CN220315007U - 一种车载atp与jru设备通信插件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种车载ATP与JRU设备通信插件，包括ATP设备和JRU设备，还包括电源模块、MCU单元、PFB单元、PHY单元和底板单元，电源模块通过底板单元连接DC12V电源，电源模块分别连接MCU单元、PFB单元和PHY单元，MCU单元与PFB单元通信连接，PFB单元包括DB9接口，DB9接口与ATP设备连接；MCU单元连接PHY单元，并通过PHY单元和底板单元与JRU设备通信连接。本实用新型通过DB9接口与ATP设备连接，以Profibus总线通讯方式实现JRU设备与ATP设备间的数据交互，再通过MCU单元进行数据处理，最终将ATP数据通过底板单元传给JRU设备。
Description
技术领域
本实用新型涉及动车组列控动态监测系统，具体涉及一种车载ATP与JRU设备通信插件。
背景技术
动车组列控动态监测系统包括机车调车作业安全辅助防护系统（LSP）、轨道车调车作业安全辅助防护系统（GDK），这些系统基于列控设备动态监测及传输系统（DynamicMonitoring System for Train Control Equipment，DMS）平台为基础，由于上述平台设计定型较早，对当前系统的功能扩展形成制约，因此急需一种通信插件用于以Profibus总线通讯方式实现列车自动保护系统（Automatic train protection，ATP）与司法记录单元（JuridicalRecording Unit ，JRU）设备间的数据交互。
发明内容
本实用新型为解决现有DMS平台的ATP设备功能扩展受限制的问题，提供了一种车载ATP与JRU设备通信插件，通过DB9接口与ATP设备连接，以Profibus总线通讯方式实现JRU设备与ATP设备间的数据交互，再通过MCU单元进行数据处理，最终将ATP数据通过底板单元传给JRU设备。
为了实现上述目的，本实用新型提出了一种车载ATP与JRU设备通信插件，包括ATP设备和JRU设备，还包括电源模块、MCU单元、PFB单元、PHY单元和底板单元，所述电源模块通过底板单元连接DC12V电源，电源模块分别连接MCU单元、PFB单元和PHY单元，所述MCU单元与PFB单元通信连接，PFB单元包括DB9接口，所述DB9接口与ATP设备连接；MCU单元连接PHY单元，并通过PHY单元和底板单元与JRU设备通信连接。
作业原理：PFB（Profibus通讯接口）单元通过DB9接口连接ATP设备，并设置MCU单元对数据进行处理，MCU单元连接有PHY单元，MCU单元通过PHY单元实现网络接口的扩展，MCU单元连接底板单元实现RS485通信扩展和CAN通信扩展，MCU单元将处理的数据通过网络接口和底板单元向JRU设备传输。实现了ATP设备与JRU设备的连接。
进一步地，所述电源模块包括保护电路、电流电压监测电路、电源转换芯片、隔离电源模块、稳压芯片、保险丝和V-F转换电路；
所述保护电路包括短路保护电路、过压保护电路和LC滤波电路，保护电路一侧连接DC12V电源，另一端连接电流电压监测电路，所述电流电压监测电路的输出分别连接隔离电源模块和电源转换芯片，电流电压监测电路的输出还连接MCU单元的AD接口。
设置独立的电源模块为MCU单元、PFB单元、PHY单元和底板单元供电。并通过短路保护电路、过压保护电路和LC滤波电路对MCU单元、PFB单元和PHY单元进行保护。
进一步地，所述电源转换芯片连接MCU单元的电源端构成第一供电电路；
电源转换芯片连接PHY单元的电源端构成第二供电电路；
所述电流电压监测电路的另一端连接稳压芯片，稳压芯片输出经保险丝和V-F转换电路连接PFB单元的上拉电源接口，且电源转换芯片连接PFB单元的电源端构成第三供电电路；
所述MCU单元的输出IO连接电源转换芯片与PFB单元和PHY单元连接的控制端。
MCU单元分别对PFB单元、PHY单元的供电进行控制，并对电源模块输入电流/电压进行检测。
进一步地，所述MCU单元通过I2C接口连接有存储器，MCU单元通过FMC接口通信连接所述PFB单元，MCU单元通过MII接口连接所述PHY单元 ，；
MCU单元通过I2C接口还连接有温度传感器。
MCU单元包括时钟电路、调试接口、编程接口、面板状态指示、电源去耦电路、复位电路、插板插槽位置检测、温度监测、信息存储电路、电压电流采集接口、MII接口、RS485和CAN接口以及网络通信接口。
