CN214954674U - 一种can与以太网双接口的车门数据采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种CAN与以太网双接口的车门数据采集装置，该装置包括数据采集处理电路、门控器、车辆CAN总线通讯接口电路和以太网通讯电路，数据采集处理电路与门控器、车辆CAN总线通讯接口电路和以太网通讯电路连接，车辆CAN总线通讯接口电路与门控器连接。本实用新型的装置将车门控制器和数据采集、传输装置有机统一起来，在不影响各个车门控制器正常工作的前提下同时实现对各个车门控制器运行参数的采集和传输，可同时支持车辆现场CAN总线和以太网网络通讯的传输方式。

Description

一种CAN与以太网双接口的车门数据采集装置

技术领域

本实用新型涉及一种车门数据采集装置，尤其涉及一种CAN与以太网双接口的车门数据采集装置。

背景技术

轨道车辆的门系统是地铁运营中使用最多的车辆设备之一。在地铁运营过程中，车门系统需要经常开启和关闭，加上其它因素的影响，导致客室车门故障频发。因此对车门控制器故障信号的采集监测就显得尤为重要。目前车门控制器的故障信号是通过车门控制器设备自身的指示灯显示的，并不能实现对车门控制器故障信号的实时可视化显示，远程监测以及传输存储。因此，对门控器的故障参数的监测可以直接或间接地监测车门的工作状态情况。门控器是判断轨道车门运行状态的数据源头。但现有的门控器当轨道车辆车门出现故障时可以检测到故障发生却无法通过丰富的数据传输手段实时通知维保人员。

现有的车门控制器在车门数据采集和传输上都是依靠纯以太网传输或者纯CAN通讯接口传输两种传输方式都具有一定的局限性，例如在利用纯以太网或者纯CAN接口通讯进行车厢内数据传输时以及在组网方式上，易受到单一数据总线传输方式的限制。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的为提供一种同时支持车辆现场CAN总线和以太网网络通讯的传输方式的CAN与以太网双接口的车门数据采集装置。

技术方案：本实用新型的CAN与以太网双接口的车门数据采集装置，包括数据采集处理电路、门控器、车辆CAN总线通讯接口电路和以太网通讯电路，数据采集处理电路与门控器、车辆CAN总线通讯接口电路和以太网通讯电路连接，车辆CAN总线通讯接口电路与门控器连接。

本实用新型装置同时支持以太网口和CAN双接口通讯传输的方式，其利用CAN通讯接口对车厢内门控制器进行手拉手组网将数据传输汇集至此装置，利用以太网口将采集到的本车门数据和汇集到的本节车厢所有数据发送到车辆的数据转发装置中，再将所有数据统一发送至服务器数据中心。

在系统供电电路模块的稳定供电条件下，主控芯片处理电路通过SPI接口与自身门控器连接，主控芯片处理电路与车辆CAN总线通讯接口电路以及以太网通讯电路单元连接，车辆CAN总线通讯接口电路与其他车辆门控制器直接连接，以CAN总线通信方式采集接收其他车辆门控制器状态数据，主控芯片处理电路与存储电路连接相连缓存并交互数据，主控芯片单元采集处理驱动电机数据相关的转速、转角、转矩等参数以及车辆门控制器数据，利用车辆上本身的车载数据转发装置，快速的与对面服务器建立连接，传输车门数据，实现完整的车门数据采集传输及处理功能。

本实用新型装置将车辆现场CAN总线采集传输电路、以太网通讯网络传输电路集成到一块电路板上，并内置于车门控制器内部，并且可同时支持车辆CAN现场总线和以太网通讯网络的传输，具有普遍的适应性。这种布局方式在不改变车门控制器原有功能的前提下，就能实现对整列车各个车门控制器数据的采集和统一传输，该装置集成度高、实用性强。

