一種軌道車輛電氣數(shù)據(jù)采集診斷系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種軌道車輛電氣數(shù)據(jù)采集診斷系統(tǒng)，包括分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器、無線網(wǎng)絡(luò)一和無線網(wǎng)絡(luò)二；若干臺獨立運行的所述分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分布在每個車輛的監(jiān)測點上，用于采集車輛監(jiān)測點中的調(diào)試信號并進行數(shù)據(jù)處理和顯示，然后通過無線網(wǎng)絡(luò)一發(fā)送給試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器；所述試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器接收每臺分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)后進行匯總，并根據(jù)信號間的邏輯關(guān)系自動判斷測試結(jié)果是否正確，然后顯示并保存，所述試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器通過無線網(wǎng)絡(luò)二與局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)中用于遠程監(jiān)視和手機共享的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備PC機相連。
【專利說明】
一種軌道車輛電氣數(shù)據(jù)采集診斷系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及軌道車輛電氣數(shù)據(jù)采集及無線傳輸方法、自動判定方法，屬于數(shù)據(jù)采集、無線傳輸、故障判別等技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]地鐵車輛或動車組的動、靜態(tài)調(diào)試或電氣故障檢測是車輛測試中相當(dāng)復(fù)雜、零碎的工作，而且，也是車輛調(diào)試和檢修中的關(guān)鍵步驟。這項工作既費時又費神，有時會因為一個繼電器的不正常工作或者一條控制線的接觸問題，會給調(diào)試工作造成極大地麻煩;整列車聯(lián)調(diào)時還會出現(xiàn)各個功能單元因信號傳輸不正確而無法正常聯(lián)調(diào)。為了能夠?qū)崿F(xiàn)各系統(tǒng)單元的聯(lián)合調(diào)試，必須對列車控制系統(tǒng)裝置、司機操作控制裝置、列車供電系統(tǒng)控制單元、列車網(wǎng)絡(luò)控制單元的所有信號進行實時采集、處理、顯示、存儲，然后采用方便實用的操作系統(tǒng)和友好的人機界面進行人機交互。
[0003]控制指令測試作為地鐵整車電氣調(diào)試最重要的一個環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)上采用指令器顯示和人工測量相結(jié)合的方式，隨著車輛控制系統(tǒng)的不斷完善，控制線路不斷增加，控制邏輯也越來越復(fù)雜，單一的指令信號燈顯示和手動測量存在的弊端越來越明顯，尤其隨著地鐵多品種并行生產(chǎn)，地鐵編組增加，車輛之間距離加長，迫切需要更高效、更自動化的集中控制手段，解決勞動效率低下的問題?！暗罔F車輛電氣數(shù)據(jù)采集診斷及無線傳輸系統(tǒng)”正是基于以上工藝需求提出的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷和不足，提供了一種軌道車輛電氣數(shù)據(jù)采集診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠把每節(jié)車輛調(diào)試中的數(shù)據(jù)采集后以無線方式發(fā)送到試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器中匯總，并且對信號測試結(jié)果進行自動判定，避免了有線通訊的拉線和人工判定的繁瑣，每一步操作完成后自動得出測試結(jié)果準(zhǔn)確與否。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種軌道車輛電氣數(shù)據(jù)采集診斷系統(tǒng)，包括分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器、無線網(wǎng)絡(luò)一和無線網(wǎng)絡(luò)二；
若干臺獨立運行的所述分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分布在每個車輛的監(jiān)測點上，用于采集車輛監(jiān)測點中的調(diào)試信號并進行數(shù)據(jù)處理和顯示，然后通過無線網(wǎng)絡(luò)一發(fā)送給試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器；
所述試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器接收每臺分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)后進行匯總，并根據(jù)信號間的邏輯關(guān)系自動判斷測試結(jié)果是否正確，然后顯示并保存，所述試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器通過無線網(wǎng)絡(luò)二與局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)中用于遠程監(jiān)視和手機共享的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備PC機相連。
