CN211349543U - 5t探测站主机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种5T探测站主机，其特征是包括电源单元、处理单元、交换单元、监测单元、动环单元及背板单元，所述的背板单元的内部线路包括供电线路、RS485通讯线路和以太网通讯线路，电源单元通过供电线路分别连接处理单元、交换单元、监测单元和动环单元；背板单元通过RS485通讯线路和以太网通讯线路将电源单元、处理单元、交换单元、监测单元、动环单元连接在一起。本实用新型的一种5T探测站主机可以对5T探测站进行环境检测、红外主机电压信号采集、视频监控及运维信号输出控制。

Description

5T探测站主机

技术领域

本实用新型涉及铁路安全监控与运维领域，具体地说是一种5T探测站主机。

背景技术

随着铁路线路的增加、覆盖区域变广，沿铁路运行线路建设的用于安放5T设备的探测站越来越多。5T设备是我国铁路相关部门为适应现代铁路的发展而建立的车辆安全防范系统，5T设备正常运转直接关系到铁路日常运行的安全与效率，对货运铁路的安全运行具有重要意义。

目前5T探测站内通道、设备与环境缺乏实时监测手段；5T探测站内外故障发生时，需要多部门联合前往现场确认处理；5T探测站运维涉及上道作业，作业过程缺乏有效监管手段。

然而现有的5T探测站主机在使用的过程中仍有很多不足：无法跟踪作业质量、安全问题无法解决、运维效率差、作业过程管理手段单一、存在盲区、可靠性差、运维成本高。

实用新型内容

本实用新型针对背景技术中存在的问题，提出了一种适用于5T探测站进行环境检测、红外主机电压信号采集、视频监控及运维信号输出控制的主机。

一种5T探测站主机，包括电源单元、处理单元、交换单元、监测单元、动环单元及背板单元，所述的背板单元的内部线路包括供电线路、RS485通讯线路和以太网通讯线路，电源单元通过供电线路分别连接处理单元、交换单元、监测单元和动环单元；背板单元通过RS485通讯线路和以太网通讯线路将电源单元、处理单元、交换单元、监测单元、动环单元连接在一起。

优选的，所述的RS485通讯线路包括第一RS485通讯线路和第二RS485通讯线路；所述的以太网通讯线路包括第一以太网通讯线路，第二以太网通讯线路以及第三以太网通讯线路；电源单元通过第一RS485通讯线路连接处理单元，处理单元通过第二RS485通讯线路连接动环单元；处理单元通过第一以太网通讯线路连接交换单元，交换单元通过第二以太网通讯线路连接监测单元，交换单元通过第三以太网通讯线路连接动环单元。

优选的，所述电源单元插在背板单元上，包括12V开关电源和通信控制继电器两部分，所述通信继电器含有RS485串口和触点开关，12V开关电源输入端作为电源单元的输入端接220伏市电，12V开关电源输出端连接通信继电器触点开关输入端，通信控制继电器触点开关输出端连接电源模块的12伏电压输出线，电源模块的12伏电压输出线与背板单元中供电线路接触连接，电源单元中通信控制继电器的RS485串口与背板单元中的第一RS485通讯线路接触连接。

优选的，所述处理单元插在背板单元上，处理单元的电压输入端与背板单元中供电线路接触连接，获得工作电压；处理单元的第一RS485串口与背板单元中的第一RS485通讯线路接触连接，用于发送处理单元的正常喂狗信号；处理单元的第二RS485串口与背板单元中的第二RS485通讯线路接触连接，用于处理单元与动环单元进行串行通信；处理单元的第一以太网口与5T探测站主机外部监测服务器通过局域网相连接；处理单元的第二以太网口与背板单元中第一以太网通讯线路接触连接，用于处理单元与交换单元进行以太网通信。

优选的，所述交换单元插在背板单元上，交换单元的电压输入端与背板单元中供电线路接触连接，获得工作电压；交换单元包括4路以太网接口，交换单元的第一以太网口与5T探测站智能主机外部网联摄像头通过局域网相连接；交换单元的第二以太网口与背板单元中第一以太网通讯线路接触连接，实现交换单元与处理单元通信；交换单元的第三以太网口与背板单元中以第二太网线路接触连接，实现交换单元与监测单元通信；交换单元的第四以太网口与背板单元中第三以太网通讯线路接触连接，实现交换单元与动环单元通信。

