專利名稱：機車司機顯示單元試驗系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種機車設備試驗系統結構技術，尤其涉及一種機車司機顯示單元試驗系統。
背景技術：
現代大功率交流傳動電力機車的控制系統都是基于網絡結構的，世界工廠儀表協議World FIP (World Factory Instrumentation Protocol,簡稱World FIP)網絡是其中的一種網絡。Wor 1 d FIP網絡分為車輛網絡和列車網絡兩級結構，其中車輛網絡主要用于單節機車內部設備之間的信息交換。機車內部設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部其他設備的周期性過程數據、非周期性過程數據和非周期性消息數據，并對這些數據進行存儲、解析，再經處理后顯示其相關參數，以滿足機車的運行監測、故障顯示和數據記錄等功能要求。司機顯示單元作為機車的重要設備，在出廠前要進行性能測試，若將其應用于機車內進行試驗，則存在試驗成本過高的問題，同時造成了能源的浪費。

發明內容
本發明提供一種機車司機顯示單元試驗系統，以實現機車司機顯示單元的地面試驗。本發明提供一種機車司機顯示單元試驗系統，包括主處理單元模擬器，用于封裝主處理信息數據，形成數據包，并將接收到的數據包解封裝，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據，形成數據包，并將接收到的數據包解封裝，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據，形成數據包，并將接收到的數據包解封裝，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據，形成數據包，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據，形成數據包，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議車輛網絡相互連接， 以模擬機車設備，并將產生的模擬數據封裝成數據包后發送至連接于所述工廠儀表協議車輛網絡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，還包括網絡分析儀，捕捉所述工廠儀表協議車輛網絡中的數據包，以監測所述網絡的通訊狀況。
如上所述的機車司機顯示單元試驗系統，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，所述采集卡插設在所述工控機中，所述工控機用于處理存儲和處理數據，所述采集卡用于對所述工控機處理后的數據進行封裝，形成數據包，并對接收到的數據包進行解封裝，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在所述主板卡上。如上所述的機車司機顯示單元試驗系統，其中，所述采集卡的物理介質符合物理層標準UTE C64-604 ；所述采集卡的介質為冗余模式；所述采集卡的通信速率為IMbit/s ；所述采集卡具有256kB本地內存。如上所述的機車司機顯示單元試驗系統，其中，所述中央處理器包括RAM、圖形輸出模塊、音頻模塊和以太網接口。如上所述的機車司機顯示單元試驗系統，其中，所述主板卡包括以太網接口、 RS-232串口、邏輯電平數字輸入輸出接口、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所述中央處理器。由上述技術方案可知，本發明提供的機車司機顯示單元試驗系統，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置，模擬機車設備，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進行安裝，實現了機車司機顯示單元的地面試驗，節約了試驗成本。


圖1為本發明實施例一提供的機車司機顯示單元試驗系統結構示意圖；圖2為本發明實施例二的采集卡的結構示意圖；圖3為本發明實施例二的司機顯示單元的結構示意圖；圖4為本發明實施例二提供的司機顯示單元試驗系統工作流程圖。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-網絡分析儀。
具體實施例方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例， 對本發明實施例中的技術方案進行清楚、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為本發明實施例一提供的機車司機顯示單元試驗系統結構示意圖，如圖1所示，該機車司機顯示單元試驗系統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據，形成數據包，并將接收到的數據包解封裝，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控制信息數據，形成數據包，并將接收到的數據包解封裝，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據， 形成數據包，并將接收到的數據包解封裝，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據，形成數據包，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據，形成數據包，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通過工廠儀表協議車輛網絡(以下簡稱車輛網絡)相互連接，以模擬機車設備，并將產生的模擬數據封裝成數據包后發送至連接于車輛網絡的待試驗的司機顯示單元。各模擬器所產生數據主要模擬機車設備的運動數據和故障數據，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據通信機制定義接收來自車輛網絡的各種數據信息，并進行處理、解析和顯示。本發明提供的機車司機顯示單元試驗系統，通過設置連接于車輛網絡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，產生模擬數據發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和調試提供一個試驗環境，實現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還可以包括網絡分析儀106，網絡分析儀106捕捉車輛網絡中的數據包，以監測網絡的通訊狀況。網絡分析儀106具體為基于 WORLD FIP網絡協議的設備，具有對車輛網絡中的數據包進行截獲、分析和實時內容顯示的功能，通過車輛網絡中的支干接頭連接到需要截獲數據包的設備中，可實時顯示出不同狀態下的數據流信息，并有階段性保存數據的功能。