一种车载综合信息采集装置的制作方法

本实用新型属于铁路信号设备监测应用领域，具体涉及一种车载综合信息采集装置。

背景技术：

随着需要动车组技术发展及用户需求的增长，需监测的车载设备越来越多、数据量越来大，原来的车载设备监测平台已经不能满足现有新的功能和性能需求。随着新技术发展、用户需求变化，需设计一种综合车载信息采集装置，以满足一定时间范围内用户需求变化。同时，通过产品架构的重构及技术创新，实现数据的高速共享互通，为大数据量的数据信息分析打下基础。

车载综合信息采集装置，在多个产品应用基础上，采用高速网络通讯技术、高速串口通信技术，结合高速信息处理FPGA、ARM及大容量高速存储技术，打通各模块间的高速数据传输通道，同时提升单个功能模块的处理能力、实时性，进而提升对车载信息采集数据处理能力、传输能力。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种车载综合信息采集装置，实现在动车组运行过程中对车载相关设备信息进行综合采集并通过网络实时传输至外部传输平台单元，为监测系统或其它设备系统提供准确、实时车载设备基础信息。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种车载综合信息采集装置，它包括机箱和电子设备，所述电子设备包括CPU板、CIR采集板、TCR采集板、ATP采集板、SWITCH板、电源板、总线底板；所述CPU板、CIR采集板、TCR采集板、ATP采集板、SWITCH板、电源板通过总线底板相连接；所述CIR采集板与外部车载CIR设备相连接；所述TCR采集板与外部车载TCR设备相连接；所述SWITCH板分别与外部传输单元、外部EOAS主机、外部TCAS系统相连接；

所述CIR采集板，用于接收外部车载CIR设备传输的车次号及司机编号等信息并传输至CPU板；同时向CIR输出速度、信号机类型和里程标信息；

所述TCR采集板，用于采集外部车载TCR设备传输的轨道电路信号，然后对采集信号进行隔离、滤波、放大及处理后，输出轨道电路信号幅值、载频和低频并传输至CPU板；

所述ATP采集板，用于采集外部车载ATP设备传输的列控车载设备信息，并对采集信息处理后实时发送至CPU板；

所述SWITCH板，用于CPU板、外部EOAS主机、外部传输单元和TCAS系统信息通信接口转换、信息转发；

所述电源板，用于对输入电源进行转换，输出采集装置各板卡所需各种直流电压；

所述总线底板，用于采集装置各板卡通信连接及供电连接。

一种车载综合信息采集装置，所述机箱，采用机架式组匣机箱，机箱前面板左右两端设计有多个安装孔，机箱能够通过固定螺钉安装固定在一定尺寸的机柜或机架的上下任意不同位置；

所述电子设备，配置有多块采集板，包含但不限于CIR采集板、TCR采集板、ATP采集板，新增加板卡能够通过总线底板扩展插槽进行连接；所述电子设备，各板卡通过固定螺钉固定连接在机箱上。

所述CPU板，采用插板结构插接在总线底板上，通过面板螺丝固定在机箱上；所述CPU板，包括网络接口电路、存储模块、总线控制电路、主处理模块、电源单元电路；所述网络接口电路、存储模块、总线控制电路、时钟电路与主处理模块相连接；所述主处理模块通过485总线与总线底板相连接；所述CPU板，内置超级电容组成的后备电源，保证系统掉电后能够持续工作至少3秒时间；

所述网络接口电路，采用网络交换芯片，用于对主处理模块输出网络接口进行扩展及信息传输转发，实现与其它外设的连接；所述网络接口电路与主处理模块PHY接口、采集装置SWITCH板相连接；

所述存储模块，采用高速大容量存储器，用于采集装置采集信息存储；所述存储模块与主处理模块MMC接口相连接；

所述总线控制电路，由FPGA处理器及外围电路完成，FPGA处理器挂接在GPMC总线上，用于实现与其他板卡间的通信控制；

所述主处理模块，用于接收各采集板传输信息，经处理后通过网络将信息发送至网络接口电路；所述主处理模块I2C0总线与RTC部分电路相连接；所述RTC部分电路，为时钟电路；所述主处理模块UART1接口与总线底板RS485接口相连接；所述主处理模块UART0接口，用于外部调试接口；

