CN109115528A - 一种机车车载安全防护***的便携式检测装置 - Google Patents
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Abstract
一种机车车载安全防护***的便携式检测装置，涉及一种便携式检测装置，包括工控主板，工控主板分别与人机交互界面、电源管理模块、板卡切换控制模块、探测器检测模块、模拟数据通讯模块和模拟量检测模块通过线路连接，工控主板通过板卡切换控制模块的485通讯模块A与STM32微控制器连接，STM32微控制器分别与多个继电器控制电路的输入端连接，继电器控制电路的输出端分别与多个板卡测试接口连接，模拟数据通信模块和模拟量检测模块均通过内部网络与工控主板、板卡切换模块连接；本发明实现快速诊断故障，且测试效率较高，通过人机交互界面完成机车车载安全防护***通讯信息的数据接收及解析功能，并能对检测结果进行存储。
Description
技术领域
本发明涉及一种便携式检测装置，尤其是涉及一种机车车载安全防护***的便携式检测装置。
背景技术
公知的，为提高机车运行安全保障，2011年2月，原铁道部组织南北车集团、铁路局及路内外相关单位，以铁科院为依托成立攻关组，研制针对机车绝缘、防火、视频、列供、制动、走行部的集成防护平台，实现从车顶到车下关键部件的覆盖监测和检测；而机车车载安全防护***的检测***是针对机车运行过程中危及安全的重要事件、重点部件和部位，在前期已有的各分散机车安全监测检测设备的基础上，完善功能、综合集成，形成完整的***性、平台化的安全防护装置。
目前，机车车载安全防护***已经大批量安装和正式投入运用，为了提高机车车载安全防护***在运行过程中的可靠性，需要定期对机车车载安全防护***CPU、各子***板卡以及***探测器和传感器进行检验、检修与维护，或根据中国铁路总公司和铁科院的要求对机车车载安全防护***进行统型升级；由于机车车载安全防护***各个子***功能相对独立，需要具有不同功能的专业工具进行性能测试和功能试验，且必需在机车上完成相关测试和升级工作，难度较大且方法繁杂，需要多名有现场工作经验的人员配合来完成；且存在较大的安全风险，具体如下：⑴所有的测试和升级必须在机车加电情况下完成，存在电击伤害的风险；⑵夏日机械间内最高温度能达到60℃以上，长时间在机械间内作业，存在中暑和晕厥的风险；⑶需要通过RS485网线连接EXT板卡，并连接笔记本电脑，连接线路较长，易造成其他作业人员绊倒摔伤的风险；⑷通过笔记本进行检测和升级的过程中，存在造成机车车载安全防护***感染计算机病毒的风险；目前在运用维护现场不存在集成化的机车车载安全防护***零部件地面检测设备，机车车载安全防护***的检测存在着集成度低，自动化程度低、检测繁琐、操作复杂、检测项目不全面、检测效率低、要求有丰富经验人员操作等问题；因此，提出一种能够在检修现场的场所对机车车载安全防护***的CPU、各子***板卡以及***探测器和传感器的各项功能与技术参数进行现场检验，并实时存储和显示检验结果的检测装置，成为本领域技术人员的基本诉求。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种机车车载安全防护***的便携式检测装置。
为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种机车车载安全防护***的便携式检测装置，包括工控主板，工控主板分别与人机交互界面、电源管理模块、板卡切换控制模块、探测器检测模块、模拟数据通讯模块和模拟量检测模块通过线路连接，板卡切换控制模块包括STM32微控制器、485通讯模块A、继电器控制和电路多个板卡测试接口，工控主板通过485通讯模块A与STM32微控制器连接，STM32微控制器分别与多个继电器控制电路的输入端连接，继电器控制电路的输出端分别与多个板卡测试接口连接，多个板卡测试接口连接分别与机车车载安全防护***中的被测板卡连接，模拟数据通信模块和模拟量检测模块均通过内部网络与工控主板、板卡切换模块连接，探测器检测模块包括检测模块、分别与检测模块连接的多个探测器接口和多个传感器接口，探测器接口分别与机车车载安全防护***的探测器连接，传感器接口分别与机车车载安全防护***的传感器连接，探测器检测模块与工控主板通过内部网络连接。