进一步地，数据采集处理电路包括主控芯片处理单元、看门狗单元和存储单元，主控芯片处理单元分别与看门狗单元、存储单元连接。

看门狗单元采用8位单片机作为辅助主控芯片工作的从控制芯片。看门狗单元采用 STM8S芯片作为辅助主控芯片工作的从控制芯片实现硬件看门狗功能，可大大节约板级空间，避免采用外围模拟器件的不稳定性，为设备的可靠运行提供保证，在设备节点死机时，能够自我复位和重启，的存储器单元与主控芯片相连接，进行双向数据存储读取通讯，在实现高速数据的缓存与处理的同时，将采集监听到的数据进行处理后，利用以太网通讯网络与车载数据转发装置通讯，利用车载数据转发装置将门数据状态传输至后台服务器。

数据采集处理电路通过SPI接口与门控器连接。采集驱动电机及车门自身实时状态信息，传输至的主控芯片处理电路进行数据处理运算。

优选的，车门数据采集装置的系统供电电路模块为5V电源转换的供电电路模块。系统供电电路模块将5V电源转换为满足电路上芯片的正常供电需求。

以太网通讯电路与车载数据转发装置相连。车载数据转发装置与车站地面服务器中心相连。车站地面服务器中心与展示端相连。

本实用新型装置可同时实时采集监测轨道交通车辆现场CAN总线数据、车门电机的工作参数(电流、转速、转矩)数据以及实时传输数据至服务器并在展示端显示的功能。

同时采集监测轨道交通车辆现场CAN总线数据及车门电机的工作参数(电流、转速、转矩)数据的功能：车辆现场CAN总线的车辆现场总线接口电路，在不影响原有电路及信号传输的条件下，通过相应接口直接与门控制器连接，接收监听门控制器之间传输的现场总线状态信号，总线信号经过通讯接口电路传输至主控芯片；以太网通讯电路与车载数据转发装置，将本节车厢数据利用车载数据转发装置将采集处理后的数据传输至地面服务器，实现数据落地。

数据采集处理电路与驱动电机连接。数据采集处理电路通过SPI接口实时接收门控器的输出参数数据，与一般具有采集控制功能的门控制器相比，不仅解决了采集车辆现场CAN总线数据信号的问题，而且设计出了可同时门控器自身数据及车门电机工作参数数据的功能，大大增加了该设备的使用灵活性，该装置理论上对车门驱动电机的转角、转矩以及转速等参数可达很高的测量精度，并且实时性很高，且具有测量范围可调的功能。

主控芯片处理电路接收轨道交通车辆现场CAN总线数据信号、驱动电机的状态信号，处理后，利用以太网通讯电路单元将数据转发至车载数据传输设备，实现数据实时传输至地面服务器，并在展示端实时显示曲线波形。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有如下显著优点：将车门控制器和数据采集、传输装置有机统一起来，在不影响各个车门控制器正常工作的前提下同时实现对各个车门控制器运行参数的采集和传输，可同时支持车辆现场CAN总线和以太网网络通讯的传输方式，主要采集和传输的数据有车门电机的工作参数(电流、转速、转矩)和车门控制器的自身的状态数据(供电电压、DSP供电电压、MVB供电电压、驱动电机电压等多种电压模拟量信号，以及CAN电压状态、继电器状态、IPM保护状态等若干数字量信号等)。

操作简单方便，高度集成化，体积小容易组装携带，功耗相比于同类装置大大降低，灵敏度可调并且精度及功能得到很大提升，通过对改装置进行组装与调试，高低温测试后，可靠运行在恶劣的工作环境下，可实现该装置的产品化。