通過對獲取的數據流進行分析，可掌握需要實驗的設備的通訊情況，并能夠監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是以實施例一為基礎的，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，采集卡插設在工控機中，工控機用于處理存儲和處理數據，采集卡用于對工控機處理后的數據進行封裝，形成數據包，并對接收到的數據包進行解封裝，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，中央處理器插設在主板卡上。 工控機性能穩定，可以適應機車運動環境的要求，提高了模擬結果的準確性，也可以根據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， 通過工控機插設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，產生運行數據和故障數據，可以實現數據的交互和處理，通過主板卡插設中央處理器分別模擬制動控制單元和司控臺，產生制動數據和控制數據，供司機顯示單元解析、處理和顯示，以對其進行試驗，系統結構簡單，容易實現和推廣。圖2為本發明實施例二的采集卡的結構示意圖，如圖2所示，在本實施例中，采集卡具體規格可以為具有介質冗余管理器，且物理介質符合物理層標準UTE C64-604，介質為冗余模式，通信速率為IMbit/s，具有256kB本地內存。采集卡通過PCI接口與工控機進行數據的交互，通過第一通道或第二通道與車輛網絡進行通信，接收其他設備發送的數據包， 進行解封裝處理后得到設備數據，經過處理后再封裝成數據包后，通過第一通道或第二通道發送至連接在車輛網絡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、音頻模塊和以太網接口。主板卡具體可以包括以太網接口、RS-232串口、邏輯電平數字輸入輸出接口、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中央處理器。優選地，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 支持兩個設備(主/從)；可設置成PIO或UDMA模式；2個SATA (Serial ΑΤΑ)接口 每個接口支持一個設備，直接與ETX COM模塊相連；軟驅和并口共享；以太網接口 1個T型端口的10/100網絡接口 ；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；雙系統擴展總線16-bit ISA總線和32-bit PCI總線。主板卡的參數指標具體可以為附加的以太網接口 :10/100Base-T port (Intel 82551)；2個附加的RS-232串口 ；數字I/O 8個邏輯電平數字輸入輸出；板上帶有壓電PC揚聲器；ATX電源輸入和系統控制；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規范；提供系統全部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為本發明實施例二的司機顯示單元的結構示意圖，圖4為本發明實施例二提供的司機顯示單元試驗系統工作流程圖，如圖3和圖4所示，司機顯示單元具體采用QNX操作系統對操作系統源碼FDM的動態數據庫進行周期或非周期的訪問，當API向動態鏈接庫發送請求，動態鏈接庫通過在QNX系統下調用FDM源碼函數，并根據地址找到寄存器上對應的位置。本發明提供的機車司機顯示單元試驗系統，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置，實現了機車設備的地面數據模擬，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。最后應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換； 而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。
權利要求
1.一種機車司機顯示單元試驗系統，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據，形成數據包，并將接收到的數據包解封裝，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據，形成數據包，并將接收到的數據包解封裝，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據，形成數據包，并將接收到的數據包解封裝，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據，形成數據包，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據，形成數據包，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議車輛網絡相互連接，以模擬機車設備，并將產生的模擬數據封裝成數據包后發送至連接于所述工廠儀表協議車輛網絡的待試驗的司機顯示單元。
2.根據權利要求1所述的機車司機顯示單元試驗系統，其特征在于，還包括網絡分析儀，捕捉所述工廠儀表協議車輛網絡中的數據包，以監測所述網絡的通訊狀況。
3.根據權利要求1所述的機車司機顯示單元試驗系統，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， 所述采集卡插設在所述工控機中，所述工控機用于處理存儲和處理數據，所述采集卡用于對所述工控機處理后的數據進行封裝，形成數據包，并對接收到的數據包進行解封裝，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在所述主板卡上。
4.根據權利要求3所述的機車司機顯示單元試驗系統，其特征在于 所述采集卡的物理介質符合物理層標準UTE C64-604 ；所述采集卡的介質為冗余模式； 所述采集卡的通信速率為IMbit/s ； 所述采集卡具有256kB本地內存。
5.根據權利要求3所述的機車司機顯示單元試驗系統，其特征在于，所述中央處理器包括RAM、圖形輸出模塊、音頻模塊和以太網接口。
6.根據權利要求3所述的機車司機顯示單元試驗系統，其特征在于，所述主板卡包括 以太網接口、RS-232串口、邏輯電平數字輸入輸出接口、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所述中央處理器。
全文摘要
本發明提供一種機車司機顯示單元試驗系統，該系統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議車輛網絡相互連接，以模擬機車設備，并將產生的模擬數據封裝成數據包后發送至連接于工廠儀表協議車輛網絡的待試驗的司機顯示單元。本發明提供的機車司機顯示單元試驗系統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置，模擬機車設備與司機顯示單元進行數據交互，實現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 優先權日2010年12月21日
發明者關穎, 王昌榮 申請人:中國北車集團大連機車研究所有限公司