CN218102951U - 一种轨道交通pids系统加站装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及轨道交通PIDS系统报站测试领域，具体涉及一种轨道交通PIDS系统加站装置。列车上设置有搭载PIDS系统的PIDS系统终端，轨道交通PIDS系统加站装置包括电源电路，所述电源电路的输入端连接列车电源，电源电路的输出端连接单片机，所述单片机分别通过信号输出电路和通讯电路与列车PIDS系统的终端连接。本实用新型提供一种轨道交通PIDS系统加站装置，检测列车在库内未上线运时的零速信号，同时对PIDS系统进行反馈，完成PIDS系统的加站测试。

Description

一种轨道交通PIDS系统加站装置

技术领域

本实用新型涉及轨道交通PIDS系统报站测试领域，具体涉及一种轨道交通PIDS系统加站装置。

背景技术

城市轨道交通电客车PIDS系统报站模式分为：手动报站，半自动报站，全自动报站。就PIDS系统的内部控制来说，城市轨道交通列车最多最常用的是半自动报站。加站逻辑指的是PIDS系统中“下一站”的切换方式，对于半自动报站模式，大部分的PIDS系统都是根据门全关闭信号结合零速信号进行控制。半自动报站的触发逻辑主要包括两方面内容的控制，一方面是离站广播和到站广播的触发条件，另一方面是加站的控制逻辑。加站的控制逻辑通常有两种，当列车处于主控开启时，先检测到零速信号由低电平变为高电平，后检测到门全关闭信号变为高电平，进行一次加站；或者采用当先检测到门全关闭信号变为高电平，后检测到零速信号变为低电平，就进行一次加站，两种逻辑均可实现在同一站点进行一次加站。然而，当列车在库内未上线运营时，PIDS系统无法检测到零速信号的变化，就无法对PIDS系统半自动报站的加站进行测试。同时，因为以往的加站信号发生器不具备反馈功能，无法知晓系统是否进行了加站。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种轨道交通PIDS系统加站装置，检测列车在库内未上线运时的零速信号，同时对PIDS系统进行反馈，完成PIDS系统的加站测试。

本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案为：一种轨道交通PIDS系统加站装置，列车上设置有搭载PIDS系统的PIDS系统终端，包括电源电路，所述电源电路的输入端连接列车电源，电源电路的输出端连接单片机，所述单片机分别通过信号输出电路和通讯电路与列车PIDS系统的终端连接。

本实用新型中，电源电路将列车的DC110V电源转换为5V电源为其他低压电路供电，单片机作为控制电路，单片机控制信号输出电路内的继电器，继电器得电后常开触点闭合，将DV110V信号发送给PIDS系统，通讯电路用以采集列车PIDS系统的485总线上的数据信息，单片机判断列车收到的零速信号、门全关闭信号、主控信号后是否进行了加站，以此实现列车PIDS系统加站闭环反馈。

所述电源电路包括保护电路，所述保护电路包括熔断器F1及压敏电阻R2，所述熔断器F1的一端连接所述列车电源，熔断器F1的另一端连接所述压敏电阻R2，熔断器F1及压敏电阻R2连接电源指示灯LED1,所述电源指示灯LED1连接电源模块M2，所述电源模块M2分别与电源模块M1和单片机连接，所述电源模块M1连接通讯电路，所述电源模块M2连接所述单片机，电源模块M1为通讯电路提供隔离的直流电源。

所述电源电路还包括防反接电路及滤波电路，所述列车电源通过防反接电路连接所述保护电路，所述电源指示灯LED1通过滤波电路与电源模块M2连接。防反接电路用于输入正负极接反状态下对后级电路的保护，滤波电路用于抑制进入电源模块M2的噪声。

所述信号输出电路包括多组，每一组信号输出电路均包括输入限流电阻、光电耦合器、继电器JK、MOS管；所述输入限流电阻的一端连接单片机，输入限流电阻的另一端与光电耦合器的输入端连接，所述光电耦合器的输出端连接MOS管的栅极，所述MOS管的源极接地，MOS管的漏极连接继电器JK的线圈，所述继电器JK的常开触点连接列车PIDS系统终端。

