一種使用fpga實(shí)現(xiàn)連接列車定位系統(tǒng)與車載無線電控制信號(hào)的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，涉及一種通過使用硬件FPGA實(shí)現(xiàn)磁懸浮列車的列車定位系統(tǒng)PRW與車載無線電控制信號(hào)MRCU之間接口模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，磁懸浮列車的運(yùn)行速度可以達(dá)到500Km/h，在如此快速的運(yùn)行過程中保證列車的行車安全，精確，準(zhǔn)時(shí)的列車位置信息對(duì)于調(diào)度者來說是至關(guān)重要的。不僅如此，當(dāng)磁懸浮列車在軌道上高速運(yùn)行時(shí)速度曲線的生成，或者列車進(jìn)行停車制動(dòng)時(shí)牽引電流的輸出控制，都需要列車的瞬時(shí)精確位置信息。使用軟件去實(shí)現(xiàn)列車定位系統(tǒng)PRW和車載無線電控制信號(hào)MRCU之間的位置數(shù)據(jù)接口，不能夠保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)效性。而且列車定位系統(tǒng)PRW和車載無線電控制信號(hào)MRCU之間的數(shù)據(jù)更新的周期是20ms，軟件實(shí)現(xiàn)的接口也不能夠保證固定的周期。本發(fā)明的主要?jiǎng)?chuàng)意是通過FPGA去實(shí)現(xiàn)列車定位系統(tǒng)PRW和車載無線電控制信號(hào)MRCU之間的接口，既可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)效性，使數(shù)據(jù)得到及時(shí)地更新，又可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)更新周期的固定性。
[0003]通過硬件來實(shí)現(xiàn)列車定位系統(tǒng)PRW和車載無線電控制信號(hào)MRCU之間的接口，使得列車定位數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確的傳遞給車載無線電控制信號(hào)MRCU，保證了列車定位數(shù)據(jù)的及時(shí)精準(zhǔn)更新，保證了列車定位數(shù)據(jù)在固定的周期更新。因此可以說使用磁懸浮列車的運(yùn)行速度可以達(dá)到500Km/h，在如此快速的運(yùn)行過程中，列車的位置信息對(duì)于調(diào)度者來說是至關(guān)重要的。當(dāng)磁懸浮列車在軌道上高速運(yùn)行時(shí)速度曲線的生成，或者列車進(jìn)行停車制動(dòng)時(shí)牽引電流的輸出控制，都需要列車的瞬時(shí)精確位置信息。使用軟件去實(shí)現(xiàn)列車定位系統(tǒng)PRW和車載無線電控制信號(hào)MRCU之間的接口，不能夠保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)效性。而且列車定位系統(tǒng)PRW和車載無線電控制信號(hào)MRCU之間的數(shù)據(jù)更新的周期是20ms，軟件實(shí)現(xiàn)的接口也不能夠保證固定的周期。本發(fā)明的主要?jiǎng)?chuàng)意是通過硬件去實(shí)現(xiàn)列車定位系統(tǒng)PRW和車載無線電控制信號(hào)MRCU之間的接口，既可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)效性，使數(shù)據(jù)得到及時(shí)地更新，又可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)更新周期的固定性。因此，可以說通過硬件實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)傳輸接口模塊是很有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種通過使用硬件FPGA實(shí)現(xiàn)連接磁懸浮列車的列車定位系統(tǒng)PRW與車載無線電控制信號(hào)MRCU之間的裝置，用于解決開關(guān)容易損壞的問題。
[0005]為達(dá)到上述技術(shù)方案的效果，本發(fā)明提供一種通過使用硬件FPGA實(shí)現(xiàn)連接磁懸浮列車的列車定位系統(tǒng)PRW與車載無線電控制信號(hào)MRCU之間的裝置，其特征在于:包括有列車定位系統(tǒng)PRW、數(shù)據(jù)更新請求模塊、數(shù)據(jù)讀取模塊、故障處理模塊、車載無線電控制信號(hào)MRCU，其中列車定位系統(tǒng)PRW連接數(shù)據(jù)更新請求模塊和數(shù)據(jù)讀取模塊，數(shù)據(jù)讀取模塊連接的故障處理模塊，故障處理模塊和數(shù)據(jù)更新請求模塊連接車載無線電控制信號(hào)MRCU ；