所述的机车车载安全防护***的便携式检测装置，所述的工控主板、电源管理模块、板卡切换控制模块、探测器检测模块、模拟数据通讯模块、模拟量检测模块集成在同一个机箱内，在机箱的上部设有上翻式的人机交互界面，在机箱的两侧分别设有多个板卡测试接口和外设接口，外设接口与工控主板通过线路连接，所述外设接口包括USB接口、网络接口、硬盘接口。
所述的机车车载安全防护***的便携式检测装置，内部网络包括以太网交换模块、485通讯模块B、CAN总线通讯模块，以太网交换模块与工控主板的网卡连接，485通讯模块B与模拟量检测模块连接，以太网交换模块与板卡测试接口的网络连接，CAN总线通讯模块与板卡测试接口的CAN总线连接。
所述的机车车载安全防护***的便携式检测装置，板卡测试接口分为板卡测试接口1、板卡测试口2和板卡测试口3，板卡测试口3的接口型号与板卡测试接口1、板卡测试口2均不相同，板卡测试接口1与机车车载安全防护***中的CPU1板卡、CPU2板卡、AV1板卡、AV2板卡、AV4板卡、AF板卡、AP板卡、AB板卡、AT1板卡连接，板卡测试口2与机车车载安全防护***中的ST1板卡、ST2板卡、AV3板卡、SWT1板卡、SWT2板卡、CAN板卡、EXT板卡、RPT板卡连接，板卡测试口3与机车车载安全防护***中的DC24V电源板卡、DC12V电源板卡、AG绝缘箱连接。
所述的机车车载安全防护***的便携式检测装置，模拟数据通信模块和模拟量检测模块，模拟数据通信模块用于模拟通信协议，其与工控主板和板卡切换控制模块连接，并且与其相对应的继电器连接，与模拟数据通信模块相对应连接的继电器与外设接口连接，当继电器连通时，模拟数据通讯模块直接与外设接口连通；模拟量检测模块用于模拟物理量，其与工控主板、探测器检测模块和板卡切换控制模块连接，并且与其相对应的继电器连接，与板卡切换控制模块相对应的继电器与板卡测试接口连接，当继电器连通时，模拟量检测模块直接与板卡测试接口连通。
所述的机车车载安全防护***的便携式检测装置，电源管理模块包括AC220V转DC110V2A/DC24V8A电源模块、DC24V转DC12V/5V电源模块和大容量聚合物锂电池DC24V12000MAH4A，AC220V转DC110V2A/DC24V8A电源模块的24V输出端与大容量聚合物锂电池DC24V12000MAH4A通过线路连接，并接入DC24V转DC12V/5V电源管理模块的24V输入端，向与板卡测试口3连接的DC24V电源板卡、DC12V电源板卡和AG绝缘箱供电，用于外部供电使用；DC24V给机车车载安全防护***的板卡、探测器、人机交互界面、板卡切换控制模块、探测器检测模块、模拟数据通讯模块、模拟量检测模块供电；DC5V供电硬盘接口、模拟通信数据模块。
所述的机车车载安全防护***的便携式检测装置，工控主板包括英特尔处理器和在英特尔处理器上连接的高清接口、硬盘接口、串口、以太网交换机和USB接口，高清接口与人机交互界面的显示屏通过线路连接，硬盘接口与机车车载安全防护***视频子***的硬盘连接，串口UART与板卡切换模块和英特尔处理器连接。
所述的机车车载安全防护***的便携式检测装置，继电器的数量与机车车载安全防护***内的板卡数量相等。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
1、本发明所述的机车车载安全防护***的便携式检测装置，通过设置不同接口型号的板卡测试接口，防止了错接现象，采用微控制器控制不同板卡测试接口之间的切换，具备通用性及兼容性。
2、本发明通过将工控主板、电源管理模块、板卡切换控制模块、探测器检测模块、模拟数据通讯模块、模拟量检测模块集成在同一个机箱内，在机箱的上部设有上翻式的人机交互界面，在机箱的两侧设有多个板卡测试接口，便于工作人员携带，在检修现场即可对机车车载安全防护***的拾音器、摄像头、防火探头、复合传感器、压力传感器、流量传感器等探测器的基本参数及功能测试，实现快速诊断故障，且测试效率较高，不需要多名现场有工作经验的人员来配合就可做检测工作，且可以在机车下完成检测工作。