单片机连接语音提示电路，所述语音提示电路包括语音模块M3，所述语音模块M3连接扬声器。

所述通讯电路为485通讯电路，所述485通讯电路包括接收数据电路、发送使能电路、发送数据电路，接收数据电路、发送使能电路、发送数据电路的输入端分别与单片机连接，接收数据电路、发送使能电路、发送数据电路的输出端分别与485控制芯片U1连接，所述485控制芯片U1通过过电压保护电路连接列车PIDS系统终端。

所述过电压保护电路包括双向TVS管D9，所述双向TVS管的一端连接485控制芯片，双向TVS管的另一端通过气体放电保护管GDT1连接列车PIDS系统终端。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本装置供电来自于列车上的DC110V电源，无需其他外部电源；信号输出电路使用光电耦合器进行电气隔离，提高了输出信号的抗干扰能力；通讯电路采用光电耦合器实现电气隔离，同时采用独立的隔离电源模块供电实现电源隔离，提高了通讯电路的安全性，稳定性与抗干扰能力；485总线采用气体放电管进行过电压保护，避免了错误接线导致装置烧毁的可能。单片机通过485总线采集的数据判断加站逻辑是否正确执行，实现了闭环检测。

附图说明

图1是本实用新型电路连接框图。

图2是本实用新型的电源电路原理图。

图3是本实用新型的单片机原理图。

图4是本实用新型的信号输出电路原理图。

图5是本实用新型的语音提示电路原理图。

图6是本实用新型提出的通讯电路原理图。

图中：1、电源电路；2、单片机；3、信号输出电路；4、语音提示电路；5、通讯电路；6、触摸屏。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例做进一步描述：

实施例

如图1至图6所示，列车上设置有搭载PIDS系统的PIDS系统终端，包括电源电路1，电源电路1的输入端连接列车电源，电源电路1的输出端连接单片机2，单片机2分别通过信号输出电路3和通讯电路5与列车PIDS系统的终端连接；单片机2连接触摸屏6，单片机接收485总线上的PIDS系统数据判断列车是否执行了加站逻辑，若加站逻辑正常，则通过触摸屏6显示加站成功，若加站逻辑异常，则通过触摸屏6显示加站失败。

如图2所示，电源电路1包括保护电路，所述保护电路包括熔断器F1及压敏电阻R2，熔断器F1的一端连接电源电路，熔断器F1的另一端连接压敏电阻R2，熔断器F1及压敏电阻R2连接电源指示灯LED1,电源指示灯LED1连接电源模块M2，电源模块M2分别与电源模块M1及单片机(2)连接，电源模块M1连接通讯电路5。JP1为列车电源的输入接口，输入DC110V电压，LED1为电源指示灯，当DC110V电源接入时电源指示灯亮，电源模块M2为本装置供电，电源模块M2将接入的列车DC110V电源变换为DC5V，R47与LED11构成指示灯电路，电源模块M2输出5V电源后指示灯LED11亮，电源模块M1为通讯电路提供隔离的5V2电源。

电源电路1还包括防反接电路及滤波电路，列车电源通过防反接电路连接保护电路，电源指示灯LED1通过滤波电路与电源模块M2连接。滤波电路包括电感L2、有极性电容E1、电容C3、电感L1、有极性电容E2、电容C4，滤波电路抑制进入电源模块M2的噪声；防反接电路包括电阻R3、电阻R5、电容C5、稳压管DZ1、MOS管Q1，电源正向接入时，JP1-1引脚为正极，JP1-2引脚为负极，电压被R3与R5分压，当电源达到110V时，稳压管DZ1两端电压为47.1V，此时稳压管DZ1达到击穿电压，将稳压管DZ1两端电压稳定在5V，MOS管Q1栅极与源极之间的电压为5V，此时Q1导通构成回路。当电源反向接入时，JP1-2引脚为负极，JP1-2引脚为正极，MOS管Q1截止且栅极电压为0V，回路不导通，实现了输入正负极接反的状态下对后级电路的保护。

