專利名稱：機車司機顯示單元試驗系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機車設(shè)備試驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)，尤其涉及一種機車司機顯示單元試驗系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代大功率交流傳動電力機車的控制系統(tǒng)都是基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的，世界工廠儀表協(xié)議World FIP (World Factory Instrumentation Protocol,簡稱World FIP)網(wǎng)絡(luò)是其中的一種網(wǎng)絡(luò)。Wor 1 d FIP網(wǎng)絡(luò)分為車輛網(wǎng)絡(luò)和列車網(wǎng)絡(luò)兩級結(jié)構(gòu)，其中車輛網(wǎng)絡(luò)主要用于單節(jié)機車內(nèi)部設(shè)備之間的信息交換。機車內(nèi)部設(shè)備通常包括司機顯示單元、主控制單元、牽引控制單元、輔助控制單元、制動控制單元和司控臺。司機顯示單元的主要功能是捕捉和采集機車內(nèi)部其他設(shè)備的周期性過程數(shù)據(jù)、非周期性過程數(shù)據(jù)和非周期性消息數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進行存儲、解析，再經(jīng)處理后顯示其相關(guān)參數(shù)，以滿足機車的運行監(jiān)測、故障顯示和數(shù)據(jù)記錄等功能要求。司機顯示單元作為機車的重要設(shè)備，在出廠前要進行性能測試，若將其應(yīng)用于機車內(nèi)進行試驗，則存在試驗成本過高的問題，同時造成了能源的浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種機車司機顯示單元試驗系統(tǒng)，以實現(xiàn)機車司機顯示單元的地面試驗。本發(fā)明提供一種機車司機顯示單元試驗系統(tǒng)，包括主處理單元模擬器，用于封裝主處理信息數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)包，并將接收到的數(shù)據(jù)包解封裝，以模擬主處理單元；牽引控制單元模擬器，用于封裝牽引控制信息數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)包，并將接收到的數(shù)據(jù)包解封裝，以模擬牽引控制單元；輔助控制單元模擬器，用于封裝輔助控制信息數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)包，并將接收到的數(shù)據(jù)包解封裝，以模擬輔助控制單元；制動控制單元模擬器，用于處理并封裝制動控制信息數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)包，以模擬制動控制單元；司控臺模擬器，用于處理并封裝司控信息數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)包，以模擬司控臺；其中，所述主處理單元模擬器、所述牽引控制單元模擬器、所述輔助控制單元模擬器、所述制動控制單元模擬器和所述司控臺模擬器通過工廠儀表協(xié)議車輛網(wǎng)絡(luò)相互連接， 以模擬機車設(shè)備，并將產(chǎn)生的模擬數(shù)據(jù)封裝成數(shù)據(jù)包后發(fā)送至連接于所述工廠儀表協(xié)議車輛網(wǎng)絡(luò)的待試驗的司機顯示單元。如上所述的機車司機顯示單元試驗系統(tǒng)，還包括網(wǎng)絡(luò)分析儀，捕捉所述工廠儀表協(xié)議車輛網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包，以監(jiān)測所述網(wǎng)絡(luò)的通訊狀況。
如上所述的機車司機顯示單元試驗系統(tǒng)，其中所述主處理單元模擬器、所述牽引控制單元模擬器和所述輔助控制單元模擬器分別包括工控機和采集卡，所述采集卡插設(shè)在所述工控機中，所述工控機用于處理存儲和處理數(shù)據(jù)，所述采集卡用于對所述工控機處理后的數(shù)據(jù)進行封裝，形成數(shù)據(jù)包，并對接收到的數(shù)據(jù)包進行解封裝，并提供給所述工控機處理；所述制動控制單元模擬器和所述司控臺模擬器分別包括中央處理器和主板卡，所述中央處理器插設(shè)在所述主板卡上。如上所述的機車司機顯示單元試驗系統(tǒng)，其中，所述采集卡的物理介質(zhì)符合物理層標準UTE C64-604 ；所述采集卡的介質(zhì)為冗余模式；所述采集卡的通信速率為IMbit/s ；所述采集卡具有256kB本地內(nèi)存。如上所述的機車司機顯示單元試驗系統(tǒng)，其中，所述中央處理器包括RAM、圖形輸出模塊、音頻模塊和以太網(wǎng)接口。如上所述的機車司機顯示單元試驗系統(tǒng)，其中，所述主板卡包括以太網(wǎng)接口、 RS-232串口、邏輯電平數(shù)字輸入輸出接口、壓電揚聲器和中央處理器插槽，其中，所述中央處理器插槽用于插設(shè)所述中央處理器。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的機車司機顯示單元試驗系統(tǒng)，通過主處理單元模擬器、牽引控制單元模擬器、輔助控制單元模擬器、制動控制單元模擬器和司控臺模擬器的設(shè)置，模擬機車設(shè)備，以對機車司機顯示單元進行測試，無需將機車司機顯示單元在機車內(nèi)進行安裝，實現(xiàn)了機車司機顯示單元的地面試驗，節(jié)約了試驗成本。