3、本发明通过设置大容量的电池，保障满负荷下工作时间不低于5小时，可通过USB接口查看U盘及硬盘数据，通过人机交互界面完成机车车载安全防护***通讯信息的数据接收及解析功能，并能对检测结果进行存储。
附图说明
图1是本发明的组成框图；
图2是本发明的连接示意图；
图3是本发明板卡测试接口的连接示意图。
具体实施方式
通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。
结合附图1-2机车车载安全防护***的便携式检测装置，包括工控主板，工控主板分别与人机交互界面、电源管理模块、板卡切换控制模块、探测器检测模块、模拟数据通讯模块和模拟量检测模块通过线路连接，板卡切换控制模块包括STM32微控制器、485通讯模块A、继电器控制和电路多个板卡测试接口，工控主板通过485通讯模块A与STM32微控制器连接，STM32微控制器分别与多个继电器控制电路的输入端连接，继电器控制电路的输出端分别与多个板卡测试接口连接，多个板卡测试接口连接分别与机车车载安全防护***中的被测板卡连接，模拟数据通信模块和模拟量检测模块均通过内部网络与工控主板、板卡切换模块连接，探测器检测模块包括检测模块、分别与检测模块连接的多个探测器接口和多个传感器接口，探测器接口分别与机车车载安全防护***的探测器连接，传感器接口分别与机车车载安全防护***的传感器连接，探测器检测模块与工控主板通过内部网络连接。
所述的机车车载安全防护***的便携式检测装置，所述的工控主板、电源管理模块、板卡切换控制模块、探测器检测模块、模拟数据通讯模块、模拟量检测模块集成在同一个机箱内，在机箱的上部设有上翻式的人机交互界面，在机箱的两侧分别设有多个板卡测试接口和外设接口，外设接口与工控主板通过线路连接，所述外设接口包括USB接口、网络接口、硬盘接口。
所述的机车车载安全防护***的便携式检测装置，内部网络包括以太网交换模块、485通讯模块B、CAN总线通讯模块，以太网交换模块与工控主板的网卡连接，485通讯模块B与模拟量检测模块连接，以太网交换模块与板卡测试接口的网络连接，CAN总线通讯模块与板卡测试接口的CAN总线连接。
所述的机车车载安全防护***的便携式检测装置，板卡测试接口分为板卡测试接口1、板卡测试口2和板卡测试口3，板卡测试口3的接口型号与板卡测试接口1、板卡测试口2均不相同，板卡测试接口1与机车车载安全防护***中的CPU1板卡、CPU2板卡、AV1板卡、AV2板卡、AV4板卡、AF板卡、AP板卡、AB板卡、AT1板卡连接，板卡测试口2与机车车载安全防护***中的ST1板卡、ST2板卡、AV3板卡、SWT1板卡、SWT2板卡、CAN板卡、EXT板卡、RPT板卡连接，板卡测试口3与机车车载安全防护***中的DC24V电源板卡、DC12V电源板卡、AG绝缘箱连接。
所述的机车车载安全防护***的便携式检测装置，模拟数据通信模块和模拟量检测模块，模拟数据通信模块用于模拟通信协议，其与工控主板和板卡切换控制模块连接，并且与其相对应的继电器连接，与模拟数据通信模块相对应连接的继电器与外设接口连接，当继电器连通时，模拟数据通讯模块直接与外设接口连通；模拟量检测模块用于模拟物理量，其与工控主板、探测器检测模块和板卡切换控制模块连接，并且与其相对应的继电器连接，与板卡切换控制模块相对应的继电器与板卡测试接口连接，当继电器连通时，模拟量检测模块直接与板卡测试接口连通。
所述的机车车载安全防护***的便携式检测装置，电源管理模块包括AC220V转DC110V2A/DC24V8A电源模块、DC24V转DC12V/5V电源模块和大容量聚合物锂电池DC24V12000MAH4A，AC220V转DC110V2A/DC24V8A电源模块的24V输出端与大容量聚合物锂电池DC24V12000MAH4A通过线路连接，并接入DC24V转DC12V/5V电源管理模块的24V输入端，向与板卡测试口3连接的DC24V电源板卡、DC12V电源板卡和AG绝缘箱供电，用于外部供电使用；DC24V给机车车载安全防护***的板卡、探测器、人机交互界面、板卡切换控制模块、探测器检测模块、模拟数据通讯模块、模拟量检测模块供电；DC5V供电硬盘接口、模拟通信数据模块。