如图3所示，本实施例中，U2为STM32单片机，JK1-JK8为信号输出电路3的控制引脚，DYSV17F_OL为语音提示电路4的控制引脚，485-TX为通讯电路5的发送引脚，485-RX为通讯电路5的接收引脚，485-DE为通讯电路5的发送使能引脚，RXD1、TXD1为触摸屏6的通讯引脚。

信号输出电路3包括多组，每一组信号输出电路3均包括输入限流电阻、光电耦合器、继电器JK、MOS管；输入限流电阻的一端连接单片机2，输入限流电阻的另一端与光电耦合器的输入端连接，光电耦合器的输出端连接MOS管的栅极，MOS管的源极接地，MOS管的漏极连接继电器JK的线圈，继电器JK的常开触点连接列车PIDS系统终端。

如图4所示，本实施例中，信号输出电路共有8组，以JK1这一路为例，R15为光电耦合器IC2的输入限流电阻，JK1信号高电平时驱动IC2内部发光二极管，IC2输出侧的光电二极管在有光状态下导通，使N沟道MOS管Q3栅极G电压达到开启电压，此时N沟道MOS管Q3导通，源极S与漏极D之间产生电流，继电器JK1的线圈JK1A与Q3串联，Q3导通的同时继电器JK1的线圈JK1A吸合，常开触点JK1B与JK1C闭合，DC110V电压经常开触点输出至JP3端子，JP3端子外部连接列车PIDS系统终端，完成DC110V信号发送。R17为Q3的栅极下拉电阻，在IC2输出截止时，确保Q3栅极信号为0V。D1为继电器线圈JK1A的续流二极管，吸收继电器线圈JK1A失电时产生的反向电动势。LED3与R13为继电器的指示灯电路，与继电器线圈JK1A并联,继电器线圈JK1A吸合后LED3点亮。

单片机2连接语音提示电路4，语音提示电路4包括语音模块M3，语音模块M3连接扬声器。本实施例中，语音模块M3为DYSV17F语音模块，DYSV17F_OL为单片机发出的单线串口信号，单片机通过发送数据驱动M3模块播放指定的音频。

如图5所示，通讯电路5为485通讯电路，485通讯电路包括接收数据电路、发送使能电路、发送数据电路，接收数据电路、发送使能电路、发送数据电路的输入端分别与单片机2连接，接收数据电路、发送使能电路、发送数据电路的输出端分别与485控制芯片U1连接，485控制芯片U1通过过电压保护电路连接列车PIDS系统终端。过电压保护电路包括双向TVS管D9，双向TVS管的一端连接485控制芯片，双向TVS管的另一端通过气体放电保护管GDT1连接列车PIDS系统终端。本实施例中，通讯电路5与单片机2之间采用光电耦合器进行电气隔离，U1为485收发控制芯片SP485EEN-L/TR，U1的6引脚、7引脚分别连接485总线的A线与B线，R45为AB线之间的120欧终端电阻，R44为B线的下拉电阻，R46为A线的上拉电阻，当AB线之间的电压超过6.8V时双向TVS管D9导通吸收过电压，AB线间电压超过75V时气体放电保护管GDT1放电，吸收过电压。

U1的1引脚为485数据接收引脚，当485-RX为低电平时，光电耦合器J1的2引脚、3引脚之间产生电压差，使内部发光二极管点亮，将6引脚连接的485-RX信号拉低，当485-RX为高电平时，使内部发光二极管截止，485-RX信号被R41上拉电阻拉高。单片机通过485-RX信号高低电平变化即可接收到485总线上的数据。