所述电源单元电路，用于将总线底板输入的直流电压转换为CPU板各芯片所需不同直流电压，所述电源单元电路与超级电容相连接。

所述CIR采集板，通过RS422串口与外部CIR设备相连接，接收外部CIR设备传输信息；所述CIR采集板，通过RS485接口经总线底板与CPU板进行连接通信，并将接收信息经处理后传输至CPU板；所述CIR采集板，采用插板结构插接在总线底板上，通过面板螺丝固定在机箱上。

所述TCR采集板，通过信号电缆接入外部TCR设备传输的轨道电路信号，经信号处理后通过R485接口经总线底板传输至CPU板；所述TCR采集板，采用插板结构插接在总线底板上，通过面板螺丝固定在机箱上。

所述ATP采集板，通过串口与外部列控车载设备主机相连接，通过RS485接口与CPU板进行通信连接；所述ATP采集板，包括接口电路和处理单元；所述接口电路，完成不同外部接口电路类型转换、接口隔离保护及传输信号接收；所述处理单元，对接口电路传输的列控车载设备信息进行处理，并通过总线通信控制电路将处理后信息经总线底板实时发送给CPU板。

所述SWITCH板，外部扩展多个千兆网络接口，分别与CPU板、外部EOAS主机、外部传输平台单元和TCAS系统进行通信连接；所述多个千兆网络接口，分布在SWITCH板的前面板。

所述电源板，包括电源保护电路、电源调理电路和电源转换电路；所述电源保护电路与电源调理电路相连接；所述电源调理电路与电源转换电路相连接；

所述电源保护电路，采用高性能开关和熔断器，当电源输入过高或输出电路超负载时，切断外部电源输入；所述电源调理电路，将输入电源进行浪涌抑制、整流和滤波处理，然后进入电源转换电路进行直流转换，输出各板卡所需直流电压；

所述总线底板，设计有多个板卡插槽，能够插接不同板卡进行信息传输及供电连接。

采用上述技术方案的本发明，它具有以下优点：

(1)本发明采用RS485通信寻址技术、通信控制技术、网络通信技术、嵌入式技术等，能够对列控车载设备、CIR设备、TCR设备等设备数据进行信息采集、处理及数据打包的实时转发。

(2)本发明采用标准化、模块化结构，设备连接采用标准通信接口及接插件，便于系统设备的集成、设备间的通信连接及设备维护、维修。

附图说明

图1为本发明的系统结构图。

图2为本发明的CPU板结构图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种车载综合信息采集装置，它包括机箱和电子设备，所述电子设备包括CPU板、CIR采集板、TCR采集板、ATP采集板、SWITCH板、电源板、总线底板；所述CPU板、CIR采集板、TCR采集板、ATP采集板、SWITCH板、电源板通过总线底板相连接；所述CIR采集板与外部车载CIR设备相连接；所述TCR采集板与外部车载TCR设备相连接；所述SWITCH板分别与外部传输单元、外部EOAS主机、外部TCAS系统相连接；

所述CIR采集板，用于接收外部车载CIR设备传输的车次号及司机编号等信息并传输至CPU板；同时向CIR输出速度、信号机类型和里程标信息；

所述TCR采集板，用于采集外部车载TCR设备传输的轨道电路信号，然后对采集信号进行隔离、滤波、放大及处理后，输出轨道电路信号幅值、载频和低频并传输至CPU板；

所述ATP采集板，用于采集外部车载ATP设备传输的列控车载设备信息，并对采集信息处理后实时发送至CPU板；

所述SWITCH板，用于CPU板、外部EOAS主机、外部传输单元和TCAS系统信息通信接口转换、信息转发；

所述电源板，用于对输入电源进行转换，输出采集装置各板卡所需各种直流电压；

所述总线底板，用于采集装置各板卡通信连接及供电连接。

一种车载综合信息采集装置，所述机箱，采用机架式组匣机箱，机箱前面板左右两端设计有多个安装孔，机箱能够通过固定螺钉安装固定在一定尺寸的机柜或机架的上下任意不同位置；