所述的机车车载安全防护***的便携式检测装置，工控主板包括英特尔处理器和在英特尔处理器上连接的高清接口、硬盘接口、串口、以太网交换机和USB接口，高清接口与人机交互界面的显示屏通过线路连接，硬盘接口与机车车载安全防护***视频子***的硬盘连接，串口UART与板卡切换模块和英特尔处理器连接。
所述的机车车载安全防护***的便携式检测装置，继电器的数量与机车车载安全防护***内的板卡数量相等。
实施本发明所述的机车车载安全防护***的便携式检测装置，在使用时，外接电源或无外接电源打开所述的检测装置，由于电源或AG板卡需要110V供电，因此在测试电源或AG板卡时必须外接电源；在测试机车车载安全防护***中的板卡时，通过人机交互界面设置切换成需要测试的对应板卡接口位，并调出对应的测试界面，将被测板卡接上对应的板卡测试接口，当板卡切换控制模块中STM32微控制器控制某个板卡测试接口继电器连通后，使其相应的板卡测试接口的网络连接与以太网交换模块连通，且板卡测试接口的CAN总线与CAN总线通讯模块连通，同时数据通讯模块、模拟量检测模块通过内部网络与工控主板和板卡切换模块进行通讯，使探测器和传感器的数据也通过网络连接发送过来，可进行相应板卡或探测器和传感器的检测，根据检测任务及方式实时检测发送数据给各被测板卡，实时提供工控主板与其他各模块之间的信息交互；板卡测试接口1可接板卡有：CPU1板卡、CPU2板卡、AV1板卡、AV2板卡、AV4板卡、AF板卡、AP板卡、AB板卡、AT1板卡；板卡测试口2可接板卡有：ST1板卡、ST2板卡、AV3板卡、SWT1板卡、SWT2板卡、CAN板卡、EXT板卡、RPT板卡；板卡测试口3接口型号与测试口1、2不一致，可接板卡有DC24V电源板卡、DC12V电源板卡、AG绝缘箱；各测试口之间可组成共同测试，同时也具备探测器与板卡同步测试的功能；在测试机车车载安全防护***中的探测器或传感器时，将各类探测器接口或传感器接口与相对应的被测探测器、传感器连接，由探测器检测模块控制各接口信息数据采集及发送，探测器检测模块分别与被测探测器、传感器连接，并通过内部网络将检测结果发送给工控主板，通过人机交互界面显示测试结果并自动输出及保存检测数据，探测器检测模块主要支撑各探测器的供电、通讯、信息采集及控制，并实时上报数据给工控主板；电源管理模块中的AC220V转DC110V2A/DC24V8A电源模块的24V输出端与大容量聚合物锂电池DC24V12000MAH4A的24V输出端相连，接入DC24V转DC12V/5V电源模块的24V输入端。当接入220V电压时，AC220V转DC110V2A/DC24V8A电源模块工作，输出24V电压给DC24V转DC12V/5V电源模块供电，DC24V转DC12V/5V电源模块输出12V/5V电压给其他模块供电，此时大容量聚合物锂电池DC24V12000MAH4A使开关闭合则进行充电，反之不工作，当无220V电压接入时，AC220V转DC110V2A/DC24V8A电源模块不工作，由大容量聚合物锂电池DC24V12000MAH4A输出24V电压给本发明所述的检测装置供电；AC220V转DC110V2A/DC24V8A电源模块具备隔离、过流过压保护功能，支持过流、过压、欠压保护；板卡测试口3的DC24V电源板卡、DC12V电源板卡和AG绝缘箱的供电，只有在有外部供电时才能使用；DC24V供电给车车载安全防护***板卡、探测器和人机交互界面、板卡切换控制模块、探测器检测模块、模拟数据通讯模块、模拟量检测模块供电；DC5V供电硬盘接口、模拟通信数据模块；大容量聚合物锂电池DC24V12000MAH4A作用在于便携式移动操作时给予***正常供电。
本发明未详述部分为现有技术。
为了公开本发明的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。
Claims (8)
