CN221148900U - 机车信号设备线缆快速检测装置 - Google Patents
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Abstract
机车信号设备线缆快速检测装置，解决了如何快速自动检测机车信号设备连接线缆内芯线工作状态的问题，属于机车设备检测技术领域。本实用新型主控单元向输出接口转换单元发送检测信号，输出接口转换单元将检测信号转换成某个GPIO为高电平，其他为低电平，通过信号输出接口单元、线缆内芯线、信号输入接口单元传输至输入接口转换单元的GPIO，输入接口转换单元将GPIO的高低电平信号转换为检测信号传输至主控单元，主控单元将输出的检测信号和读取的检测信号进行一致性对比，如果存在异常，显示单元显示异常内芯线位置。主控单元按照内芯线编号顺序更改高电平的GPIO，继续进行下一次测试，直至24次全部检测完成，显示单元显示每一条内芯线的检测结果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机车信号设备线缆快速检测装置，属于机车设备检测技术领域。
背景技术
机车信号车载系统设备关乎行车安全，归属安全设备范畴，机车信号设备线缆属于系统的重要组成部分之一。机车信号设备连接线缆接口包括多种不同型号的航插，每一种线缆的内芯线数量也不尽相同，因此，机车信号线缆出厂前要进行严格检验，特别是在线缆批量生产后，为检验带来了一定困难。目前检测机车信号线缆的短路、断路、线序错误的方法主要是通过万用表或通过人为控制开关使每一根内芯线通断，然后观察指示灯亮灭的机械方法来测试。该方法工作量大，存在人为错误操作、漏检等不利因素，存在安全隐患。
发明内容
针对如何快速自动检测机车信号设备连接线缆内芯线工作状态的问题，本实用新型供一种机车信号设备线缆快速检测装置。
本实用新型的一种机车信号设备线缆快速检测装置，包括信号输出接口单元、输出接口转换单元、主控单元、输入接口转换单元、信号输入接口单元和显示单元；
主控单元的检测信号输出端与输出接口转换单元的检测信号输入端连接，输出接口转换单元的信号输出端与输出接口单元的检测信号输入端连接，输出接口单元的检测信号输出端与机车信号设备线缆的输入端组连接；主控单元输出的检测信号中一个内芯线为高电平，其余内芯线为低电平；
机车信号设备线缆的输出端组与信号输入接口单元的检测信号输入端连接，信号输入接口单元的检测信号输出端与输入接口转换单元的检测信号输入端连接，输入接口转换单元的检测信号输出端与主控单元的检测信号输入端连接；
所述显示单元与主控单元连接，主控单元将输出的检测信号和输入的检测信号进行一致性对比，如果异常，将异常的内芯线位置通过显示单元进行显示；
主控单元，还用于按顺序更换输出的检测信号为高电平的内芯线位置，其余内芯线为低电平。
作为优选，主控单元与输出接口转换单元、主控单元与输入接口转换单元之间通过I2C总线连接。
作为优选，信号输出接口单元包括八个航插接口，分别为航插接口X27、X28、X22、I-SZ、LX22、X26、II-SZ和X23；八个航插接口中序号相同的输入内芯线连接在一起，并分别与输出接口转换单元的一个GPIO输出接口连接。
作为优选，输出接口转换单元为I2C扩展GPIO芯片，采用NCA9555芯片实现。
作为优选，信号输入接口单元包括八组航插接口，其中，航插接口X29为第一组航插接口，航插接口X30为第二组航插接口，航插接口X32为第三组航插接口，航插接口I-LL为第四组航插接口，航插接口X11、X12和X7为第五组航插接口，航插接口L27A、L27B、L28A、L28B、电源与端位的压接端子为第六组航插接口，航插接口II-LL为第七组航插接口，航插接口LKJ23为第八组航插接口；
每组航插接口的内芯线按照信号输出接口单元的顺序分别连接至输入接口转换单元的一组GPIO输入接口，输入接口转换单元共有八组GPIO输入接口，每24个GPIO输入接口为一组。