[0006]數(shù)據(jù)更新請求模塊產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)CLK和數(shù)據(jù)更新請求信號(hào)ANF，并將這兩個(gè)信號(hào)發(fā)給列車定位系統(tǒng)PRW和數(shù)據(jù)讀取模塊，列車定位系統(tǒng)PRW接收到數(shù)據(jù)更新請求模塊發(fā)送的兩個(gè)信號(hào)后將有效標(biāo)志信號(hào)UEF和列車定位數(shù)據(jù)信號(hào)DATA給數(shù)據(jù)讀取模塊，數(shù)據(jù)讀取模塊讀出數(shù)據(jù)后將故障信號(hào)通過故障處理模塊發(fā)給車載無線電控制信號(hào)MRCU，此時(shí)故障處理模塊是用來檢測傳輸過程中是否有故障，如果有則發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并把故障數(shù)據(jù)發(fā)送給車載無線電控制信號(hào)MRCU ;數(shù)據(jù)更新請求模塊并且發(fā)送列車定位數(shù)據(jù)給車載無線電控制信號(hào) MRCU0
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明一種使用FPGA實(shí)現(xiàn)連接列車定位系統(tǒng)與車載無線電控制信號(hào)的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。應(yīng)當(dāng)說明的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明，能實(shí)現(xiàn)同樣功能的產(chǎn)品屬于等同替換和改進(jìn)，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。具體方法如下:
[0009]實(shí)施例:
[0010]如圖1所示:
[0011]根據(jù)圖1:本發(fā)明采用了一種通過使用硬件FPGA實(shí)現(xiàn)連接磁懸浮列車的列車定位系統(tǒng)PRW與車載無線電控制信號(hào)MRCU之間的裝置，其中包括包括有列車定位系統(tǒng)PRW、數(shù)據(jù)更新請求模塊、數(shù)據(jù)讀取模塊、故障處理模塊、車載無線電控制信號(hào)MRCU，其中列車定位系統(tǒng)PRW連接數(shù)據(jù)更新請求模塊和數(shù)據(jù)讀取模塊，數(shù)據(jù)讀取模塊連接故障處理模塊，故障處理模塊和數(shù)據(jù)更新請求模塊連接車載無線電控制信號(hào)MRCU。數(shù)據(jù)更新請求模塊產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)CLK和數(shù)據(jù)更新請求信號(hào)ANF，并將這兩個(gè)信號(hào)發(fā)給列車定位系統(tǒng)PRW和數(shù)據(jù)讀取模塊，列車定位系統(tǒng)PRW接收到數(shù)據(jù)更新請求模塊發(fā)送的兩個(gè)信號(hào)后將有效標(biāo)志信號(hào)UEF和列車定位數(shù)據(jù)信號(hào)DATA給數(shù)據(jù)讀取模塊，數(shù)據(jù)讀取模塊讀出數(shù)據(jù)后將故障信號(hào)通過故障處理模塊發(fā)給車載無線電控制信號(hào)MRCU，此時(shí)故障處理模塊是用來檢測傳輸過程中是否有故障，如果有則發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并把故障數(shù)據(jù)發(fā)送給車載無線電控制信號(hào)MRCU ;數(shù)據(jù)更新請求模塊并且發(fā)送列車定位數(shù)據(jù)給車載無線電控制信號(hào)MRCU。
[0012]在實(shí)際操作中這種通過硬件實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)傳輸接口模塊在于:數(shù)據(jù)更新請求模塊產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)和數(shù)據(jù)更新請求信號(hào)，并將請求信號(hào)發(fā)給列車定位系統(tǒng)PRW。列車定位系統(tǒng)PRW接收到數(shù)據(jù)更新請求后發(fā)送數(shù)據(jù)有效標(biāo)志信號(hào)和列車定位數(shù)據(jù)信號(hào)給數(shù)據(jù)讀取模塊。數(shù)據(jù)讀取模塊讀出數(shù)據(jù)后將更新的數(shù)據(jù)發(fā)給車載無線電控制信號(hào)MRCU。接口使用故障模塊來檢測傳輸過程中是否有故障，如果有則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0013]數(shù)據(jù)更新請求模塊使用FPGA板內(nèi)部提供的40MHz晶振，通過分頻產(chǎn)生512KHZ的時(shí)鐘信號(hào)，該時(shí)鐘信號(hào)控制著數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?。通過時(shí)鐘上升沿計(jì)數(shù)的方式每20ms向列車定位系統(tǒng)PRW發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)請求信號(hào)，該信號(hào)寬度為10個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，且僅當(dāng)該信號(hào)為高電平時(shí)有效。
[0014]數(shù)據(jù)讀取模塊FPGA在收到數(shù)據(jù)有效標(biāo)志信號(hào)之后，認(rèn)為當(dāng)數(shù)據(jù)有效標(biāo)志信號(hào)為高電平時(shí)列車定位數(shù)據(jù)信號(hào)中的數(shù)據(jù)才有效，該模塊開始讀取數(shù)據(jù)。