优选的，所述监测单元插在背板单元上，监测单元的电压输入端与背板单元中供电线路接触连接，获得工作电压；监测单元具有8路模拟量输入接口和一个以太网接口；所述监测单元的8路模拟量输入接口，与5T探测站主机外部的红外主机供电线路连接，采集其供电电压大小；所述监测单元的以太网口与背板单元中第二以太网通讯线路接触连接，实现监测单元与交换单元的通信，从而可以采集外部红外主机供电电压值通过交换单元传输至处理单元。

优选的，所述动环单元插在背板单元上，动环单元的电压输入端与背板单元中供电线路接触连接获得工作电压；动环单元具有1个无线接口、一个以太网接口和一个RS485总线接口；动环单元的无线接口基于基于ZigBee协议与5T探测站内的温湿度传感器、水浸传感器、门禁系统及空调控制器连接，获取5T探测站温湿度、水浸情况数据、门禁状态，并进行远程开门控制、空调调节；动环单元的以太网口与背板单元中第三以太网通讯线路触连接，实现动环单元与交换单元的通信，从而可以将获取的实时数据或状态信息通过交换单元传输至处理单元；动环单元的RS485总线接口与背板单元中的第二RS485通讯线路接触连接，作为实现动环单元与交换单元的通信的冗余线路。

优选的，动环单元为动环板结构，动环板包括前面板单元、电源模块、动环数据采集模块、控制模块、数据通信模块、存储模块以及背板单元；前面板单元通过动环数据采集模块连接控制模块，所述存储模块直接与控制模块连接，背板单元连接电源模块的电压输入和数据通信模块，其中通信模块连接控制模块，电源模块的电压输出分别连接控制模块、存储模块、动环数据采集模块、数据通信模块。

本实用新型的有益效果

本实用新型的一种5T探测站主机可以对5T探测站进行环境检测、红外主机电压信号采集、视频监控及运维信号输出控制。

本实用新型在工作时，能实时监测5T探测站环境数据、运行设备的工作状态以及运维人员的作业过程；自动识别故障，快速定位问题，明确责任主体。

本实用新型的处理模块向电源模块发送喂狗信号表征正常运行，若5T探测站主机出现故障导致处理模块向电源模块不能发出喂狗信号后，电源模块回自动断电和上电，从而实现自身重启；

本实用新型的监测模块可以实时检测红外主机工作电压，具有断电位置识别报警功能；

本实用新型可以与空调进行联动，站内空调自动控制，节能减排；

本实用新型的一种5T探测站主机在通过其动环单元进行测控时、当以太网通道异常时，可以自动切换至RS485串行通信通道方式，可靠性高；

本实用新型基于处理单元对监测单元、动环单元的数据获取与处理，实时掌握运维作业状态，保障作业流程规范，提升安全生产管理水平。由此可以大大提高运维作业效率，降低运维成本。

本实用新型的一种探测站主机中的动环板可以对探测站内环境参量数据(烟雾、温度、湿度、水浸等)采集和上报、动力状态监测，本实用新型控制模块中数据与背板模块进行通信时，采用了以太网和RS485冗余线路，可靠性高。还可以进行门禁管理、对站内空调进行远程控制。还可以通过Zigbee无线网络将红外指令发送给红外转发装置，从而与空调进行联动，实现站内空调自动控制，节能减排。

附图说明

图1为5T探测站主机结构示意图。

图2为5T探测站主机中动环板的框架图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的保护范围不限于此：

一种5T探测站主机，包括电源单元、处理单元(型号可为辉为Ti-AM335X核心板)、交换单元(型号可为摩莎MOXA EDS-205A)、监测单元(型号可为康耐德C2000M2IA)、动环单元及背板单元，所述的背板单元的内部线路包括供电线路、RS485通讯线路和以太网通讯线路，电源单元通过供电线路分别连接处理单元、交换单元、监测单元和动环单元；背板单元通过RS485通讯线路和以太网通讯线路将电源单元、处理单元、交换单元、监测单元、动环单元连接在一起。

优选的实施例中，所述的RS485通讯线路包括第一RS485通讯线路和第二RS485通讯线路；所述的以太网通讯线路包括第一以太网通讯线路，第二以太网通讯线路以及第三以太网通讯线路；电源单元通过第一RS485通讯线路连接处理单元，处理单元通过第二RS485通讯线路连接动环单元；处理单元通过第一以太网通讯线路连接交换单元，交换单元通过第二以太网通讯线路连接监测单元，交换单元通过第三以太网通讯线路连接动环单元。

