CN213473150U - 一种用于动车组轴温监测系统的cpu板卡 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于动车组轴温监测系统的CPU板卡，属于列车轴温监测领域，包含第一处理器子单元和第二处理器子单元，所述第一处理器子单元包含第一测温板总线通道、第一UART转485模块、第一处理器模块、第一MVB板卡总线通道、第二UART转485模块、第一ETH板卡总线通道、第三UART转485模块、第一蜂鸣器、第一报警灯；所述第二处理器子单元包含第二测温板总线通道、第四UART转485模块、第二处理器模块、第二MVB板卡总线通道、第五UART转485模块、第二ETH板卡总线通道、第六UART转485模块、第二蜂鸣器、第二报警灯，其避免了因处理器故障导致的轴温数据丢失的情况出现，极大的增强了列车轴温监测系统的稳定性与可靠性。

Description

一种用于动车组轴温监测系统的CPU板卡

技术领域

本实用新型属于列车轴温监测领域，尤其涉及一种用于动车组轴温监测系统的CPU板卡。

背景技术

动车组轴温监测系统是用于动车组上用于监控列车轴承轴箱、电机轴箱及齿轮箱温度并输出相应告警状态数据的列车走行部安全监测系统，CPU板卡位于轴温监测系统主机中，是整个系统最关键的部分。在现有的系统下，每节车厢配备一个轴温主机，轴温主机采用标准3U 机箱结构。轴温主机包含电源板卡、测温板卡、CPU板卡及通信板卡。根据动车、拖车测温通道数需求不同，动车轴温主机配备6块测温板卡，拖车轴温主机配备2块测温板卡。早期的轴温报警系统一般都未采用冗余设计，当某传感器或主机板卡发生故障时，会导致测温信息丢失。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供一种用于动车组轴温监测系统的CPU板卡，其避免了因处理器故障导致的轴温数据丢失的情况出现，极大的增强了列车轴温监测系统的稳定性与可靠性。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种用于动车组轴温监测系统的CPU板卡，包含第一处理器子单元和第二处理器子单元，所述第一处理器子单元包含第一测温板总线通道、第一UART转485模块、第一处理器模块、第一MVB板卡总线通道、第二UART转485模块、第一ETH板卡总线通道、第三UART转485 模块、第一蜂鸣器、第一报警灯；所述第一测温板总线通道通过第一UART转485模块连接第一处理器模块，所述第一MVB板卡总线通道通过第二UART转485模块连接第一处理器模块，所述第一ETH板卡总线通道通过第三UART转485模块连接第一处理器模块，所述第一蜂鸣器、第一报警灯分别与第一处理器模块连接；

所述第二处理器子单元包含第二测温板总线通道、第四UART转485模块、第二处理器模块、第二MVB板卡总线通道、第五UART转485模块、第二ETH板卡总线通道、第六UART转485模块、第二蜂鸣器、第二报警灯，所述第二测温板总线通道通过第四UART转485模块连接第二处理器模块，所述第二MVB板卡总线通道通过第五UART转485模块连接第二处理器模块，所述第二ETH板卡总线通道通过第六UART转485模块连接第二处理器模块，所述第二蜂鸣器、第二报警灯分别与第二处理器模块连接。

作为本实用新型一种用于动车组轴温监测系统的CPU板卡的进一步优选方案，所述第一报警灯和第一报警灯采用LED灯。

作为本实用新型一种用于动车组轴温监测系统的CPU板卡的进一步优选方案，还包含电源模块，所述电源模块包含电源接口和接口保护电路，所述电源接口通过接口保护电路连接第一处理器子单元和第二处理器子单元。

作为本实用新型一种用于动车组轴温监测系统的CPU板卡的进一步优选方案，所述接口保护电路包含包含第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一电感、第二电感、第一三极管、第一静电保护器、第二静电保护器；

其中，电压输入端VCC端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端分别连接第一电感的一端、第三电阻的一端，第三电阻的另一端连AD+端,第一电感的另一端分别连接第一电容的一端、第二电阻的一端，第一电容的另一端连接第三电感的一端，第二电阻的另一端分别连接第二电感的一端、第三电感的一端，第二电感的另一端连接第三电阻的一端，第三电感的另一端接地，第三电阻的一端分别连接第七电阻的一端、AD-端，第七电阻的另一端分别连接第四电阻的一端、第一三极管的集电极，第四电阻的另一端连接Monitor控制端，第一三极管的发射极连接VDDA3端，第一三极管的基极连接第六电阻，第六电阻的另一端连接Ctrl端；第一静电保护器的一端连接第一电感的一端，第一静电保护器的另一端连接第三电感的一端，第二静电保护器的一端分别连接第二电阻的一端、第二电感的一端，第二静电保护器的另一端连接第三电感的一端。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本实用新型轴温主机内部CPU单元作为系统的核心，具有两个完全独立的处理器单元，分别为处理器子单元1和处理器子单元2。两个处理器子单元分别从两个独立的总线获取测温单元、电源单元的数据后，再进行数据交换与整合；