所述电子设备，配置有多块采集板，包含但不限于CIR采集板、TCR采集板、ATP采集板，新增加板卡能够通过总线底板扩展插槽进行连接；所述电子设备，各板卡通过固定螺钉固定连接在机箱上。

所述CPU板，采用插板结构插接在总线底板上，通过面板螺丝固定在机箱上；如图2所示，所述CPU板，包括网络接口电路、存储模块、总线控制电路、主处理模块、RTC部分电路、电源单元电路；所述网络接口电路、存储模块、总线控制电路、时钟电路与主处理模块相连接；所述主处理模块通过485总线与总线底板相连接；所述CPU板，内置超级电容组成的后备电源，保证系统掉电后能够持续工作至少3秒时间；

所述网络接口电路，采用网络交换芯片，用于对主处理模块输出网络接口进行扩展及信息传输转发，实现与其它外设的连接；所述网络接口电路与主处理模块PHY接口、采集装置SWITCH板相连接；

所述存储模块，采用高速大容量存储器，用于采集装置采集信息存储；所述存储模块与主处理模块MMC接口相连接；

所述总线控制电路，由FPGA处理器及外围电路完成，FPGA处理器挂接在GPMC总线上，用于实现与其他板卡间的通信控制；

所述主处理模块，用于接收各采集板传输信息，经处理后通过网络将信息发送至网络接口电路；所述主处理模块I2C0总线与RTC部分电路相连接；所述RTC部分电路，为时钟电路，用于产生主处理模块所需时钟信号；所述主处理模块UART1接口与总线底板RS485接口相连接；所述主处理模块UART0接口，用于外部调试接口；

所述电源单元电路，用于将总线底板输入的直流电压转换为CPU板各芯片所需不同直流电压，所述电源单元电路与超级电容相连接。

所述CIR采集板，通过RS422串口与外部CIR设备相连接，接收外部CIR设备传输信息；所述CIR采集板，通过RS485接口经总线底板与CPU板进行连接通信，并将接收信息经处理后传输至CPU板；所述CIR采集板，采用插板结构插接在总线底板上，通过面板螺丝固定在机箱上。

所述TCR采集板，通过信号电缆接入外部TCR设备传输的轨道电路信号，经信号处理后通过R485接口经总线底板传输至CPU板；所述TCR采集板，采用插板结构插接在总线底板上，通过面板螺丝固定在机箱上。

所述ATP采集板，通过串口与外部列控车载设备主机相连接，通过RS485接口与CPU板进行通信连接；所述ATP采集板，包括接口电路和处理单元；所述接口电路，完成不同外部接口电路类型转换、接口隔离保护及传输信号接收；所述处理单元，对接口电路传输的列控车载设备信息进行处理，并通过总线通信控制电路将处理后信息经总线底板实时发送给CPU板。

所述SWITCH板，外部扩展多个千兆网络接口，分别与CPU板、外部EOAS主机、外部传输平台单元和TCAS系统进行通信连接；所述多个千兆网络接口，分布在SWITCH板的前面板。

所述电源板，包括电源保护电路、电源调理电路和电源转换电路；所述电源保护电路，采用高性能开关和熔断器，当电源输入过高或输出电路超负载时，切断外部电源输入；所述电源调理电路，将输入电源进行浪涌抑制、整流和滤波处理，然后进入电源转换电路进行直流转换，输出各板卡所需直流电压；

所述总线底板，设计有多个板卡插槽，能够插接不同板卡进行信息传输及供电连接。

本发明采用RS485通信寻址技术、通信控制技术、网络通信技术、嵌入式技术等，能够对列控车载设备、CIR设备、TCR设备等设备数据进行信息采集、处理及数据打包转发。

本发明采用标准化、模块化结构，设备连接采用标准通信接口及接插件，便于系统设备的集成、设备间的通信连接及设备维护、维修。