优选的实施例中，所述电源单元插在背板单元上，包括12V开关电源(可为竟成JC-60W12V)和通信控制继电器(可为互信HS3031)两部分，所述通信继电器含有RS485串口和触点开关，12V开关电源输入端作为电源单元的输入端接220伏市电，12V开关电源输出端连接通信继电器触点开关输入端，通信控制继电器触点开关输出端连接电源模块的12伏电压输出线，电源模块的12伏电压输出线与背板单元中供电线路接触连接，电源单元中通信控制继电器的RS485串口与背板单元中的第一RS485通讯线路接触连接。

优选的实施例中，所述处理单元插在背板单元上，处理单元的电压输入端与背板单元中供电线路接触连接，获得工作电压；处理单元的第一RS485串口与背板单元中的第一RS485通讯线路接触连接，用于发送处理单元的正常喂狗信号；处理单元的第二RS485串口与背板单元中的第二RS485通讯线路接触连接，用于处理单元与动环单元进行串行通信；处理单元的第一以太网口与5T探测站主机外部监测服务器通过局域网相连接；处理单元的第二以太网口与背板单元中第一以太网通讯线路接触连接，用于处理单元与交换单元进行以太网通信。

优选的实施例中，所述交换单元插在背板单元上，交换单元的电压输入端与背板单元中供电线路接触连接，获得工作电压；交换单元包括4路以太网接口，交换单元的第一以太网口与5T探测站智能主机外部网联摄像头通过局域网相连接；交换单元的第二以太网口与背板单元中第一以太网通讯线路接触连接，实现交换单元与处理单元通信；交换单元的第三以太网口与背板单元中以第二太网线路接触连接，实现交换单元与监测单元通信；交换单元的第四以太网口与背板单元中第三以太网通讯线路接触连接，实现交换单元与动环单元通信。

优选的实施例中，所述监测单元插在背板单元上，监测单元的电压输入端与背板单元中供电线路接触连接，获得工作电压；监测单元具有8路模拟量输入接口和一个以太网接口；所述监测单元的8路模拟量输入接口，与5T探测站主机外部的红外主机供电线路连接，采集其供电电压大小；所述监测单元的以太网口与背板单元中第二以太网通讯线路接触连接，实现监测单元与交换单元的通信，从而可以采集外部红外主机供电电压值通过交换单元传输至处理单元。

优选的实施例中，所述动环单元插在背板单元上，动环单元的电压输入端与背板单元中供电线路接触连接获得工作电压；动环单元具有1个无线接口、一个以太网接口和一个RS485总线接口；动环单元的无线接口基于基于ZigBee协议与5T探测站内的温湿度传感器、水浸传感器、门禁系统及空调控制器连接，获取5T探测站温湿度、水浸情况数据、门禁状态，并进行远程开门控制、空调调节；动环单元的以太网口与背板单元中第三以太网通讯线路触连接，实现动环单元与交换单元的通信，从而可以将获取的实时数据或状态信息通过交换单元传输至处理单元；动环单元的RS485总线接口与背板单元中的第二RS485通讯线路接触连接，作为实现动环单元与交换单元的通信的冗余线路。

在一个实施例中，所述动环单元选用型号为亿佰特E180DTU-ZG120,实现对站内环境、安防、动力设备状态进行实时数据监控、异常告警。

在另一个实施例中，结合图2，所述动环单元为动环板结构，包括前面板单元、电源模块、动环数据采集模块、控制模块、数据通信模块、存储模块以及背板单元。所述的前面板单元包括Zigbee天线接口以及2路动力监测接口；所述的背板单元包括12V电源线路、以太网线路以及RS485线路；所述的Zigbee天线接口采用全铜SMA-K外螺内孔接头，配套垫片和螺母固定；所述的2路动力监测接口，其中，动力监测接口1为RS485接口，动力监测接口2为RS232接口，2路动力监测接口形式均为9针D型接口。所述电源模块由热插拔电路和DC-DC电压转换电路两部分组成，其中热插拔电路主芯片型号为linear公司的LTC1422芯片，LTC1422芯片是一个8针热插拔，允许电源安全的插入和取出，DC-DC电压转换电路主芯片型号为TI公司的TPS5420芯片和TPS76833QDRG4芯片，分别实现12伏电压转5伏和5伏电压转3.3V。