U1的2引脚为485接收使能引脚，U1的3引脚为发送使能引脚，接收使能低电平有效，发送使能高电平有效，U1的2引脚、3引脚连接，当485-DE信号为低电平时，光电耦合器J2的2引脚、3引脚之间产生电压差，内部发光二极管点亮，使U1的6引脚输出低电平，将U1工作模式切换为接受数据，禁止发送数据；当485-DE信号为高电平时，光电耦合器J2的2引脚、3引脚之间无电压差产生，内部发光二极管截止，使U1的6引脚输出高电平，将U1工作模式切换为发送数据，禁止接受数据。单片机控制485-DE信号，从而设置U1的工作状态，完成485半双工通信。

U1的4引脚为485数据发送引脚，485-TX信号为低电平时，光电耦合器J3的2引脚、3引脚之间产生电压差，内部发光二极管点亮，使U1的6引脚输出低电平。485-TX信号为高电平时，光电耦合器J3的2引脚、3引脚之间无电压差产生，内部发光二极管截止，使U1的6引脚输出低电平。单片机改变485-TX信号电平的高低，从而控制U1将数据发送至485总线。5V2为隔离电源正极，5V2-GND为隔离电源负极，使用电源电路1的M1模块输出的5V电源实现了通讯电路的电源隔离。

Claims (7)

1.一种轨道交通PIDS系统加站装置，列车上设置有搭载PIDS系统的PIDS系统终端，其特征在于，包括电源电路(1)，所述电源电路(1)的输入端连接列车电源，电源电路(1)的输出端连接单片机(2)，所述单片机(2)分别通过信号输出电路(3)和通讯电路(5)与列车PIDS系统的终端连接。

2.根据权利要求1所述的一种轨道交通PIDS系统加站装置，其特征在于，所述电源电路(1)包括保护电路，所述保护电路包括熔断器F1及压敏电阻R2，所述熔断器F1的一端连接所述列车电源，熔断器F1的另一端连接所述压敏电阻R2，熔断器F1及压敏电阻R2连接电源指示灯LED1,所述电源指示灯LED1连接电源模块M2，所述电源模块M2分别与电源模块M1及单片机(2)连接，所述电源模块M1连接通讯电路(5)。

3.根据权利要求2所述的一种轨道交通PIDS系统加站装置，其特征在于，所述电源电路(1)还包括防反接电路及滤波电路，所述列车电源通过防反接电路连接所述保护电路，所述电源指示灯LED1通过滤波电路与电源模块M2连接。

4.根据权利要求1所述的一种轨道交通PIDS系统加站装置，其特征在于，所述信号输出电路(3)包括多组，每一组信号输出电路(3)均包括输入限流电阻、光电耦合器、继电器JK、MOS管；所述输入限流电阻的一端连接单片机(2)，输入限流电阻的另一端与光电耦合器的输入端连接，所述光电耦合器的输出端连接MOS管的栅极，所述MOS管的源极接地，MOS管的漏极连接继电器JK的线圈，所述继电器JK的常开触点连接列车PIDS系统终端。

5.根据权利要求1所述的一种轨道交通PIDS系统加站装置，其特征在于，单片机(2)连接语音提示电路(4)，所述语音提示电路(4)包括语音模块M3，所述语音模块M3连接扬声器。

6.根据权利要求1所述的一种轨道交通PIDS系统加站装置，其特征在于，所述通讯电路(5)为485通讯电路，所述485通讯电路包括接收数据电路、发送使能电路、发送数据电路，接收数据电路、发送使能电路、发送数据电路的输入端分别与单片机(2)连接，接收数据电路、发送使能电路、发送数据电路的输出端分别与485控制芯片U1连接，所述485控制芯片U1通过过电压保护电路连接列车PIDS系统终端。

7.根据权利要求6所述的一种轨道交通PIDS系统加站装置，其特征在于，所述过电压保护电路包括双向TVS管D9，所述双向TVS管的一端连接485控制芯片，双向TVS管的另一端通过气体放电保护管GDT1连接列车PIDS系统终端。

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