附图说明

图1是本实用新型的硬件结构框架图。

图2是本实用新型的以太网通讯电路模块的硬件结构框架图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。

本实用新型的CAN与以太网双接口的车门数据采集装置。其硬件结构、工作原理如下：

如图1所示，本实用新型公开了一种CAN与以太网双接口的车门数据采集装置及其处理传输方法：整个设备由数据采集处理电路模块、以太网通讯电路模块、CAN总线通讯接口模块、车载数据转发装置、车站地面服务器中心、系统供电电路模块、展示端组成，另外门控器A、门控器B以及驱动电机为辅助设备。所述的系统供电电路模块1通过电源芯片将门控器A提供的DC5V电压转换为噪声极小的板级所需的DC3.3V 及DC1.8V电压，为其余模块提供稳定的电压，产生的DC5V以及DC3.3V及DC1.8V 以满足不同模块单元的供电要求。所述的数据采集处理电路模块2的存储电路包括片外 eMMC电路及FLASH存储芯片电路，片外FLASH存储电路对车门数据进行本地大容量存储并与主控芯片进行双向通讯的，片外eMMC电路对操作系统等进行启动引导操作。所述的车辆CAN总线通讯接口电路模块4与门控器A、门控器B连接，其中门控器A与门控器B以手拉手的方式连接，利用DB9接口与车辆CAN总线相连接，再通过CAN转换芯片转换的方式实时监听一列车厢的各个门控制器中获取当前车门系统的开关状态，如开关门数据、故障信息以及开关锁到位等信息，之后将采集到的数据传输至所述的主控芯片处理单元。所述的数据采集处理模块2通过SPI接口与门控器A连接、门控器A与驱动电机连接，将采集到车门驱动电机数据传输至所述的主控芯片处理电路，由主控芯片处理电路并行处理后，通过是以太网通讯电路模块3将数据转发至车载数据转发装置5，利用车载数据转发装置5将数据无线传输至车站地面服务器中心 6，实现数据落地，再经过专家系统等算法处理后在展示端7展示车门状态实时曲线。

在设备维护升级过程中，可以使用以太网通讯电路模块3的以太网通讯电路对设备进行调试与维护。

系统供电电路模块1是由车门控制器A提供的电源，再经过内部的电源转换芯片转换成各个部分所需要的电压，所述的数据采集处理模块1的看门狗电路是防止系统程序死机时能够重启系统。

如图2所示，所述的以太网通讯电路模块2包括以太网PHY芯片、隔离变压器以及M12接口电路。所述的M12接口电路与车辆的车载数据转发装置5连接，主控芯片对采集处理完成后的车门及门控器自身数据，通过以太网PHY芯片对数据进行拆包，地址判断，查表，然后制定转发决策，最后封装数据包并根据转发决策将数据发送到相应的端口，利用地址信号、数据信号、使能信号与隔离变压器进行通讯，实现数据的隔离及收发功能，将数据转发至车辆的车载数据转发装置5，车载数据转发装置5以无线传输方式将数据传输至车站地面服务器中心6，实现数据落地。

Claims (8)

1.一种CAN与以太网双接口的车门数据采集装置，其特征在于：包括数据采集处理电路(2)、门控器、车辆CAN总线通讯接口电路(4)和以太网通讯电路(3)，所述数据采集处理电路(2)与门控器、车辆CAN总线通讯接口电路(4)和以太网通讯电路(3)连接，所述车辆CAN总线通讯接口电路(4)与门控器连接。

2.根据权利要求1所述的CAN与以太网双接口的车门数据采集装置，其特征在于：所述数据采集处理电路(2)包括主控芯片处理单元、看门狗单元和存储单元，所述主控芯片处理单元分别与看门狗单元、存储单元连接。

3.根据权利要求2所述的CAN与以太网双接口的车门数据采集装置，其特征在于：所述看门狗单元采用8位单片机作为辅助主控芯片工作的从控制芯片。

4.根据权利要求1所述的CAN与以太网双接口的车门数据采集装置，其特征在于：所述数据采集处理电路(2)通过SPI接口与门控器连接。

5.根据权利要求1所述的CAN与以太网双接口的车门数据采集装置，其特征在于：所述车门数据采集装置的系统供电电路模块(1)为5V电源转换的供电电路模块。

6.根据权利要求1所述的CAN与以太网双接口的车门数据采集装置，其特征在于：所述以太网通讯电路(3)与车载数据转发装置(5)相连。

7.根据权利要求6所述的CAN与以太网双接口的车门数据采集装置，其特征在于：所述车载数据转发装置(5)与车站地面服务器中心(6)相连。

8.根据权利要求7所述的CAN与以太网双接口的车门数据采集装置，其特征在于：所述车站地面服务器中心(6)与展示端(7)相连。

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