圖1為本發(fā)明實施例一提供的機車司機顯示單元試驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例二的采集卡的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例二的司機顯示單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實施例二提供的司機顯示單元試驗系統(tǒng)工作流程圖。附圖標記101-主處理單元模擬器；102-牽引控制單元模擬器；103-輔助控制單元模擬器；104-制動控制單元模擬器；105-司控臺模擬器；106-網(wǎng)絡(luò)分析儀。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例， 對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。需要說明的是，在附圖或說明書中， 相似或相同的元件皆使用相同的附圖標記。實施例一圖1為本發(fā)明實施例一提供的機車司機顯示單元試驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該機車司機顯示單元試驗系統(tǒng)包括主處理單元模擬器101、牽引控制單元模擬器102、輔助控制單元模擬器103、制動控制單元模擬器104和司控臺模擬器105。主處理單元模擬器101用于封裝主處理信息數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)包，并將接收到的數(shù)據(jù)包解封裝，以模擬主處理單元。牽引控制單元模擬器102用于封裝牽弓I控制信息數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)包，并將接收到的數(shù)據(jù)包解封裝，以模擬牽引控制單元。輔助控制單元模擬器103用于封裝輔助控制信息數(shù)據(jù)， 形成數(shù)據(jù)包，并將接收到的數(shù)據(jù)包解封裝，以模擬輔助控制單元。制動控制單元模擬器104 用于處理并封裝制動控制信息數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)包，以模擬制動控制單元。司控臺模擬器105 用于處理并封裝司控信息數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)包，以模擬司控臺。其中，主處理單元模擬器101、 牽引控制單元模擬器102、輔助控制單元模擬器103、制動控制單元模擬器104和司控臺模擬器105通過工廠儀表協(xié)議車輛網(wǎng)絡(luò)(以下簡稱車輛網(wǎng)絡(luò))相互連接，以模擬機車設(shè)備，并將產(chǎn)生的模擬數(shù)據(jù)封裝成數(shù)據(jù)包后發(fā)送至連接于車輛網(wǎng)絡(luò)的待試驗的司機顯示單元。各模擬器所產(chǎn)生數(shù)據(jù)主要模擬機車設(shè)備的運動數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)，并由主處理單元模擬器進行總線管理，待試驗的司機顯示單元通過消費者端口定義和消息數(shù)據(jù)通信機制定義接收來自車輛網(wǎng)絡(luò)的各種數(shù)據(jù)信息，并進行處理、解析和顯示。本發(fā)明提供的機車司機顯示單元試驗系統(tǒng)，通過設(shè)置連接于車輛網(wǎng)絡(luò)的主處理單元模擬器101、牽引控制單元模擬器102、輔助控制單元模擬器103、制動控制單元模擬器 104和司控臺模擬器105，以分別模擬機車的主處理單元、牽引控制單元、輔助控制單元、制動控制單元和司控臺，產(chǎn)生模擬數(shù)據(jù)發(fā)送至待試驗的司機顯示單元，以供待試驗的司機顯示單元處理、解析和顯示，為司機顯示單元的地面開發(fā)和調(diào)試提供一個試驗環(huán)境，實現(xiàn)了機車司機顯示單元的地面試驗。在本實施例中，機車司機顯示單元試驗系統(tǒng)還可以包括網(wǎng)絡(luò)分析儀106，網(wǎng)絡(luò)分析儀106捕捉車輛網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包，以監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的通訊狀況。網(wǎng)絡(luò)分析儀106具體為基于 WORLD FIP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)備，具有對車輛網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包進行截獲、分析和實時內(nèi)容顯示的功能，通過車輛網(wǎng)絡(luò)中的支干接頭連接到需要截獲數(shù)據(jù)包的設(shè)備中，可實時顯示出不同狀態(tài)下的數(shù)據(jù)流信息，并有階段性保存數(shù)據(jù)的功能。通過對獲取的數(shù)據(jù)流進行分析，可掌握需要實驗的設(shè)備的通訊情況，并能夠監(jiān)測待試驗的司機顯示單元的運行狀況，提高了試驗的準確性。