2、本实用新型处理器子单元独立判断自身数据状态并决定由1号或2号处理器子单元将整合后的数据发送至通信单元；

3、本实用新型避免了因处理器故障导致的轴温数据丢失的情况出现，极大的增强了列车轴温监测系统的稳定性与可靠性；

4、本实用新型使用了该接口保护电路的，相比较未使用该电路的系统，可以滤除电源信号的高频干扰，使得系统抗信号线浪涌能力大大提升。

附图说明

图1是本实用新型CPU板卡工作原理图；

图2是本实用新型CPU板卡结构示意图；

图3是本实用新型接口保护电路电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

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。

一种用于动车组轴温监测系统的CPU板卡，如图1所示，包含第一处理器子单元和第二处理器子单元，所述第一处理器子单元包含第一测温板总线通道、第一UART转 485模块、第一处理器模块、第一MVB板卡总线通道、第二UART转485模块、第一ETH板卡总线通道、第三UART转485模块、第一蜂鸣器、第一报警灯；所述第一测温板总线通道通过第一UART转485模块连接第一处理器模块，所述第一MVB板卡总线通道通过第二UART转485 模块连接第一处理器模块，所述第一ETH板卡总线通道通过第三UART转485模块连接第一处理器模块，所述第一蜂鸣器、第一报警灯分别与第一处理器模块连接；

所述第二处理器子单元包含第二测温板总线通道、第四UART转485模块、第二处理器模块、第二MVB板卡总线通道、第五UART转485模块、第二ETH板卡总线通道、第六UART转485模块、第二蜂鸣器、第二报警灯，所述第二测温板总线通道通过第四UART转485模块连接第二处理器模块，所述第二MVB板卡总线通道通过第五UART转485模块连接第二处理器模块，所述第二ETH板卡总线通道通过第六UART转485模块连接第二处理器模块，所述第二蜂鸣器、第二报警灯分别与第二处理器模块连接。

所述第一报警灯和第一报警灯采用LED灯。

如图2所示，轴温主机内部CPU单元作为系统的核心，具有两个完全独立的处理器单元，分别为处理器子单元1和处理器子单元2。两个处理器子单元分别从两个独立的总线获取测温单元、电源单元的数据后，再进行数据交换与整合。处理器子单元独立判断自身数据状态并决定由1号或2号处理器子单元将整合后的数据发送至通信单元。避免了因处理器故障导致的轴温数据丢失的情况出现，极大的增强了列车轴温监测系统的稳定性与可靠性。

为了解决目前轴温监测系统主机在轴温数据处理及通信方面灵活性差、功能单一的问题，本实用新型设计了一款低成本CPU板卡，板卡采用冗余设计，能通过背板总线与轴温主机内的ETH板卡、MVB板卡、测温板卡交互数据，同时板卡的维护接口能与配套上位机软件通信，上位机软件按特定通信协议与CPU板卡进行数据交互，实现以下功能；

(1)告警功能：CPU板卡通过背板总线获取轴温主机测温通道数据，对温度数据进行处理后的出诊断结果，能通过蜂鸣器、LED灯及硬线输出相应告警信息。

(2)通信功能：CPU板卡处理后的轴温数据及告警数据能通过背板ETH总线和MVB总线与通信板卡进行通信，将数据上传至列车控制管理系统(TCMS)；并能接收列车控制管理系统下发的校时以及列车速度、外温等公共信息。

(3)维护功能：上位机与CPU板卡通过维护接口进行通信，能获取轴温主机所有测温通道数据，获取及设置通信板卡的通信参数，设置轴温主机测温通道温度及状态进行模拟报警测试。

(4)冗余功能：CPU板卡为冗余设计，每个CPU板卡单元由两个独立处理器子单元组成，每个处理器子单元均能通过与轴温主机内其余板卡独立通信，同时CPU板卡内的两个处理器子单元间也会相互通信交换状态数据，每个处理器子单元通过与其余板卡的通信状态独立判断自身的冗余情况，自动切换为激活或备份状态。