电源模块的12V电压输入线路与背板单元中12V电源线路连接，热插拔电路的输入线路作为电源模块12V电压输入线路，热插拔电路输出线路与DC-DC电压转换电路输入线路连接，其中热插拔电路中主芯片LTC1422的针脚2为12伏电压输入，针脚7为12伏电压输出，与DC-DC电压转换电路中主芯片TPS5420的针脚7连接，TPS5420的针脚8为5伏输出电压，与TPS76833QDRG4芯片的针脚3和针脚4连接，TPS76833QDRG4芯片的针脚5和针脚6输出电压3.3V，DC-DC电压转换电路的3.3V输出线路与控制模块、存储模块、动环数据采集模块中的ZigBee模块和TTL转485模块以及TTL转485模块、数据通信模块的以太网模块和TTL转485模块等7个模块的电压输入线路连接。

所述动环数据采集模块包括ZigBee模块、TTL转RS485模块和TTL转RS232模块，所述ZigBee模块采用型号为飞比ZigBee模块FZB5810+，FZB5810+的针脚20为3.3V电压输入，针脚20与针脚19之间设置10uF电容，ZigBee模块天线接口与前面板单元的ZigBee天线接口连接，其中FZB5810+芯片的针脚18与信号接收天线接口连接，针脚17与信号发送天线接口连接，针脚8作为数字量的输入与输出端口配合针脚9时钟信号端口与控制模块的串口UART3连接；所述TTL转RS485模块采用型号为金升阳公司的TD301D485H-A模块，TD301D485H-A的针脚1为3.3V电压输入，与DC-DC电压转换电路的3.3V输出线路连接，TTL转RS485模块的TTL电平串口与控制模块的串口UART1连接，TTL转RS485模块的TTL电平串口中TD301D485H-A的针脚3为数据发送引脚，针脚4为数据接收引脚；TTL转RS485模块的RS485口与前面板单元的动力监测接口1连接，TTL转RS485模块的RS485口中TD301D485H-A的针脚8与动力检测接口1的针脚12连接，针脚9与动力检测接口1的针脚11连接；所述TTL转RS232模块采用型号为TD301D232H模块，TD301D232H的针脚1为3.3V电压输入，与DC-DC电压转换电路的3.3V输出线路连接，TTL转RS232模块的TTL电平串口与控制模块的串口UART2连接，TTL转RS232模块的TTL电平串口中TD301D232H的针脚3为数据发送引脚，针脚4为数据接收引脚；TTL转RS232模块的RS232口与前面板单元的动力监测接口2连接，TTL转RS232模块的RS232口中TD301D232H的针脚6与动力检测接口2的针脚2连接，针脚7与动力检测接口2的针脚3连接。

所述控制模块优选NUC977最小系统，选用Nuvoton公司的ARM9微处理器NUC977DK62Y芯片，控制模块提供1路RMII接口(媒体独立接口,是IEEE标准中除MII接口之外的另一种实现)、2路I2C接口、8路UART接口；所述数据通讯模块包括以太网模块和TTL转RS485模块，以太网模块选用TI公司的DP83848IVV芯片，TTL转RS485模块选用MAX3845芯片。

所述控制模块的VD33接口为3.3V电压输入，与电源模块中的DC-DC电压转换电路的3.3V输出线路连接；所述以太网模块的DP83848IVV芯片的针脚22、针脚32、针脚48为3.3V电压输入，与电源模块中的DC-DC电压转换电路的3.3V输出线路V连接，DP83848IVV芯片的针脚13为收信号负、针脚14为收信号正、针脚16为发信号负、针脚17为发信号正，与背板单元的以太网线路对应信号线连接，DP83848IVV芯片的RMII接口与控制模块NUC977DK62Y芯片的RMII接口连接；所述TTL转RS485模块的MAX3845芯片的针脚8为3.3V电压输入，与电源模块中的DC-DC电压转换电路的3.3V输出线路连接，MAX3845芯片的RS485串口线路与背板单元的RS485线路连接，其中MAX3845芯片的针脚6与背板单元的RS485线路的RS485-A连接，针脚7与背板单元的RS485线路的RS485-B连接，MAX3845芯片的TTL电平串口与控制模块NUC977DK62Y芯片的串口UART4连接，MAX3845芯片的TTL电平串口中MAX3845芯片的针脚1为数据接收接口、针脚2和3为请求发送接口、针脚4为发送数据接口。