實施例二本實施例提供的機車司機顯示單元試驗系統(tǒng)是以實施例一為基礎(chǔ)的，主處理單元模擬器、牽引控制單元模擬器和輔助控制單元模擬器可以分別包括工控機和采集卡，采集卡插設(shè)在工控機中，工控機用于處理存儲和處理數(shù)據(jù)，采集卡用于對工控機處理后的數(shù)據(jù)進行封裝，形成數(shù)據(jù)包，并對接收到的數(shù)據(jù)包進行解封裝，并提供給工控機處理。制動控制單元模擬器和司控臺模擬器分別包括中央處理器和主板卡，中央處理器插設(shè)在主板卡上。 工控機性能穩(wěn)定，可以適應(yīng)機車運動環(huán)境的要求，提高了模擬結(jié)果的準確性，也可以根據(jù)試驗需要采用個人計算機，不以本實施例為限。本實施例提供的機車司機顯示單元試驗系統(tǒng)， 通過工控機插設(shè)采集卡分別模擬主處理單元、牽引控制單元和輔助控制單元，產(chǎn)生運行數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互和處理，通過主板卡插設(shè)中央處理器分別模擬制動控制單元和司控臺，產(chǎn)生制動數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)，供司機顯示單元解析、處理和顯示，以對其進行試驗，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)和推廣。圖2為本發(fā)明實施例二的采集卡的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，在本實施例中，采集卡具體規(guī)格可以為具有介質(zhì)冗余管理器，且物理介質(zhì)符合物理層標準UTE C64-604，介質(zhì)為冗余模式，通信速率為IMbit/s，具有256kB本地內(nèi)存。采集卡通過PCI接口與工控機進行數(shù)據(jù)的交互，通過第一通道或第二通道與車輛網(wǎng)絡(luò)進行通信，接收其他設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)包， 進行解封裝處理后得到設(shè)備數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理后再封裝成數(shù)據(jù)包后，通過第一通道或第二通道發(fā)送至連接在車輛網(wǎng)絡(luò)上的待試驗的司機顯示單元。采集卡具體可以采用采集卡CC139 或采集卡CC120，但并不以此為限。在本實施例中，中央處理器具體可以包括RAM、圖形輸出模塊、音頻模塊和以太網(wǎng)接口。主板卡具體可以包括以太網(wǎng)接口、RS-232串口、邏輯電平數(shù)字輸入輸出接口、壓電揚聲器和中央處理器插槽，其中，中央處理器插槽用于插設(shè)中央處理器。優(yōu)選地，中央處理器可以采用ETX-N270-1600，主板卡可以采用PLUTO PLT-N270-1G。中央處理器的參數(shù)指標具體可以為RAM 200 腳 S0-DIMM 插座；最大可支持 2GB DDR2 SDRAM ；圖形輸出含有VGA CRT接口 ；含有IXD的LVDS接口，提供IXD背景光控制信號； 含有TV輸出；含有SDVO接口(直接與ETX模塊相連)；音頻AC，97C0DEC聲卡，麥克風輸入，線路輸入/輸出信號；1個IDE接口 支持兩個設(shè)備(主/從)；可設(shè)置成PIO或UDMA模式；2個SATA (Serial ΑΤΑ)接口 每個接口支持一個設(shè)備，直接與ETX COM模塊相連；軟驅(qū)和并口共享；以太網(wǎng)接口 1個T型端口的10/100網(wǎng)絡(luò)接口 ；2 個串口 1 個 RS-232/422/485 共用接口 ； 1 個單獨 RS-232 接口 ；鍵盤和鼠標PS/2端口 ；也可采用USB接口；4 個 USB 2.0 接口；其它SMbus，I2C，IrDA紅外線串口 ；PC揚聲器接口 ；看門狗定時器；雙系統(tǒng)擴展總線16-bit ISA總線和32-bit PCI總線。主板卡的參數(shù)指標具體可以為附加的以太網(wǎng)接口 :10/100Base-T port (Intel 82551)；2個附加的RS-232串口 ；數(shù)字I/O 8個邏輯電平數(shù)字輸入輸出；板上帶有壓電PC揚聲器；ATX電源輸入和系統(tǒng)控制；板上帶有RTC備用電池；具有外部電池接口 ；底部帶有ETX COM插槽；符合ETX v3. 0規(guī)范；提供系統(tǒng)全部I/O接口；板上帶有CompactFlash插槽；與IDE主或從匹配；板上帶有PC/104-Plus插槽；支持ISA和PCI擴展總線；工作溫度-40 +85 °C ；外形封裝:ETXfootprint (4. 5x 3. 7 英寸)。圖3為本發(fā)明實施例二的司機顯示單元的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為本發(fā)明實施例二提供的司機顯示單元試驗系統(tǒng)工作流程圖，如圖3和圖4所示，司機顯示單元具體采用QNX操作系統(tǒng)對操作系統(tǒng)源碼FDM的動態(tài)數(shù)據(jù)庫進行周期或非周期的訪問，當API向動態(tài)鏈接庫發(fā)送請求，動態(tài)鏈接庫通過在QNX系統(tǒng)下調(diào)用FDM源碼函數(shù)，并根據(jù)地址找到寄存器上對應(yīng)的位置。本發(fā)明提供的機車司機顯示單元試驗系統(tǒng)，通過主處理單元模擬器、牽引控制單元模擬器、輔助控制單元模擬器、制動控制單元模擬器和司控臺模擬器的設(shè)置，實現(xiàn)了機車設(shè)備的地面數(shù)據(jù)模擬，以此進行司機顯示單元的地面試驗，降低了司機顯示單元的試驗成本。