專利名稱：一種軌道機車智能控制系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及智能控制系統領域，具體涉及一種基于M總線的實現軌道列車輔 助設備控制的智能控制系統。
背景技術：
城市軌道交通具有運量大、速度快、安全、準點、保護環境、節約能源和用地等特 點，其普及應用能在很大程度上緩解日益嚴重的城市交通擁擠問題。在軌道列車控制系統 中，由于各電氣設備的布置相對比較分散，多少采用現場總線控制方式，以減少機車控制系 統布線。隨著科技的不斷發展，軌道列車中的很多問題得到了很好的解決，其控制也必將越 來越向人性化、智能化方向發展，最終為乘客提供更安全、更方便也更舒適的出行環境。

實用新型內容本實用新型需解決的問題是優化現有軌道機車的控制系統設計，提供一種基于M 總線的軌道機車智能控制系統。為解決上述技術問題，本實用新型采用技術方案為提供一種軌道機車智能控制系統，包括主控模塊，其采用嵌入式智能處理芯片，通過GPRS或以太網方式上行與遠程控制 中心通訊實現遠程控制，并與各被控系統模塊連接實現系統互聯；智能開關模塊，與主控模塊連接，采用繼電器控制電源線路通斷；所述被控系統模塊包括檢測模塊、控制模塊及報警模塊，各被控系統模塊與主控 模塊之間通過M-BUS總線連接。具體的，所述檢測模塊包括溫度檢測單元、光照檢測單元、到站檢測單元。所述控 制模塊包括照明控制單元、門控單元、空調控制單元和廣播控制單元。所述報警模塊包括火 災報警單元、故障報警單元。更具體的，所述主控模塊采用內部集成以太網MAC控制器的TinyARMT23微控制器 芯片。所述TinyARM T23微控制器芯片通過以太網接口依次通過網絡隔離變壓器芯片及 RJ45接口接入互聯網實現遠程控制。所述各被控系統模塊采用PLC可編程序控制器，其通過M-BUS收發芯片TSS721連 接到M-BUS總線，通過總線接受本地PC機及遠程控制信號進而控制各終端設備。所述各被 控系統模塊還包括與PLC可編程序控制器連接的遙控接收模塊。M總線是一種具有高度集成化、容錯性的現場總線技術，能夠為多個使用普通單通 道傳輸媒質的遠程模塊提供兩種串行數據接口。這兩路數據接口可以同時進行傳輸和監 控，可以實現命令/響應串行通信、直接輸入/輸出控制等功能。每一個處于中心位置的M 總線控制器可以控制64個遠程模塊，而每一個遠程模塊又可以控制32個外部設備，數據傳 輸率最大可以達到2. OM/bit。M總線內置的自我檢測、關鍵邏輯冗余和協議魯棒等特性使 其更適用于需要可靠載入的應用。通過M總線與微機進行通信，再配合多種傳感技術，在機車內形成分布式控制系統，可實現機車穩定、可靠的控制，為乘客提供更安全、方便、舒適的 出行環境。

圖1所述軌道機車智能控制系統總體結構示意圖；圖2所述系統中以太網接口電路圖；圖3所述系統中M-BUS控制電路圖；圖4所述系統中被控模塊示意框圖；圖5所述系統主控模塊工作流程示意圖；圖6所述系統中被控模塊工作流程示意圖。
具體實施方式
為了便于本領域技術人員理解，
以下結合附圖及實施例對本實用新型做進一步的 詳細介紹。如圖1，本實用新型所述軌道機車智能控制系統包括主控模塊，其采用嵌入式智 能處理芯片，通過GPRS或以太網方式上行與遠程控制中心通訊實現遠程控制，并與各被控 系統模塊連接實現系統互聯；智能開關模塊，與主控模塊連接，采用繼電器控制線路通斷； 所述被控系統模塊包括檢測模塊、控制模塊及報警模塊，各被控系統模塊與主控模塊之間 通過M-BUS總線連接。所述檢測模塊包括溫度檢測單元、光照檢測單元、到站檢測單元。所述控制模塊包 括照明控制單元、門控單元、空調控制單元和廣播控制單元。所述報警模塊包括火災報警單 元、故障報警單元。所述系統通過網絡接口與車載及地面PC相連，使工作人員能方便有效的控制各 個設備，確保機車安全，乘客舒適。當機車發生異常時系統能及時有效的檢測出來并報告給 工作人員，從而為乘客提供一個安全、舒適、便利的乘車環境。如圖2所示，所述主控模塊采用TinyARM T23微控制器芯片，該微控制器芯片通過 以太網接口依次通過網絡隔離變壓器芯片及RJ45接口接入互聯網實現遠程控制。TinyARM T23微控制器芯片內部集成一個功能齊全的10M/100M以太網MAC控制 器，這個以太網MAC通過使用加速的DMA硬件來提供優化的性能。以太網模塊與使用RMIII 的片外以太網PHY通過MIIM串行總線進行連接，因此在芯片外部只需接一個以太網物理層 接口芯片和相關電路即能實現以太網通信功能。因為TinyARM工控模塊提供了以太網PHY 接口芯片，因此只需外接狀態指示燈、網絡變壓器、匹配電阻、高壓電容和RJ45插座即可實 現網絡通信。因此通過網絡隔離變壓器芯片HR601629E和RJ45接口與Internet相連接， 就可實現通過Internet對機車內部的智能遠程控制及本地控制。