专利名称：机车运行记录装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及网络控制技术领域，尤其涉及一种机车运行记录装置。
背景技术：
机车作为铁路运输的关键组成部分，其运行状态的质量关系整个铁路运输系统的 质量。目前，机车上大都安装有机车事件记录装置，用于对机车运行参数的状态进行记录， 根据该机车记录装置中记录的数据信息，尤其是机车发生故障或意外情况时机车记录装置 中的记录信息，技术工作人员可以得知列车的运行状态，从而可以相应地对其进行分析。 目前列车网络控制系统的总线接口类型主要有RS-485、RS-422、RS-232、控制器局 部网(Controller Area Network,简称CAN)总线、以太网等几种，相应地，机车记录装置也 通常为基于上述几种接口而实现。但是，随着国际现场总线技术WorldFIP(World Factory Instrumentation Protocol)的迅速发展，由于相对于其他的国际现场总线标准，WorldFIP 在技术上具有明显的优势，因此越来越多地被应用于机车网络中。 现有技术中，对于WorldFIP网络环境的机车而言，机车记录装置对其运行参数信 息及故障信息的记录，通常需要通过WorldFIP网关设备实现。通过在机车记录装置与机车 的WorldFIP网络总线之间添加WorldFIP网关设备，用于对WorldFIP网络与机车记录装置 之间的数据进行协议转换，从而使得机车记录装置能够从机车的WorldFIP网络中采集并 记录机车信息。但是，这种添加网关设备的方式同时存在一定的缺陷由于网关设备的加 入，使得网络的可靠性所有降低，同时在对机车状态信息记录的过程中，由于网关设备的存 在，必然会导致信息数据在反应及传输速度有所损失。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种机车运行记录装置，用于针对现有技术中机车记 录装置采用WorldFIP网关设备采集并记录机车运行信息时，引起的网络可靠性降低、数据 的传输速度以及数据记录的反应时间减慢的缺陷，实现WorldFIP接口专用的机车运行记 录方式。 为实现上述目的，本实用新型提供一种机车运行记录装置，包括总线收发器、协 议控制器、主控制器及存储模块，其中， 所述总线收发器用于从机车的WorldFIP总线中获取包含所述机车的运行状态信 息的WorldFIP总线信号，并将所述WorldFIP总线信号进行电平处理，生成数字格式的第一 数字信号； 所述协议控制器用于按照WorldFIP协议将所述第一数字信号进行解码，生成第 二数字信号； 所述主控制器用于判断所述第二数字信号包含的机车事件的类型，按照不同的机 车事件类型对所述第二数字信号进行分类，并生成统一格式的记录数据发送至所述存储模 块进行存储。[0010] 本实用新型提供一种机车运行记录装置，通过在机车运行记录装置集成用于对 WorldFIP数据进行协议转换的协议转换模块，将对机车运行状态的事件记录以及数据协议 转换集成于一个设备中，使得机车记录装置应用在WorldFIP网络的机车中时，无需添加网 关设备，从而提高了机车数据传输的可靠性，加快了数据的传输速度。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例
或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是 本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1为本实用新型机车运行记录装置实施例一的结构示意图； 图2为本实用新型机车运行记录装置实施例二的结构示意图； 图3为本实用新型机车运行记录装置实施例三的硬件电路图。