作为优选，输入接口转换单元为I2C扩展GPIO芯片，采用NCA9555芯片实现。
作为优选，所述装置还包括供电单元，用于为输出接口转换单元、主控单元、输入接口转换单元和显示单元供电。
作为优选，所述供电单元包括AC/DC电源模块、滤波电路和降压DC/DC模块，
AC/DC电源模块将外部220V交流电转换成24V直流电，再经滤波电路后给显示单元供电；
降压DC/DC芯片将24V直流电转换成3.3V直流电给输出接口转换单元、主控单元和输入接口转换单元供电。
作为优选，AC/DC电源模块采用芯片LD25-25B24R2实现，降压DC/DC芯片采用SCT2460FRAR电源芯片实现。
作为优选，主控单元的主控芯片采用GD32F系列单片机实现。
本实用新型的有益效果，本实用新型操作简单，能快速自动检测线缆内芯线短路、断路、顺序错误的工作状态，并确定异常内芯线位置，还可同时测试不同型号的线缆，提高线缆检测效率和产品质量，保障现场运用时的行车安全。
附图说明
图1为本实用新型装置的原理示意图；
图2为输出接口转换单元的原理示意图；
图3为输入接口转换单元的原理示意图。
具体实施方式
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作出创造性劳动的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。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。
如图1所示，本实施方式的机车信号设备线缆快速检测装置，包括信号输出接口单元、输出接口转换单元、主控单元、输入接口转换单元、信号输入接口单元和显示单元；
主控单元的检测信号输出端与输出接口转换单元的检测信号输入端连接，输出接口转换单元的信号输出端与输出接口单元的检测信号输入端连接，输出接口单元的检测信号输出端与机车信号设备线缆的输入端组连接；主控单元输出的检测信号中一个内芯线为高电平，其余内芯线为低电平；
机车信号设备线缆的输出端组与信号输入接口单元的检测信号输入端连接，信号输入接口单元的检测信号输出端与输入接口转换单元的检测信号输入端连接，输入接口转换单元的检测信号输出端与主控单元的检测信号输入端连接；
所述显示单元与主控单元连接，主控单元将输出的检测信号和输入的检测信号进行一致性对比，如果异常，将异常的内芯线位置通过显示单元进行显示；
主控单元，还用于按顺序更换输出的检测信号为高电平的内芯线位置，其余内芯线为低电平。
本实施方式主控单元向输出接口转换单元发送检测信号，输出接口转换单元将检测信号转换成GPIO_1为高电平，其它GPIO为低电平的信号，通过信号输出接口单元、线缆内芯线、信号输入接口单元传输至输入接口转换单元的GPIO，输入接口转换单元将GPIO的高低电平信号转换为检测信号传输至主控单元，主控单元读取检测信号后，将输出的检测信号和读取的检测信号进行一致性对比确定本次检测结果并保存，如果存在异常内芯，保存异常位置信息。按照内芯线编号顺序更改高电平的GPIO，继续进行下一次测试，直至24次全部检测完成，通过显示单元显示每一条内芯线的检测结果，如果某条内芯线存在异常，显示异常内芯线及内芯编号，无异常内芯说明检测结果合格。
本实施方式中主控单元与输出接口转换单元、主控单元与输入接口转换单元之间通过I2C总线连接。
其中信号输出接口单元包括八个航插接口，分别为航插接口X27、X28、X22、I-SZ、LX22、X26、II-SZ和X23；八个航插接口中序号相同的输入内芯线连接在一起，并分别与输出接口转换单元的一个GPIO输出接口连接，例如，将这八个航插接口内芯线1连接在一起并连接至输出接口转换单元的GPIO_1，将内芯线2连接在一起并连接至输出接口转换单元的GPIO_2，直至最大内芯线24连接在一起并连接至输出接口转换单元的GPIO_24，如图2所示。
