的轨道电路发送器测试装置，其特征在于，所述继电器为额定工作电压为24V的继电器。

7.根据权利要求4所述的轨道电路发送器测试装置，其特征在于，所述开关电路还包括发光二极管，其中，

所述发光二极管串联于所述第二电源与所述第三分压电阻之间。

8.根据权利要求1-7任一项所述的轨道电路发送器测试装置，其特征在于，所述单片机的输入端与所述上位机的串行通信接口相连。