进一步地，所述PFB单元包括Profibus总线模块。
PFB单元主要负责JRU设备与ATP设备间的数据通讯，然后通过FMC接口将接收到的ATP数据与MCU单元进行通信。
进一步地，所述PHY单元包括DP83848I网口芯片。
进一步地，所述底板单元包括底板连接器，所述底板连接器包括DC12V接口、RS485总线接口、CAN总线接口、网络总线接口和插槽检测模块；
所述DC12V接口与电源模块电性连接，所述RS485总线接口与CAN总线接口与MCU单元通信连接，所述网络总线接口与PHY单元通信连接，所述插槽检测模块与MCU单元的IO引脚电性连接。
通过上述技术方案，本实用新型的有益效果为：
本实用新型实现ATP设备与JRU设备进行通信接线，PFB（Profibus通讯接口）单元通过DB9接口连接ATP设备，并设置MCU单元对数据进行处理，MCU单元连接有PHY单元，MCU单元通过PHY单元实现网络接口的扩展，MCU单元连接底板单元实现RS485通信扩展和CAN通信扩展，MCU单元将处理的数据通过网络接口和底板单元向JRU设备传输，实现了ATP设备与JRU设备的连接。
附图说明
图1为本实用新型一种车载ATP与JRU设备通信插件的电器原理图之一；
图2为本实用新型一种车载ATP与JRU设备通信插件的电器原理图之二；
图3为本实用新型一种车载ATP与JRU设备通信插件的电器原理图之三；
图4为本实用新型一种车载ATP与JRU设备通信插件的电器原理图之四；
图5为本实用新型一种车载ATP与JRU设备通信插件的电器原理图之五；
图6为本实用新型一种车载ATP与JRU设备通信插件的电器原理图之六。
附图标号：1为电源模块，2为MCU单元，3为PFB单元，4为PHY单元，5为底板单元，6为DB9接口，7为保护电路，8为电流电压监测电路，9为电源转换芯片，10为隔离电源模块，11为稳压芯片，12为保险丝，13为V-F转换电路。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明：
实施例1
如图1~6所示，一种车载ATP与JRU设备通信插件，包括ATP设备和JRU设备，还包括电源模块1、MCU单元2、PFB单元3、PHY单元4和底板单元5，所述电源模块1通过底板单元5连接DC12V电源，电源模块1分别连接MCU单元2、PFB单元3和PHY单元4，所述MCU单元2与PFB单元3通信连接，PFB单元3包括DB9接口6，所述DB9接口6与ATP设备连接；
MCU单元2连接PHY单元4，并通过PHY单元4和底板单元5与JRU设备通信连接。
优选的，所述电源模块1包括保护电路7、电流电压监测电路8、电源转换芯片9、隔离电源模块10、稳压芯片11、保险丝12和V-F转换电路13；
如图2所示，所述保护电路7包括短路保护电路（SMD1812B075TF/33，自恢复保险）、过压保护电路（SMBJ14CA，瞬态抑制TVS二极管）和LC滤波电路，保护电路7一侧连接DC12V电源，另一端连接电流电压监测电路8（INA138芯片），所述电流电压监测电路8的输出分别连接隔离电源模块（IF1205XT-1WR3）10和电源转换芯片9（SY8120I芯片），电流电压监测电路8的输出还连接MCU单元2的AD接口。
优选的，所述电源转换芯片9输出为DC3.3V，连接MCU单元2的电源端构成第一供电电路，为MCU单元2供电。
电源转换芯片9输出为DC3.3V，连接PHY单元4的电源端构成第二供电电路，为PHY单元4供电。
所述电流电压监测电路8的另一端连接稳压芯片11（TPS73601DBVR），所述稳压芯片11输出为DC5V，经保险丝12和V-F转换电路13连接PFB单元3的上拉电源接口，工作时选用保险丝12和V-F转换电路13中的一种即可。且电源转换芯片9输出为DC3.3V，连接PFB单元3的电源端构成第三供电电路，为PFB单元3供电。
所述MCU单元2的输出IO连接电源转换芯片9的控制端。
电源转换芯片9的控制端连接MCU单元2，PFB单元3和PHY单元4的通/断电由电源转换芯片9控制。
如图3所示，优选的，所述MCU单元2选用STM32F767ZGT6芯片，MCU单元2通过FMC接口通信连接所述PFB单元3，以此来实现JRU设备与ATP设备间的数据通讯功能。MCU单元2通过MII接口连接所述PHY单元4。MCU单元2利用4个GPIO作为插板插入位置检测线。MCU单元2通过I2C接口还连接有温度传感器（TMP75）。