[0006]進一步，所述分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括信號采集主板、信號隔離轉(zhuǎn)換板、單片機和觸摸屏;所述信號采集主板上設(shè)有6-8個信號隔離轉(zhuǎn)換板插槽，用于插接不同功能的信號隔離轉(zhuǎn)換板，所述信號隔離轉(zhuǎn)換板分為開關(guān)量輸入板、模擬量輸入板、開關(guān)量輸出板和模擬量輸出板，不同的信號隔離轉(zhuǎn)換板根據(jù)車輛上的電氣信號類型的不同進行組合對監(jiān)測點上的不同信號進行采集，所述信號采集主板、觸摸屏均與單片機相連；
所述單片機接收信號采集主板采集的信號數(shù)據(jù)并進行處理，然后在觸摸屏上進行顯示，同時將處理后的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)二發(fā)送給試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器。
[0007]進一步，所述試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器包括自動判定系統(tǒng)，所述自動判定系統(tǒng)包括指令系統(tǒng)信息庫、數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)庫、自動診斷模塊、指令理想狀態(tài)編制模塊和指令理想狀態(tài)信息庫;指令系統(tǒng)信息庫判別指令類型，并根據(jù)指令類型給出相應(yīng)信號的采集信息;指令理想狀態(tài)編輯模塊根據(jù)指令產(chǎn)生的結(jié)果編制正確的理想狀態(tài)信息，并把信息儲存在指令理想狀態(tài)信息庫，以便自動診斷模塊調(diào)用；自動診斷模塊根據(jù)采集信號的實際狀態(tài)和理想的正確狀態(tài)進行比較、得出差別所在，并指出故障點;采集的數(shù)據(jù)和判定結(jié)果儲存在數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)庫中，以便查看和分析。
[0008]進一步，指令理想狀態(tài)編制模塊任意選取信號數(shù)量和信號類別，將選取的信號通過映射形成指令編碼信息，并對每個信號進行設(shè)定值輸入，信號數(shù)量為96個以內(nèi)，信號類別為開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出、模擬量輸入。
[0009]進一步，所述試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器還包括顯示器、按鈕按鍵、工控機、柜體內(nèi)部件和柜體，所述顯示器、按鈕按鍵、柜體內(nèi)部件與所述工控機相連；顯示器用于匯總實時數(shù)據(jù)的顯示、自動判定結(jié)果的顯示、曲線報表的顯示；按鈕按鍵為柜體和柜體內(nèi)部件的電源供給開關(guān)，工控機用于對數(shù)據(jù)的處理、判定并繪制曲線和生成報表和與分布式信息采集系統(tǒng)進行通訊;所述柜體為操縱臺結(jié)構(gòu)，所述顯示器安裝在所述柜體上表面，按鈕按鍵置于顯示器下方，工控機及柜體內(nèi)部件均安裝在柜體內(nèi)。
[0010]進一步，所述柜體底部安裝有萬向輪。
[0011]進一步，所述柜體內(nèi)部件包括開關(guān)電源、無線收發(fā)模塊、無線路由器、接觸器以及繼電器。
[0012]進一步，所述無線網(wǎng)絡(luò)二與局域網(wǎng)中的無線AP相連，且無線網(wǎng)絡(luò)二與無線AP之間設(shè)有無線中繼網(wǎng)絡(luò)，用于對信號的放大和覆蓋范圍的延伸。
[0013]本發(fā)明所達到的有益技術(shù)效果:本發(fā)明的分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為箱體結(jié)構(gòu)、試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器為移動式操縱臺結(jié)構(gòu)，配有2種無線收發(fā)系統(tǒng)，因此使用靈活方便。對于車輛的電氣測試，只需在監(jiān)測點布置分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并編制理想狀態(tài)信息，系統(tǒng)就會自動采集所需數(shù)據(jù)并進行測試結(jié)果的判定?？纱蟠筇岣哕囕v的調(diào)試和檢測效率，減少人為的漏判誤判。本發(fā)明的試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器具備完善的軟件系統(tǒng)，所積累的大量數(shù)據(jù)，不但是車輛電氣結(jié)構(gòu)的檔案，更可為預(yù)測車輛故障類別和故障點查詢提供有力的數(shù)據(jù)支持和分析資料。
【附圖說明】
[0014I圖1本發(fā)明組成示意圖；
圖2本發(fā)明之分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
圖3本發(fā)明之試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器硬件結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4本發(fā)明之試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器中自動判定系統(tǒng)架構(gòu)圖；
圖5本發(fā)明之指令理想狀態(tài)編制模塊的理想狀態(tài)編制框圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0016]如圖1所示，本發(fā)明提供一種軌道車輛電氣數(shù)據(jù)采集診斷系統(tǒng)，包括分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器、無線網(wǎng)絡(luò)一和無線網(wǎng)絡(luò)二；
若干臺獨立運行的所述分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分布在每個車輛的監(jiān)測點上，用于采集車輛監(jiān)測點中的調(diào)試信號并進行數(shù)據(jù)處理和顯示，然后通過無線網(wǎng)絡(luò)一發(fā)送給試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器；