所述存储模块选用型号为Atmel公司的MAC芯片24AA02E48，芯片24AA02E48的针脚8为电压输入，与电源模块中的DC-DC电压转换电路的3.3V输出线连接，存储模块的双向二线制同步串行总线与控制模块的2路I2C接口中的I2C0口连接，其中芯片24AA02E48的针脚5为数据线，与控制模块NUC977DK62Y芯片的I2C0数据线针脚2连接，芯片24AA02E48的针脚6为控制线，与控制模块NUC977DK62Y芯片的I2C0控制线针脚3连接。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神做举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种5T探测站主机，其特征是包括电源单元、处理单元、交换单元、监测单元、动环单元及背板单元，所述的背板单元的内部线路包括供电线路、RS485通讯线路和以太网通讯线路，电源单元通过供电线路分别连接处理单元、交换单元、监测单元和动环单元；背板单元通过RS485通讯线路和以太网通讯线路将电源单元、处理单元、交换单元、监测单元、动环单元连接在一起。

2.根据权利要求1所述的一种5T探测站主机，其特征是，所述的RS485通讯线路包括第一RS485通讯线路和第二RS485通讯线路；所述的以太网通讯线路包括第一以太网通讯线路，第二以太网通讯线路以及第三以太网通讯线路；电源单元通过第一RS485通讯线路连接处理单元，处理单元通过第二RS485通讯线路连接动环单元；处理单元通过第一以太网通讯线路连接交换单元，交换单元通过第二以太网通讯线路连接监测单元，交换单元通过第三以太网通讯线路连接动环单元。

3.根据权利要求2所述的一种5T探测站主机，其特征是，所述电源单元插在背板单元上，包括12V开关电源和通信控制继电器两部分，所述通信控制继电器含有RS485串口和触点开关，12V开关电源输入端作为电源单元的输入端接220伏市电，12V开关电源输出端连接通信控制继电器触点开关输入端，通信控制继电器触点开关输出端连接电源模块的12伏电压输出线，电源模块的12伏电压输出线与背板单元中供电线路接触连接，电源单元中通信控制继电器的RS485串口与背板单元中的第一RS485通讯线路接触连接。

4.根据权利要求2所述的一种5T探测站主机，其特征是，所述处理单元插在背板单元上，处理单元的电压输入端与背板单元中供电线路接触连接，获得工作电压；处理单元的第一RS485串口与背板单元中的第一RS485通讯线路接触连接；处理单元的第二RS485串口与背板单元中的第二RS485通讯线路接触连接；处理单元的第一以太网口与5T探测站主机外部监测服务器通过局域网相连接；处理单元的第二以太网口与背板单元中第一以太网通讯线路接触连接。

5.根据权利要求2所述的一种5T探测站主机，其特征是，所述交换单元插在背板单元上，交换单元的电压输入端与背板单元中供电线路接触连接，获得工作电压；交换单元包括4路以太网接口，交换单元的第一以太网口与5T探测站智能主机外部网联摄像头通过局域网相连接；交换单元的第二以太网口与背板单元中第一以太网通讯线路接触连接；交换单元的第三以太网口与背板单元中以第二太网线路接触连接；交换单元的第四以太网口与背板单元中第三以太网通讯线路接触连接。

6.根据权利要求2所述的一种5T探测站主机，其特征是，所述监测单元插在背板单元上，监测单元的电压输入端与背板单元中供电线路接触连接，获得工作电压；监测单元具有8路模拟量输入接口和一个以太网接口；所述监测单元的8路模拟量输入接口，与5T探测站主机外部的红外主机供电线路连接；所述监测单元的以太网口与背板单元中第二以太网通讯线路接触连接。

7.根据权利要求2所述的一种5T探测站主机，其特征是，所述动环单元插在背板单元上，动环单元的电压输入端与背板单元中供电线路接触连接获得工作电压；动环单元具有1个无线接口、一个以太网接口和一个RS485总线接口；动环单元的无线接口基于基于ZigBee协议与5T探测站内的温湿度传感器、水浸传感器、门禁系统及空调控制器连接；动环单元的以太网口与背板单元中第三以太网通讯线路触连接；动环单元的RS485总线接口与背板单元中的第二RS485通讯线路接触连接，作为实现动环单元与交换单元的通信的冗余线路。

8.根据权利要求7所述的一种5T探测站主机，其特征是，所述动环单元为动环板结构，动环板包括前面板单元、电源模块、动环数据采集模块、控制模块、数据通信模块、存储模块以及背板单元；前面板单元通过动环数据采集模块连接控制模块，所述存储模块直接与控制模块连接，背板单元连接电源模块的电压输入和数据通信模块，其中通信模块连接控制模块，电源模块的电压输出分别连接控制模块、存储模块、动环数据采集模块、数据通信模块。

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