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換； 而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種機車司機顯示單元試驗系統(tǒng)，其特征在于，包括主處理單元模擬器，用于封裝主處理信息數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)包，并將接收到的數(shù)據(jù)包解封裝，以模擬主處理單元；牽引控制單元模擬器，用于封裝牽引控制信息數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)包，并將接收到的數(shù)據(jù)包解封裝，以模擬牽引控制單元；輔助控制單元模擬器，用于封裝輔助控制信息數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)包，并將接收到的數(shù)據(jù)包解封裝，以模擬輔助控制單元；制動控制單元模擬器，用于處理并封裝制動控制信息數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)包，以模擬制動控制單元；司控臺模擬器，用于處理并封裝司控信息數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)包，以模擬司控臺； 其中，所述主處理單元模擬器、所述牽引控制單元模擬器、所述輔助控制單元模擬器、 所述制動控制單元模擬器和所述司控臺模擬器通過工廠儀表協(xié)議車輛網(wǎng)絡(luò)相互連接，以模擬機車設(shè)備，并將產(chǎn)生的模擬數(shù)據(jù)封裝成數(shù)據(jù)包后發(fā)送至連接于所述工廠儀表協(xié)議車輛網(wǎng)絡(luò)的待試驗的司機顯示單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機車司機顯示單元試驗系統(tǒng)，其特征在于，還包括網(wǎng)絡(luò)分析儀，捕捉所述工廠儀表協(xié)議車輛網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包，以監(jiān)測所述網(wǎng)絡(luò)的通訊狀況。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機車司機顯示單元試驗系統(tǒng)，其特征在于所述主處理單元模擬器、所述牽引控制單元模擬器和所述輔助控制單元模擬器分別包括工控機和采集卡， 所述采集卡插設(shè)在所述工控機中，所述工控機用于處理存儲和處理數(shù)據(jù)，所述采集卡用于對所述工控機處理后的數(shù)據(jù)進行封裝，形成數(shù)據(jù)包，并對接收到的數(shù)據(jù)包進行解封裝，并提供給所述工控機處理；所述制動控制單元模擬器和所述司控臺模擬器分別包括中央處理器和主板卡，所述中央處理器插設(shè)在所述主板卡上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機車司機顯示單元試驗系統(tǒng)，其特征在于 所述采集卡的物理介質(zhì)符合物理層標準UTE C64-604 ；所述采集卡的介質(zhì)為冗余模式； 所述采集卡的通信速率為IMbit/s ； 所述采集卡具有256kB本地內(nèi)存。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機車司機顯示單元試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述中央處理器包括RAM、圖形輸出模塊、音頻模塊和以太網(wǎng)接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機車司機顯示單元試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述主板卡包括 以太網(wǎng)接口、RS-232串口、邏輯電平數(shù)字輸入輸出接口、壓電揚聲器和中央處理器插槽，其中，所述中央處理器插槽用于插設(shè)所述中央處理器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種機車司機顯示單元試驗系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括主處理單元模擬器、牽引控制單元模擬器、輔助控制單元模擬器、制動控制單元模擬器和司控臺模擬器。其中，主處理單元模擬器、牽引控制單元模擬器、輔助控制單元模擬器、制動控制單元模擬器和司控臺模擬器通過工廠儀表協(xié)議車輛網(wǎng)絡(luò)相互連接，以模擬機車設(shè)備，并將產(chǎn)生的模擬數(shù)據(jù)封裝成數(shù)據(jù)包后發(fā)送至連接于工廠儀表協(xié)議車輛網(wǎng)絡(luò)的待試驗的司機顯示單元。本發(fā)明提供的機車司機顯示單元試驗系統(tǒng)通過主處理單元模擬器、牽引控制單元模擬器、輔助控制單元模擬器、制動控制單元模擬器和司控臺模擬器的設(shè)置，模擬機車設(shè)備與司機顯示單元進行數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)了司機顯示單元的地面試驗性。
文檔編號H04L12/26GK102564776SQ201010609099
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者關(guān)穎, 王昌榮 申請人:中國北車集團大連機車研究所有限公司