所述試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器接收每臺分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)后進行匯總，并根據(jù)信號間的邏輯關(guān)系自動判斷測試結(jié)果是否正確，然后顯示并保存，所述試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器通過無線網(wǎng)絡(luò)二與局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)中用于遠程監(jiān)視和手機共享的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備PC機相連，所述無線網(wǎng)絡(luò)二與局域網(wǎng)中的無線AP相連，且無線網(wǎng)絡(luò)二與無線AP之間設(shè)有無線中繼網(wǎng)絡(luò)，用于對信號的放大和覆蓋范圍的延伸，使試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器移動范圍更加寬廣。
[0017]如圖2所示，所述分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括信號采集主板、信號隔離轉(zhuǎn)換板、單片機和觸摸屏;所述信號采集主板上設(shè)有6-8個信號隔離轉(zhuǎn)換板插槽，用于插接不同功能的信號隔離轉(zhuǎn)換板，所述信號隔離轉(zhuǎn)換板分為開關(guān)量輸入板、模擬量輸入板、開關(guān)量輸出板和模擬量輸出板，不同的信號隔離轉(zhuǎn)換板根據(jù)車輛上的電氣信號類型的不同進行組合對監(jiān)測點上的不同信號進行采集，如開關(guān)量輸入板通過內(nèi)部的跳線設(shè)置可實現(xiàn)AC220V、DC110V、DC24V等車輛常用開關(guān)量的輸入;開關(guān)量輸出板通過內(nèi)部跳線設(shè)置可實現(xiàn)AC220V、DC110V、DC24V等開關(guān)量的輸出，模擬量的輸入輸出根據(jù)需求分為4?20mA信號板、DCllOV信號板、AC220V信號板等;開關(guān)量和模擬量輸入板主要功能為車輛上的數(shù)據(jù)采集，開關(guān)量和模擬量的輸出板主要功能為試驗?zāi)M。所述信號采集主板、觸摸屏均與單片機相連;所述單片機接收信號采集主板采集的信號數(shù)據(jù)并進行處理，然后在觸摸屏上進行顯示，同時將處理后的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)二發(fā)送給試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器。
[0018]如圖4所示，所述試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器包括自動判定系統(tǒng)，所述自動判定系統(tǒng)包括指令系統(tǒng)信息庫、數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)庫、自動診斷模塊、指令理想狀態(tài)編制模塊和指令理想狀態(tài)信息庫;指令系統(tǒng)信息庫判別指令類型，并根據(jù)指令類型給出相應(yīng)信號的采集信息;指令理想狀態(tài)編輯模塊根據(jù)指令產(chǎn)生的結(jié)果編制正確的理想狀態(tài)信息，并把信息儲存在指令理想狀態(tài)信息庫，以便自動診斷模塊調(diào)用；自動診斷模塊根據(jù)采集信號的實際狀態(tài)和理想的正確狀態(tài)進行比較、得出差別所在，并指出故障點;采集的數(shù)據(jù)和判定結(jié)果儲存在數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)庫中，以便查看和分析。試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器中存儲每次測試中的數(shù)據(jù)，可形成報表、曲線繪制、故障記錄等文件，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可遠程登錄訪問或進行實時監(jiān)測，對測試過程中出現(xiàn)的疑難問題進行遠程指導(dǎo)。
[0019]指令理想狀態(tài)編制模塊任意選取信號數(shù)量和信號類別，將選取的信號通過映射形成指令編碼信息，并對每個信號進行設(shè)定值輸入，信號數(shù)量為96個以內(nèi)，信號類別為開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出、模擬量輸入。如圖5所示，實現(xiàn)自動判定功能時需要根據(jù)信號間的邏輯狀態(tài)編制結(jié)果的正確狀態(tài)，即理想狀態(tài)，根據(jù)車輛的測試功能不同，信號的數(shù)量、類型、值都會有不同的排列組合，不同的排列組合通過映射關(guān)系形成不同的指令編碼信息，試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器是通過此編碼信息來實現(xiàn)對應(yīng)信號的采集、處理、比較、判定等功能。
[0020]如圖3所示，為試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器的硬件結(jié)構(gòu)示意圖，其中，A為主視圖，B為左視圖，具體包括顯示器1、按鈕按鍵2、工控機3、柜體內(nèi)部件4和柜體，所述顯示器1、按鈕按鍵2、柜體內(nèi)部件4與所述工控機3相連；顯示器I用于匯總實時數(shù)據(jù)的顯示、自動判定結(jié)果的顯示、曲線報表的顯示;按鈕按鍵2為柜體和柜體內(nèi)部件4的電源供給開關(guān)，工控機3用于對數(shù)據(jù)的處理、判定并繪制曲線和生成報表和與分布式信息采集系統(tǒng)進行通訊;所述柜體為操縱臺結(jié)構(gòu)，所述顯示器I安裝在所述柜體上表面，按鈕按鍵2置于顯示器下方，工控機3及柜體內(nèi)部件4均安裝在柜體內(nèi)。所述柜體底部安裝有萬向輪5，能夠隨意移動。所述柜體內(nèi)部件4包括開關(guān)電源、無線收發(fā)模塊、無線路由器、接觸器以及繼電器。