具体实施方式为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新 型实施例中的附图，对实用新型本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例是本发明一部分实施例，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。 图1为本实用新型机车运行记录装置实施例一的结构示意图。如图1所示，本实 施例的机车运行装置包括总线收发器1、协议控制器2、主控制器3及存储模块4。其中， 总线收发器1用于从机车的WorldFIP总线中获取包含机车的运行状态信息的WorldFIP总 线信号，并将该WorldFIP总线信号进行电平处理，生成数字格式的第一数字信号；协议控 制器2用于按照WorldFIP协议将第一数字信号进行解码，生成第二数字信号；主控制器3 用于判断第二数字信号代表的机车运行事件的类型，按照不同的机车事件类型对第二数字 信号进行分类，并生成统一格式的记录数据发送至存储模块4进行存储。 具体地，在本实施例中，总线收发器1与机车上的WorldFIP总线相连，在机车的 运行过程中，总线收发器1会通过机车的WorldFIP网络总线，与机车的各车载设备进行数 据通信，实时地从机车的WorldFIP总线中获取包含机车在运行中的各种运行状态信息的 WorldFIP总线信号，其中包括列车在运行中发生各种故障的故障信息以及运行参数的信 息。由于在机车上的WorldFIP总线中，传输WorldFIP总线信号为高低电平的电信号格式， 于是为了使该WorldFIP总线信号能在后续处理过程中被识别，总线收发器1还将获取到的 WorldFIP总线信号进行电平处理，将其转换为数字格式的第一数字信号，并发送给协议控 制器2。 协议控制器2接收到总线收发器1发送的数字格式的第一数字信号后，按照 WorldFIP协议对其进行解码，生成第二数字信号。具体地，虽然总线收发器l已经将从 WorldFIP总线获取到的WorldFIP总线信号，经过电平处理转换为了机器可识别的第一数 字信号，但是该第一数字信号仍然为基于WorldFIP协议编码方式的数字信号格式，因此，对于本实施例的机车运行记录装置来说，需要将其按照WorldFIP协议解码方式进行解码， 将其解码成无编码的原始数字信号，即第二数字信号，并发送给主控制器3进行处理。实际 应用中，该协议控制器2的功能相当于传统的WorldFIP网关，在主控制器3对机车运行数 据进行记录之前，将从机车的WorldFIP总线网络上获取到的机车运行信息，进行WorldFIP 协议处理，以使机车记录装置能够识别、分析。而与现有的机车运行记录装置的区别在于， 本实施例的机车运行记录装置将WorldFIP网关的功能集成到了机车运行记录装置的内部 实现，从而无需设置记录装置与网关设备的接口 ，使得数据传输的速度以及可靠性所有提 高。 进一步地，主控制器3接收到协议控制器2经WorldFIP协议转换后的第二数字信 号后，并不直接将其存储在存储模块4中，而是首先对该第二数字信号的内容进行判断，判 断其所代表的机车运行事件的类型，并按照判断结果得到的该第二数字信号所代表的不同 的机车运行事件类型，对第二数字信号进行分类。具体地，例如风缸压力、变压器油温等属 于模拟量事件；电源柜开关、司机台上的板钮开关等属于数字量事件；紧急刹车、紧急制动 属于特殊事件；而机车的各车载设备的故障属于故障事件等。主控制器3按照不同的事件 类型对第二数字信号进行分类后，将分类后的第二数字信号按照统一格式生成记录数据， 并将该记录数据发送至连接的存储模块4中。该记录数据中不仅包含了机车的不同事件类 型，还包含了机车运行中的相关参数，例如事件发生日期、时间、公里标等，以便于技术人员 的分析。 本实用新型提供一种机车运行记录装置，通过在机车运行记录装置集成用于对 WorldFIP数据进行协议转换的协议转换模块，将对机车运行状态的事件记录以及数据协议 转换集成于一个设备中，使得机车记录装置运用在WorldFIP网络的机车中时，无需添加网 关设备，从而提高了机车数据传输的可靠性，加快了数据的传输速度。 图2本实用新型机车运行记录装置实施例二的结构示意图。如图2示，本实施例的 机车运行记录装置在上述实施例的技术方案的基础上，总线收发器1还包括隔离变压电路 11和电平转换电路12。其中，隔离变压电路11用于将从WorldFIP总线上获取的WorldFIP 总线信号进行磁隔离处理，以去除WorldFIP总线信号中的干扰信号，防止外部电路信号对 记录装置的数据处理过程的干扰，并生成磁隔离后的去干扰信号，发送给电平转换电路12。 而电平转换电路12则用于，在接收到隔离变压电路11发送的去干扰信号后，对该去干扰信 号进行曼彻斯特电平转换，生成数字格式的第一数字信号，并发送给协议控制器2。 