如圖3，所述各被控系統模塊采用PLC可編程序控制器，其通過M-BUS收發芯片 TSS721連接到M-BUS總線，通過總線接受本地PC機及遠程控制信號進而控制各終端設備。 所述各被控系統模塊還包括與PLC可編程序控制器連接的遙控接收模塊。所述系統被控模 塊接上一個紅外傳感器，可以直接在通過遙控器對其進行時實控制。M-BUS系統總線是采用2線電纜，各被控模塊并聯在這兩根電纜上，各被控模塊可以直接通過總線供電而不再需要額外的電源。主控模塊與被控模塊通信時信號是由電平轉 換形成的，而被控模塊傳送的信號是由電流調節形成的。當主控模塊向被控模塊發送控制 信號時，通過端口 OUT的高低電平的變化從而控制光電耦合器TLP521的通與斷，進而使電 阻R2、R3并聯或斷開，改變總線上(+BUS)的輸出電壓以達到信號傳輸目的；而當被控模塊 向主控模塊發送信號時會有電流傳到總線上，該電流通過水泥電阻R4改變總線(-BUS)的 電壓，再將-BUS信號通過一個數字控制電位器X9015處理，使信號得到更加有效可靠的傳 輸。以PLC為核心，通過M-BUS收發芯片TSS721連接到總線，組成一個集采集、處理和 報警為一身的自動控制系統。該模塊接上一個紅外傳感器，可以直接在通過遙控器進行時 實控制，也可以通過M-BUS接受本地PC及通過GPRS進行遠程設備的控制。其原理框圖如 圖4所示。所述軌道機車智能控制系統的軟件設計也是系統設計的重要組成部分，它是建立 在系統功能需求及硬件結構的基礎上，其核心功能是實時數據采集、處理、存儲和轉發。主 控模塊將采集到的數據進行處理并顯示給工作人員以及將工作人員發送來的命令傳給相 應的設備執行，對于異常情況能及時準確的報警。該系統還能查詢一定范圍內的歷史記錄。 所述系統主控模塊工作流程如圖5所示。被控模塊工作流程如圖6所示。所述系統被控模塊接收本地控制和遠程控制，當 系統檢測到有命令時，首先查看是否是遠程工作人員發來的命令，若有且是有效命令則做 出相應的處理，若不是遠程命令則判斷是否來自本地命令，若是且是有效命令則做出相應 的處理。當任務執行完后進行喂狗操作以保持所述系統正常工作。上述實施例僅為本實用新型的較佳的實施方式，除此之外，本實用新型還可以有 其他實現方式。也就是說，在沒有脫離本實用新型構思的前提下，任何顯而易見的替換均應 落入本實用新型的保護范圍之內。
權利要求一種軌道機車智能控制系統，包括主控模塊，采用嵌入式智能處理芯片，通過GPRS或以太網方式上行與遠程控制中心通訊實現遠程控制，并與各被控系統模塊連接實現系統互聯；智能開關模塊，與主控模塊連接，采用繼電器控制電源線路通斷；其特征在于所述被控系統模塊包括檢測模塊、控制模塊及報警模塊，各被控系統模塊與主控模塊之間通過M BUS總線連接。
2.根據權利要求1所述的軌道機車智能控制系統，其特征在所述檢測模塊包括溫度 檢測單元、光照檢測單元、到站檢測單元。
3.根據權利要求1所述的軌道機車智能控制系統，其特征在于所述控制模塊包括照 明控制單元、門控單元、空調控制單元和廣播控制單元。
4.根據權利要求1所述的軌道機車智能控制系統，其特征在于所述報警模塊包括火 災報警單元、故障報警單元。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的軌道機車智能控制系統，其特征在于所述主控 模塊采用內部集成以太網MAC控制器的TinyARM T23微控制器芯片。
6.根據權利要求5所述的軌道機車智能控制系統，其特征在于所述TinyARMT23微 控制器芯片通過以太網接口依次通過網絡隔離變壓器芯片及RJ45接口接入互聯網實現遠 程控制。
7.根據權利要求6所述的軌道機車智能控制系統，其特征在于所述各被控系統模塊 采用PLC可編程序控制器，其通過M-BUS收發芯片TSS721連接到M-BUS總線，通過總線接 受本地PC機及遠程控制信號進而控制各終端設備。
8.根據權利要求7所述的軌道機車智能控制系統，其特征在于所述各被控系統模塊 還包括與PLC可編程序控制器連接的遙控接收模塊。
專利摘要本實用新型涉及智能控制系統領域，具體涉及一種基于M總線的實現軌道列車輔助設備控制的智能控制系統。所述系統包括主控模塊，其采用嵌入式智能處理芯片，通過GPRS或以太網方式上行與遠程控制中心通訊實現遠程控制，并與各被控系統模塊連接實現系統互聯；智能開關模塊，與主控模塊連接，采用繼電器控制線路通斷；被控系統模塊包括檢測模塊、控制模塊及報警模塊，各被控系統模塊與主控模塊之間通過M-BUS總線連接。所述系統通過網絡接口與車載及地面PC相連，使工作人員能方便有效的控制各個設備，確保機車安全，乘客舒適。當機車發生異常時系統能及時有效的檢測出來并報告給工作人員，從而為乘客提供一個安全、舒適、便利的乘車環境。
文檔編號B61L27/00GK201721468SQ201020233009
公開日2011年1月26日 申請日期2010年6月13日 優先權日2010年6月13日
發明者張利民, 張勝紅, 戴瑜興, 戴舜, 朱方, 陳建榮 申請人:惠州市標頂空壓技術有限公司