CN211653444U - 5t探测站中主机的动环板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种5T探测站中主机的动环板，其特征在于包括前面板单元、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。
Description
技术领域
本实用新型属于铁路安全监控与运维领域，涉及一种5T探测站中主机的动环板。
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。
5T探测站需要监控主机通过其动环板对站内环境、安防、动力设备状态进行实时数据监控、异常告警，以确保站内环境处于健康状态。目前5T探测站多采用人工巡检方式，无法实现实时监控与智能化管理，存在安全隐患。即使采用智能监控主机，多采用现成远程终端单元RTU作为动环板进行数据采集可控制，存在数据链路单一、可靠性差的缺点。
实用新型内容
本实用新型是一种适用于探测站内环境参量数据采集和上报、动力状态监测及门禁管理、对站内空调进行远程控制的动环板。
技术方案：
一种5T探测站中主机的动环板，包括前面板单元、电源模块、动环数据采集模块、控制模块、数据通讯模块、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讯模块，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、数据通讯模块。
优选的，所述的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，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、数据通讯模块的电压输入线路连接；所述控制模块提供1路RMII接口、2路 I2C接口、8路UART接口，控制模块的3.3V电压输入线路与电源模块中的DC-DC电压转换电路的3.3V输出线路V连接。
具体的，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；所述以太网线路与数据通讯模块的以太网模块连接；所述RS485线路与数据通讯模块中TTL转RS485模块的RS485串口线路连接。
具体的，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；所述的动环数据采集模块包括ZigBee模块、TTL转RS485模块和TTL转RS232模块；ZigBee模块的 3.3V电压输入线路与电源模块中的DC-DC电压转换电路的3.3伏输出线路V连接，ZigBee 模块的天线接口与前面板单元的ZigBee天线接口连接，ZigBee模块的串口与控制模块的第三路串口通信接口UART连接，TTL转RS485模块的3.3V电压输入线路与电源模块中的 DC-DC电压转换电路的3.3V输出线路V连接，TTL转RS485模块的RS485口与前面板单元的第一动力监测接口连接，TTL转RS485模块的TTL电平串口与控制模块的第一路串口通信接口UART连接，TTL转RS232模块的3.3V电压输入线路与电源模块中的DC-DC电压转换电路的3.3V输出线路V连接，TTL转RS232模块的RS232口与前面板单元的第二动力监测接口连接，TTL转RS232模块的TTL电平串口与控制模块的第二路串口通信接口UART 连接。
具体的，所述的数据通讯模块包括以太网模块和TTL转RS485模块，以太网模块的3.3V电压输入线路与电源模块中的DC-DC电压转换电路的3.3V输出线路V连接，以太网模块的以太网线路与背板单元的以太网线路连接，以太网模块的RMII接口与控制模块的 RMII接口连接，TTL转RS485模块的3.3V电压输入线路与电源模块中的DC-DC电压转换电路的3.3V输出线路V连接，TTL转RS485模块的RS485串口线路与背板单元的RS485 线路连接，TTL转RS485模块的TTL电平串口与控制模块的第四路串口通信接口UART连接。
具体的，存储模块的3.3V电压输入线路与电源模块中的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接口或I2C1 的一个连接。
具体的，Zigbee天线接口为全铜SMA-K外螺内孔接头，配套垫片和螺母固定；所述2路动力监测接口中：第一路动力监测接口为RS485接口，第二路动力监测接口为RS232接口，2 路均为9针D型接口。
本实用新型的有益效果
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。
本实用新型还可以进行门禁管理、对站内空调进行远程控制。
本实用新型还可以进行传感器异常检测，本实用新型的控制模块连续三个周期不能收到对应传感器数据，则认为该传感器异常，将故障码写入本实用新型的存储模块与该传感器对应的故障属性单元中。
本实用新型还可以通过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为本实用新型的一种动环板的框架图。
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：
如图1所示，一种5T探测站中主机的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、数据通讯模块、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、数据通讯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 (7)
1.一种5T探测站中主机的动环板，其特征在于包括前面板单元、电源模块、动环数据采集模块、控制模块、数据通讯模块、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讯模块，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、数据通讯模块。
2.根据权利要求1所述的一种5T探测站中主机的动环板，其特征在于所述的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，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、数据通讯模块的电压输入线路连接；所述控制模块提供1路RMII接口、2路I2C接口、8路UART接口，控制模块的3.3V电压输入线路与电源模块中的DC-DC电压转换电路的3.3V输出线路V连接。
3.根据权利要求2所述的一种5T探测站中主机的动环板，其特征在于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；所述以太网线路与数据通讯模块的以太网模块连接；所述RS485线路与数据通讯模块中TTL转RS485模块的RS485串口线路连接。
4.根据权利要求2所述的一种5T探测站中主机的动环板，其特征在于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；所述的动环数据采集模块包括ZigBee模块、TTL转RS485模块和TTL转RS232模块；ZigBee模块的3.3V电压输入线路与电源模块中的DC-DC电压转换电路的3.3伏输出线路V连接，ZigBee模块的天线接口与前面板单元的ZigBee天线接口连接，ZigBee模块的串口与控制模块的第三路串口通信接口UART连接，TTL转RS485模块的3.3V电压输入线路与电源模块中的DC-DC电压转换电路的3.3V输出线路V连接，TTL转RS485模块的RS485口与前面板单元的第一动力监测接口连接，TTL转RS485模块的TTL电平串口与控制模块的第一路串口通信接口UART连接，TTL转RS232模块的3.3V电压输入线路与电源模块中的DC-DC电压转换电路的3.3V输出线路V连接，TTL转RS232模块的RS232口与前面板单元的第二动力监测接口连接，TTL转RS232模块的TTL电平串口与控制模块的第二路串口通信接口UART连接。
5.根据权利要求2所述的一种5T探测站中主机的动环板，其特征在于：所述的数据通讯模块包括以太网模块和TTL转RS485模块，以太网模块的3.3V电压输入线路与电源模块中的DC-DC电压转换电路的3.3V输出线路V连接，以太网模块的以太网线路与背板单元的以太网线路连接，以太网模块的RMII接口与控制模块的RMII接口连接，TTL转RS485模块的3.3V电压输入线路与电源模块中的DC-DC电压转换电路的3.3V输出线路V连接，TTL转RS485模块的RS485串口线路与背板单元的RS485线路连接，TTL转RS485模块的TTL电平串口与控制模块的第四路串口通信接口UART连接。
6.根据权利要求2所述的一种5T探测站中主机的动环板，其特征在于：存储模块的3.3V电压输入线路与电源模块中的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接口或I2C1的一个连接。
7.根据权利要求4所述的一种5T探测站中主机的动环板，其特征在于：Zigbee天线接口为全铜SMA-K外螺内孔接头，配套垫片和螺母固定；所述2路动力监测接口中：第一路动力监测接口为RS485接口，第二路动力监测接口为RS232接口，2路均为9针D型接口。
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