具体地，在隔离变压电路11中，实际应用的隔离电压可达3000Vrms，其电磁兼容 性(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)完全满足IEC1000-4的标准。而在电平转 换电路12中，由于经隔离变压电路11的磁隔离处理后的去干扰信号仍为高低电平形式的 曼彻斯特信号，而并非代表实际数据意义的数字信号，因此，电平转换电路12将隔离变压 电路11输出的去干扰信号进行曼彻斯特电平转换，即对去干扰信号进行曼彻斯特解码处 理，生成数字格式的第一数字信号，并发送给协议控制器2以进行协议转换。 需要说明的是，在本实施例中，总线收发器1中包括的隔离变压电路11和电平转 换电路12，可以设置为并行的两组，即总线收发器中同时包括两个隔离变压电路和两个电 平转换电路(图中为示出)。而将隔离变压电路11和电平转换电路12设置为两组的目的 在于当其中一组由于客观原因发生故障不能使用时，另外一组可以代替发生故障的一组电路，对WorldFIP总线信号进行同样的电平处理，而不会影响机车运行记录装置的正常工 作。 进一步地，在上述实施例的基础上，本实施例中，主控制器3还包括判断电路31、 记录数据生成电路32以及发送电路33。具体地，判断电路31用于接收协议控制器2发送 的第二数字信号，并判断该第二数字信号包含的机车运行事件的类型，如上一实施例所述， 该机车运行事件包括模拟量事件、数字量事件、特殊事件或故障事件等；记录数据生成电路 32则用于，在判断电路31判断出第二数字信号包含的不同机车事件类型后，对第二数字信 号进行分类，并由此生成包含机车事件类型和相关机车参数信息的、统一格式的记录数据， 该相关机车参数包括该机车事件具体发生的日期、时间，或者公里标等等；而发送电路33 则用于在记录数据生成电路32生成记录数据后，通过与存储模块的接口将其发送给连接 的存储模块4。 更进一步地，在本实施例的机车运行记录装置中，还可以包括一显示模块5，且主 控制器3还可以包括一存储状态检测电路34。具体地，该存储状态检测电路34与存储模 块4连接，用于实时地对存储模块4的存储状态进行检测，即检测该存储模块的空满状态， 以及已占用的空间比例等，并相应地根据该检测结果生成存储状态信息，并发送给显示模 块5。显示模块5接收到该存储状态信息后，将其进行显示，以使工作人员随时了解该记录 装置中存储模块的具体存储状态，并根据该存储状态进行相应的操作。 具体地，在本实施例中，该显示模块5具体可以为一液晶显示屏；存储模块4具体 可以为一安全存储卡(Secure Digital Card，简称SD卡)；且主控制器3具体可以为一中 央处理单元(Central Processing Unit,简称CPU)、微处理器(Micro Controller Unit，简 称MCU)、数字信号处理器(Digital Signal Processing,简称DSP)或者高级精简指令集计 算器(Advanced RISCI Machines,简称ARM)。 本实用新型提供一种机车运行记录装置，通过在机车运行记录装置集成用于对 WorldFIP数据进行协议转换的协议转换模块，将对机车运行状态的事件记录以及数据协议 转换集成于一个设备中，使得机车记录装置运用在WorldFIP网络的机车中时，无需添加网 关设备，从而提高了机车数据传输的可靠性，加快了数据的传输速度。 图3为本实用新型机车运行记录装置实施例三的硬件电路图，如图3所示，本实施 例的机车运行记录装置包括WorldFIP专用总线收发器1'、协议控制器2'、主控芯片3' 、SD 存储卡4'、液晶显示屏5'以及液晶显示屏控制键盘6'。具体地，WorldFIP专用总线收发器 1'还包括两组隔离变压器11'、两组总线收发器12'以及驱动芯片13'。 WorldFIP总线信 号通过WorldFIP专用总线收发器1'采集到记录装置内部后，隔离变压器11'将WorldFIP 总线信号进行磁隔离处理，防止外部信号对系统的干扰，隔离后的信号送入总线收发器12' 中，经曼彻斯特电平转换后又送入驱动芯片13'中，驱动芯片13'对其进行驱动后再送入协 议控制器2'。 本实施例中，主控芯片3'与协议控制器2'之间通过数据总线、地址总线互传数 据，并连有ALE、 CS、 RD、 WR等控制信号，保证正确的传输时序。