(5)模块化设计：CPU板卡采用模块化设计，高度和深度均按照标准3U机箱设计，结构设计灵活，方便插拔，可在发生故障时独立更换

还包含电源模块，所述电源模块包含电源接口和接口保护电路，所述电源接口通过接口保护电路连接第一处理器子单元和第二处理器子单元。如图3所示，所述接口保护电路包含包含第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一电感、第二电感、第一三极管、第一静电保护器、第二静电保护器；

其中，电压输入端VCC端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端分别连接第一电感的一端、第三电阻的一端，第三电阻的另一端连AD+端,第一电感的另一端分别连接第一电容的一端、第二电阻的一端，第一电容的另一端连接第三电感的一端，第二电阻的另一端分别连接第二电感的一端、第三电感的一端，第二电感的另一端连接第三电阻的一端，第三电感的另一端接地，第三电阻的一端分别连接第七电阻的一端、AD-端，第七电阻的另一端分别连接第四电阻的一端、第一三极管的集电极，第四电阻的另一端连接Monitor控制端，第一三极管的发射极连接VDDA3端，第一三极管的基极连接第六电阻，第六电阻的另一端连接Ctrl端；第一静电保护器的一端连接第一电感的一端，第一静电保护器的另一端连接第三电感的一端，第二静电保护器的一端分别连接第二电阻的一端、第二电感的一端，第二静电保护器的另一端连接第三电感的一端。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。上面对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (4)

1.一种用于动车组轴温监测系统的CPU板卡，其特征在于：包含第一处理器子单元和第二处理器子单元，所述第一处理器子单元包含第一测温板总线通道、第一UART转485模块、第一处理器模块、第一MVB板卡总线通道、第二UART转485模块、第一ETH板卡总线通道、第三UART转485模块、第一蜂鸣器、第一报警灯；所述第一测温板总线通道通过第一UART转485模块连接第一处理器模块，所述第一MVB板卡总线通道通过第二UART转485模块连接第一处理器模块，所述第一ETH板卡总线通道通过第三UART转485模块连接第一处理器模块，所述第一蜂鸣器、第一报警灯分别与第一处理器模块连接；

所述第二处理器子单元包含第二测温板总线通道、第四UART转485模块、第二处理器模块、第二MVB板卡总线通道、第五UART转485模块、第二ETH板卡总线通道、第六UART转485模块、第二蜂鸣器、第二报警灯，所述第二测温板总线通道通过第四UART转485模块连接第二处理器模块，所述第二MVB板卡总线通道通过第五UART转485模块连接第二处理器模块，所述第二ETH板卡总线通道通过第六UART转485模块连接第二处理器模块，所述第二蜂鸣器、第二报警灯分别与第二处理器模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于动车组轴温监测系统的CPU板卡，其特征在于：所述第一报警灯和第一报警灯采用LED灯。

3.根据权利要求1所述的一种用于动车组轴温监测系统的CPU板卡，其特征在于：还包含电源模块，所述电源模块包含电源接口和接口保护电路，所述电源接口通过接口保护电路连接第一处理器子单元和第二处理器子单元。

4.根据权利要求3所述的一种用于动车组轴温监测系统的CPU板卡，其特征在于：所述接口保护电路包含第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一电感、第二电感、第一三极管、第一静电保护器、第二静电保护器；

其中，电压输入端VCC端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端分别连接第一电感的一端、第三电阻的一端，第三电阻的另一端连AD+端,第一电感的另一端分别连接第一电容的一端、第二电阻的一端，第一电容的另一端连接第三电感的一端，第二电阻的另一端分别连接第二电感的一端、第三电感的一端，第二电感的另一端连接第三电阻的一端，第三电感的另一端接地，第三电阻的一端分别连接第七电阻的一端、AD-端，第七电阻的另一端分别连接第四电阻的一端、第一三极管的集电极，第四电阻的另一端连接Monitor控制端，第一三极管的发射极连接VDDA3端，第一三极管的基极连接第六电阻，第六电阻的另一端连接Ctrl端；第一静电保护器的一端连接第一电感的一端，第一静电保护器的另一端连接第三电感的一端，第二静电保护器的一端分别连接第二电阻的一端、第二电感的一端，第二静电保护器的另一端连接第三电感的一端。

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