本实施方式的输出接口转换单元接收主控单元通过I2C总线输出的信号，并将I2C格式数据转换成GPIO形式传输至信号输出接口单元。I2C扩展GPIO芯片可采用纳芯微电子的NCA9555芯片实现，通过配置寄存器设置GPIO方向为输出。
本实施方式中信号输入接口单元包括八组航插接口，其中，航插接口X29为第一组航插接口，航插接口X30为第二组航插接口，航插接口X32为第三组航插接口，航插接口I-LL为第四组航插接口，航插接口X11、X12和X7为第五组航插接口，航插接口L27A、L27B、L28A、L28B、电源与端位的压接端子为第六组航插接口，航插接口II-LL为第七组航插接口，航插接口LKJ23为第八组航插接口；
如图3所示，每组航插接口的内芯线按照信号输出接口单元的顺序分别连接至输入接口转换单元的一组GPIO输入接口，输入接口转换单元共有八组GPIO输入接口，每24个GPIO输入接口为一组；例如：X27的内芯线1连接X29的内芯线1，将X29内芯线1连接至输入接口转换单元的GPIO_1，X27的内芯线2连接X29的内芯线2，将X29内芯线2连接至输入接口转换单元的GPIO_2，直至GPIO_24。
X28的内芯线1连接X30的内芯线1，将X30内芯线1连接至输入接口转换单元的GPIO_25，X28的内芯线2连接X30的内芯线2，将X30内芯线2连接至输入接口转换单元的GPIO_26，直至GPIO_48。
以此类推，将X32、I-LL、X11和X12和X7、L27A和L27B和L28A和L28B和电源与端位的压接端子、II-LL、LKJ23的内芯线连接至输入接口转换单元的GPIO_49-GPIO_192。
输入接口转换单元为I2C扩展GPIO芯片，接收信号输入接口单元的GPIO信号，并将GPIO信号转换成I2C格式数据传送给主控单元。I2C扩展GPIO芯片采用纳芯微电子的NCA9555芯片实现，通过配置寄存器设置GPIO方向为输入。
本实施方式主控单元的主控芯片采用GD32F系列单片机实现，本实施方式的主控单元具体实现步骤如下：
步骤1：主控单元通过输出端I2C总线向输出接口转换单元的I2C扩展GPIO芯片的不同输出端口寄存器分别写入0x00，0x00，0x01，I2C扩展GPIO芯片自动将GPIO_1、GPIO2、GPIO3、…、GPIO24变为1、0、0、…、0的高低电平；
步骤2：主控单元通过输入端I2C总线读取输入接口转换单元的I2C扩展GPIO芯片的不同输入端口寄存器数据，其中，GPIO_1-GPIO_192按顺序每24个为一组，当线缆内芯线不足24芯时，通过软件的预置配置参数自动确定有效的内芯。
步骤3：对比输出信号和采集经过内芯线返回的信号是否相同，保存当次检测结果。如果检测结果不同，保存线缆及不同内芯线的编号。
步骤4：按照步骤1至步骤3的方法，按照内芯线的编号顺序更改写入数据，完成24次检测；
步骤5：主控单元通过485总线向显示单元发送包括每一条线缆的检测结果，如果某条线缆存在异常，显示异常线缆及内芯编号，无异常内芯线说明检测结果合格。
本实施方式的显示单元用于显示八组线缆的检测结果及异常位置信息，具有人机交互操作，液晶触摸屏可采用步科公司的ET100，它与主控单元通过485通讯。
本实施方式的检测装置还包括供电单元，用于为输出接口转换单元、主控单元、输入接口转换单元和显示单元供电。本实施方式供电单元包括AC/DC电源模块、滤波电路和降压DC/DC模块；
使用小体积的AC/DC电源模块将外部220V交流电转换成24V直流电，电源经滤波电路后给显示单元供电。使用降压DC/DC模块将24V直流电转换成3.3V直流电给输出接口转换单元、主控单元和输入接口转换单元供电。220V交流电转24V直流电的电源模块可采用金升阳LD25-25B24R2。24V直流电转3.3V直流电的电源模块可采用芯州科技的SCT2460FRAR电源芯片制作。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本实用新型，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本实用新型的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本实用新型的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。