1.一种机车车载安全防护***的便携式检测装置，包括工控主板，其特征是：工控主板分别与人机交互界面、电源管理模块、板卡切换控制模块、探测器检测模块、模拟数据通讯模块和模拟量检测模块通过线路连接，板卡切换控制模块包括STM32微控制器、485通讯模块A、继电器控制和电路多个板卡测试接口，工控主板通过485通讯模块A与STM32微控制器连接，STM32微控制器分别与多个继电器控制电路的输入端连接，继电器控制电路的输出端分别与多个板卡测试接口连接，多个板卡测试接口连接分别与机车车载安全防护***中的被测板卡连接，模拟数据通信模块和模拟量检测模块均通过内部网络与工控主板、板卡切换模块连接，探测器检测模块包括检测模块、分别与检测模块连接的多个探测器接口和多个传感器接口，探测器接口分别与机车车载安全防护***的探测器连接，传感器接口分别与机车车载安全防护***的传感器连接，探测器检测模块与工控主板通过内部网络连接。
2.根据权利要求1所述的机车车载安全防护***的便携式检测装置，其特征是：所述的工控主板、电源管理模块、板卡切换控制模块、探测器检测模块、模拟数据通讯模块、模拟量检测模块集成在同一个机箱内，在机箱的上部设有上翻式的人机交互界面，在机箱的两侧分别设有多个板卡测试接口和外设接口，外设接口与工控主板通过线路连接，所述外设接口包括USB接口、网络接口、硬盘接口。
3.根据权利要求1所述的机车车载安全防护***的便携式检测装置，其特征是：内部网络包括以太网交换模块、485通讯模块B、CAN总线通讯模块，以太网交换模块与工控主板的网卡连接，485通讯模块B与模拟量检测模块连接，以太网交换模块与板卡测试接口的网络连接，CAN总线通讯模块与板卡测试接口的CAN总线连接。
4.根据权利要求1所述的机车车载安全防护***的便携式检测装置，其特征是：板卡测试接口分为板卡测试接口1、板卡测试口2和板卡测试口3，板卡测试口3的接口型号与板卡测试接口1、板卡测试口2均不相同，板卡测试接口1与机车车载安全防护***中的CPU1板卡、CPU2板卡、AV1板卡、AV2板卡、AV4板卡、AF板卡、AP板卡、AB板卡、AT1板卡连接，板卡测试口2与机车车载安全防护***中的ST1板卡、ST2板卡、AV3板卡、SWT1板卡、SWT2板卡、CAN板卡、EXT板卡、RPT板卡连接，板卡测试口3与机车车载安全防护***中的DC24V电源板卡、DC12V电源板卡、AG绝缘箱连接。
5.根据权利要求1所述的机车车载安全防护***的便携式检测装置，其特征是：模拟数据通信模块和模拟量检测模块，模拟数据通信模块用于模拟通信协议，其与工控主板和板卡切换控制模块连接，并且与其相对应的继电器连接，与模拟数据通信模块相对应连接的继电器与外设接口连接，当继电器连通时，模拟数据通讯模块直接与外设接口连通；模拟量检测模块用于模拟物理量，其与工控主板、探测器检测模块和板卡切换控制模块连接，并且与其相对应的继电器连接，与板卡切换控制模块相对应的继电器与板卡测试接口连接，当继电器连通时，模拟量检测模块直接与板卡测试接口连通。
6.根据权利要求1所述的机车车载安全防护***的便携式检测装置，其特征是：电源管理模块包括AC220V转DC110V2A/DC24V8A电源模块、DC24V转DC12V/5V电源模块和大容量聚合物锂电池DC24V12000MAH4A，AC220V转DC110V2A/DC24V8A电源模块的24V输出端与大容量聚合物锂电池DC24V12000MAH4A通过线路连接，并接入DC24V转DC12V/5V电源管理模块的24V输入端，向与板卡测试口3连接的DC24V电源板卡、DC12V电源板卡和AG绝缘箱供电，用于外部供电使用；DC24V给机车车载安全防护***的板卡、探测器、人机交互界面、板卡切换控制模块、探测器检测模块、模拟数据通讯模块、模拟量检测模块供电；DC5V供电硬盘接口、模拟通信数据模块。
7.根据权利要求1所述的机车车载安全防护***的便携式检测装置，其特征是：工控主板包括英特尔处理器和在英特尔处理器上连接的高清接口、硬盘接口、串口、以太网交换机和USB接口，高清接口与人机交互界面的显示屏通过线路连接，硬盘接口与机车车载安全防护***视频子***的硬盘连接，串口UART与板卡切换模块和英特尔处理器连接。
8.根据权利要求5所述的机车车载安全防护***的便携式检测装置，其特征是：继电器的数量与机车车载安全防护***内的板卡数量相等。
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