协议控制器2'对WorldFIP 专用总线收发器1'发送的数字信号进行WorldFIP协议转换后，生成的信号送入主控芯片 3'中。主控芯片3'将转换后的数据进行相应的解析与处理，并通过SD卡接口传输到SD存 储卡4'的数据引脚内。在此过程中，主控芯片3'还实时地检测SD存储卡4'的存储状态，生成存储状态信息，发送给液晶显示屏5'进行显示，而液晶显示屏控制键盘6'则用于通过 键盘控制液晶显示屏5'的明亮度。 本实用新型提供一种机车运行记录装置，通过在机车运行记录装置集成用于对 WorldFIP数据进行协议转换的协议转换模块，将对机车运行状态的事件记录以及数据协议 转换集成于一个设备中，使得机车记录装置运用在WorldFIP网络的机车中时，无需添加网 关设备，从而提高了机车数据传输的可靠性，加快了数据的传输速度。 最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依
然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替
换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案 的精神和范围。
权利要求一种机车运行记录装置，其特征在于，包括总线收发器、协议控制器、主控制器及存储模块；所述总线收发器用于从机车的WorldFIP总线中获取包含所述机车的运行状态信息的WorldFIP总线信号，并将所述WorldFIP总线信号进行电平处理，生成数字格式的第一数字信号；所述协议控制器用于按照WorldFIP协议将所述第一数字信号进行解码，生成第二数字信号；所述主控制器用于判断所述第二数字信号包含的机车事件的类型，按照不同的机车事件类型对所述第二数字信号进行分类，并生成统一格式的记录数据发送至所述存储模块进行存储。
2. 根据权利要求1所述的机车运行记录装置，其特征在于，所述总线收发器包括隔离变压电路，用于对所述WorldFIP总线信号进行磁隔离处理，生成去干扰信号； 电平转换电路，用于将所述去干扰信号进行曼彻斯特电平转换，生成所述第一数字信 号，并发送给所述协议控制器。
3. 根据权利要求1所述的机车运行记录装置，其特征在于，所述主控制器包括 判断电路，用于判断所述第二数字信号包含的机车事件的类型；记录数据生成电路，用于按照判断得到的不同的机车事件类型，对所述第二数字信号 进行分类，并生成统一格式的所述记录数据；发送电路，用于将生成的所述记录数据发送给所述存储模块。
4. 根据权利要求1 3任一所述的机车运行记录装置，其特征在于 所述主控制器还包括存储状态检测电路，用于对所述存储模块的存储状态进行检测，并根据检测结果生成存储状态信息；所述机车运行记录装置还包括显示模块，用于对所述存储状态检测电路生成的所述存 储状态信息进行显示。
5. 根据权利要求4所述的机车运行记录装置，其特征在于，所述显示模块具体为液晶 显示屏。
6. 根据权利要求4所述的机车运行记录装置，其特征在于，所述存储模块具体为安全 数据卡。
7. 根据权利要求4所述的机车运行记录装置，其特征在于，所述主控制器具体为中央 处理单元、微处理器、数字信号处理器或者高级精简指令集计算器。
专利摘要本实用新型提供一种机车运行记录装置，包括用于从WorldFIP总线中获取包含所述机车的运行状态信息的WorldFIP总线信号，并将其进行电平处理，生成数字格式的第一数字信号的总线收发器；用于按照WorldFIP协议将第一数字信号进行解码，生成第二数字信号的协议控制器；用于根据判断得到的第二数字信号包含的机车事件的类型，对第二数字信号进行分类，并将生成的统一格式的记录数据发送至存储模块的主控制器；以及存储模块。本实用新型通过将事件记录及WorldFIP数据协议转换的功能集成于一个设备中，使得机车记录装置对机车事件进行记录时，无需添加网关设备，提高了机车数据传输的可靠性。
文档编号G07C5/08GK201535926SQ20092026866
公开日2010年7月28日 申请日期2009年11月3日 优先权日2009年11月3日
发明者吴涛, 李时智, 李砾工 申请人:中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心