Claims (10)
1.机车信号设备线缆快速检测装置，其特征在于，包括信号输出接口单元、输出接口转换单元、主控单元、输入接口转换单元、信号输入接口单元和显示单元；
主控单元的检测信号输出端与输出接口转换单元的检测信号输入端连接，输出接口转换单元的信号输出端与输出接口单元的检测信号输入端连接，输出接口单元的检测信号输出端与机车信号设备线缆的输入端组连接；主控单元输出的检测信号中一个内芯线为高电平，其余内芯线为低电平；
机车信号设备线缆的输出端组与信号输入接口单元的检测信号输入端连接，信号输入接口单元的检测信号输出端与输入接口转换单元的检测信号输入端连接，输入接口转换单元的检测信号输出端与主控单元的检测信号输入端连接；
所述显示单元与主控单元连接，主控单元将输出的检测信号和输入的检测信号进行一致性对比，如果异常，将异常的内芯线位置通过显示单元进行显示；
主控单元，还用于按顺序更换输出的检测信号为高电平的内芯线位置，其余内芯线为低电平。
2.根据权利要求1所述的机车信号设备线缆快速检测装置，其特征在于，主控单元与输出接口转换单元、主控单元与输入接口转换单元之间通过I2 C总线连接。
3.根据权利要求2所述的机车信号设备线缆快速检测装置，其特征在于，信号输出接口单元包括八个航插接口，分别为航插接口X27、X28、X22、I-SZ、LX22、X26、II-SZ和X23；八个航插接口中序号相同的输入内芯线连接在一起，并分别与输出接口转换单元的一个GPIO输出接口连接。
4.根据权利要求3所述的机车信号设备线缆快速检测装置，其特征在于，输出接口转换单元为I2 C扩展GPIO芯片，采用NCA9555芯片实现。
5.根据权利要求2所述的机车信号设备线缆快速检测装置，其特征在于，信号输入接口单元包括八组航插接口，其中，航插接口X29为第一组航插接口，航插接口X30为第二组航插接口，航插接口X32为第三组航插接口，航插接口I-LL为第四组航插接口，航插接口X11、X12和X7为第五组航插接口，航插接口L27A、L27B、L28A、L28B、电源与端位的压接端子为第六组航插接口，航插接口II-LL为第七组航插接口，航插接口LKJ23为第八组航插接口；
每组航插接口的内芯线按照信号输出接口单元的顺序分别连接至输入接口转换单元的一组GPIO输入接口，输入接口转换单元共有八组GPIO输入接口，每24个GPIO输入接口为一组。
6.根据权利要求5所述的机车信号设备线缆快速检测装置，其特征在于，输入接口转换单元为I2 C扩展GPIO芯片，采用NCA9555芯片实现。
7.根据权利要求1所述的机车信号设备线缆快速检测装置，其特征在于，所述装置还包括供电单元，用于为输出接口转换单元、主控单元、输入接口转换单元和显示单元供电。
8.根据权利要求7所述的机车信号设备线缆快速检测装置，其特征在于，所述供电单元包括AC/DC电源模块、滤波电路和降压DC/DC模块，
AC/DC电源模块将外部220V交流电转换成24V直流电，再经滤波电路后给显示单元供电；
降压DC/DC芯片将24V直流电转换成3.3V直流电给输出接口转换单元、主控单元和输入接口转换单元供电。
9.根据权利要求8所述的机车信号设备线缆快速检测装置，其特征在于，AC/DC电源模块采用芯片LD25-25B24R2实现，降压DC/DC芯片采用SCT2460FRAR电源芯片实现。
10.根据权利要求1所述的机车信号设备线缆快速检测装置，其特征在于，主控单元的主控芯片采用GD32F系列单片机实现。
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