MCU单元2通过I2C接口外接存储器（MC24C02）。
如图4所示，优选的，所述PFB单元3包括Profibus总线模块。
如图5所示，优选的，所述PHY单元4包括DP83848I网口芯片。
如图6所示，优选的，所述底板单元5包括底板连接器，所述底板连接器包括DC12V接口、RS485总线接口、CAN总线接口、网络总线接口和插槽检测模块；
所述DC12V接口与电源模块1电性连接，所述RS485总线接口与CAN总线接口与MCU单元2通信连接，所述网络总线接口与PHY单元4通信连接，所述插槽检测模块与MCU单元2的IO引脚电性连接。
底板连接器选用美国泰科6469028型高速背板连接器。
ATP设备通过DB9接口6连接PFB单元3，PFB单元3连接MCU单元2，其中ATP设备通过Profibus总线通讯方式连接MCU单元2，MCU单元2通过RS485总线、CAN总线和网络总线连接ATP设备。实现JRU设备与ATP设备间的数据通讯。
以上所述之实施例，只是本实用新型的较佳实施例而已，并非限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。
Claims (7)
1.一种车载ATP与JRU设备通信插件，包括ATP设备和JRU设备，其特征在于，还包括电源模块（1）、MCU单元（2）、PFB单元（3）、PHY单元（4）和底板单元（5），所述电源模块（1）通过底板单元（5）连接DC12V电源，电源模块（1）分别连接MCU单元（2）、PFB单元（3）和PHY单元（4），所述MCU单元（2）与PFB单元（3）通信连接，PFB单元（3）包括DB9接口（6），所述DB9接口（6）与ATP设备连接；
MCU单元（2）连接PHY单元（4），并通过PHY单元（4）和底板单元（5）与JRU设备通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种车载ATP与JRU设备通信插件，其特征在于，所述电源模块（1）包括保护电路（7）、电流电压监测电路（8）、电源转换芯片（9）、隔离电源模块（10）、稳压芯片（11）、保险丝（12）和V-F转换电路（13）；
所述保护电路（7）包括短路保护电路、过压保护电路和LC滤波电路，保护电路（7）一侧连接DC12V电源，另一端连接电流电压监测电路（8），所述电流电压监测电路（8）的输出分别连接隔离电源模块（10）和电源转换芯片（9），电流电压监测电路（8）的输出还连接MCU单元（2）的AD接口。
3.根据权利要求2所述的一种车载ATP与JRU设备通信插件，其特征在于，所述电源转换芯片（9）连接MCU单元（2）的电源端构成第一供电电路；
电源转换芯片（9）连接PHY单元（4）的电源端构成第二供电电路；
所述电流电压监测电路（8）的另一端连接稳压芯片（11），所述稳压芯片（11）输出经保险丝（12）和V-F转换电路（13）连接PFB单元（3）的上拉电源接口，且电源转换芯片（9）连接PFB单元（3）的电源端构成第三供电电路；
所述MCU单元（2）的输出IO连接电源转换芯片（9）与PFB单元（3）和PHY单元（4）连接的控制端。
4.根据权利要求1所述的一种车载ATP与JRU设备通信插件，其特征在于，所述MCU单元（2）通过I2C接口连接有存储器，MCU单元（2）通过FMC接口通信连接所述PFB单元（3），MCU单元（2）通过MII接口连接所述PHY单元（4）；
MCU单元（2）通过I2C接口还连接有温度传感器。
5.根据权利要求1所述的一种车载ATP与JRU设备通信插件，其特征在于，所述PFB单元（3）包括Profibus总线模块。
6.根据权利要求1所述的一种车载ATP与JRU设备通信插件，其特征在于，所述PHY单元（4）包括DP83848I网口芯片。
7.根据权利要求1所述的一种车载ATP与JRU设备通信插件，其特征在于，所述底板单元（5）包括底板连接器，所述底板连接器包括DC12V接口、RS485总线接口、CAN总线接口、网络总线接口和插槽检测模块；
所述DC12V接口与电源模块（1）电性连接，所述RS485总线接口与CAN总线接口与MCU单元（2）通信连接，所述网络总线接口与PHY单元（4）通信连接，所述插槽检测模块与MCU单元（2）的IO引脚电性连接。
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