[0015]數(shù)據(jù)故障模塊在發(fā)送數(shù)據(jù)更新請求信號(hào)之后的30個(gè)時(shí)鐘信號(hào)時(shí)間內(nèi)，如果接口仍接收不到列車定位系統(tǒng)PRW返回的數(shù)據(jù)有效標(biāo)志信號(hào)，則認(rèn)為通信出現(xiàn)故障。當(dāng)故障出現(xiàn)延續(xù)三個(gè)數(shù)據(jù)更新周期(60ms)，故障模塊會(huì)自動(dòng)填充故障數(shù)據(jù)，向車載無線電控制信號(hào)MRCU報(bào)告?zhèn)鬏敵霈F(xiàn)故障。
[0016]數(shù)據(jù)更新請求信號(hào)為了避免因噪聲而引起的小脈沖的干擾，該數(shù)據(jù)更新請求信號(hào)的持續(xù)時(shí)間為10個(gè)時(shí)鐘信號(hào)。
[0017]故障數(shù)據(jù)的該數(shù)據(jù)是固定的，并且在正常傳輸過程中是不會(huì)出現(xiàn)的無效定位數(shù)據(jù)。當(dāng)車載無線電控制信號(hào)MRCU檢測到該數(shù)據(jù)，會(huì)立刻知道傳輸出現(xiàn)了故障。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:通過硬件去實(shí)現(xiàn)列車定位系統(tǒng)PRW和車載無線電控制信號(hào)MRCU之間的接口，既可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)效性，使數(shù)據(jù)得到及時(shí)地更新，又可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)更新周期的固定性。因此，可以說通過FPGA實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)傳輸接口模塊是很有必要的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種使用FPGA實(shí)現(xiàn)連接列車定位系統(tǒng)與車載無線電控制信號(hào)的裝置，其特征在于:包括有列車定位系統(tǒng)PRW、數(shù)據(jù)更新請求模塊、數(shù)據(jù)讀取模塊、故障處理模塊、車載無線電控制信號(hào)MRCU，其中所述列車定位系統(tǒng)PRW連接所述數(shù)據(jù)更新請求模塊和所述數(shù)據(jù)讀取模塊，所述數(shù)據(jù)讀取模塊連接所述的故障處理模塊，所述故障處理模塊和所述數(shù)據(jù)更新請求模塊連接所述車載無線電控制信號(hào)MRCU ; 所述數(shù)據(jù)更新請求模塊產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)CLK和數(shù)據(jù)更新請求信號(hào)ANF，并將這兩個(gè)信號(hào)發(fā)給所述列車定位系統(tǒng)PRW和所述數(shù)據(jù)讀取模塊，所述列車定位系統(tǒng)PRW接收到所述數(shù)據(jù)更新請求模塊發(fā)送的兩個(gè)信號(hào)后將有效標(biāo)志信號(hào)UEF和列車定位數(shù)據(jù)信號(hào)DATA給所述數(shù)據(jù)讀取模塊，所述數(shù)據(jù)讀取模塊讀出數(shù)據(jù)后將故障信號(hào)通過所述故障處理模塊發(fā)給所述車載無線電控制信號(hào)MRCU，此時(shí)所述故障處理模塊是用來檢測傳輸過程中是否有故障，如果有則發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并把故障數(shù)據(jù)發(fā)送給所述車載無線電控制信號(hào)MRCU ;所述數(shù)據(jù)更新請求模塊并且發(fā)送列車定位數(shù)據(jù)給所述車載無線電控制信號(hào)MRCU。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種通過使用硬件FPGA實(shí)現(xiàn)連接磁懸浮列車的列車定位系統(tǒng)PRW與車載無線電控制單元MRCU之間的裝置。當(dāng)前使用軟件去實(shí)現(xiàn)列車定位系統(tǒng)PRW和車載無線電控制單元MRCU之間的接口，不能夠保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)效性。而且列車定位系統(tǒng)PRW和車載無線電控制單元MRCU之間的數(shù)據(jù)更新的周期是20ms，軟件實(shí)現(xiàn)的接口也不能夠保證固定的周期。本發(fā)明的主要功能是使用FPGA開發(fā)板去實(shí)現(xiàn)列車定位系統(tǒng)PRW和車載無線電控制單元MRCU之間的接口，既可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)效性，使數(shù)據(jù)得到及時(shí)地更新，又可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)更新周期的固定性。
【IPC分類】B61L27-00, B61L25-02
【公開號(hào)】CN104670265
【申請?zhí)枴緾N201510079303
【發(fā)明人】潘小勝
【申請人】潘小勝
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月12日