[0021]試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器以工控機為工作核心，并配有兩種無線收發(fā)模塊，即通過無線網(wǎng)絡(luò)一實現(xiàn)與分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)間的無線通訊和通過無線網(wǎng)絡(luò)二實現(xiàn)與局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)的無線通訊)，兩種無線信號采用不同頻段、不同協(xié)議，相互不干擾、信號不衰減。
[0022]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種軌道車輛電氣數(shù)據(jù)采集診斷系統(tǒng)，其特征在于:包括分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器、無線網(wǎng)絡(luò)一和無線網(wǎng)絡(luò)二； 若干臺獨立運行的所述分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分布在每個車輛的監(jiān)測點上，用于采集車輛監(jiān)測點中的調(diào)試信號并進行數(shù)據(jù)處理和顯示，然后通過無線網(wǎng)絡(luò)一發(fā)送給試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器； 所述試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器接收每臺分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)后進行匯總，并根據(jù)信號間的邏輯關(guān)系自動判斷測試結(jié)果是否正確，然后顯示并保存，所述試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器通過無線網(wǎng)絡(luò)二與局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)中用于遠程監(jiān)視和手機共享的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備PC機相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道車輛電氣數(shù)據(jù)采集診斷系統(tǒng)，其特征在于:所述分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括信號采集主板、信號隔離轉(zhuǎn)換板、單片機和觸摸屏;所述信號采集主板上設(shè)有6-8個信號隔離轉(zhuǎn)換板插槽，用于插接不同功能的信號隔離轉(zhuǎn)換板，所述信號隔離轉(zhuǎn)換板分為開關(guān)量輸入板、模擬量輸入板、開關(guān)量輸出板和模擬量輸出板，不同的信號隔離轉(zhuǎn)換板根據(jù)車輛上的電氣信號類型的不同進行組合對監(jiān)測點上的不同信號進行采集，所述信號采集主板、觸摸屏均與單片機相連； 所述單片機接收信號采集主板采集的信號數(shù)據(jù)并進行處理，然后在觸摸屏上進行顯示，同時將處理后的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)二發(fā)送給試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道車輛電氣數(shù)據(jù)采集診斷系統(tǒng)，其特征在于:所述試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器包括自動判定系統(tǒng)，所述自動判定系統(tǒng)包括指令系統(tǒng)信息庫、數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)庫、自動診斷模塊、指令理想狀態(tài)編制模塊和指令理想狀態(tài)信息庫;指令系統(tǒng)信息庫判別指令類型，并根據(jù)指令類型給出相應(yīng)信號的采集信息;指令理想狀態(tài)編輯模塊根據(jù)指令產(chǎn)生的結(jié)果編制正確的理想狀態(tài)信息，并把信息儲存在指令理想狀態(tài)信息庫，以便自動診斷模塊調(diào)用；自動診斷模塊根據(jù)采集信號的實際狀態(tài)和理想的正確狀態(tài)進行比較、得出差別所在，并指出故障點;采集的數(shù)據(jù)和判定結(jié)果儲存在數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)庫中，以便查看和分析。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軌道車輛電氣數(shù)據(jù)采集診斷系統(tǒng)，其特征在于:指令理想狀態(tài)編制模塊任意選取信號數(shù)量和信號類別，將選取的信號通過映射形成指令編碼信息，并對每個信號進行設(shè)定值輸入，信號數(shù)量為96個以內(nèi)，信號類別為開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出、模擬量輸入。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道車輛電氣數(shù)據(jù)采集診斷系統(tǒng)，其特征在于:所述試驗數(shù)據(jù)服務(wù)器還包括顯示器、按鈕按鍵、工控機、柜體內(nèi)部件和柜體，所述顯示器、按鈕按鍵、柜體內(nèi)部件與所述工控機相連;顯示器用于匯總實時數(shù)據(jù)的顯示、自動判定結(jié)果的顯示、曲線報表的顯示;按鈕按鍵為柜體和柜體內(nèi)部件的電源供給開關(guān)，工控機用于對數(shù)據(jù)的處理、判定并繪制曲線和生成報表和與分布式信息采集系統(tǒng)進行通訊;所述柜體為操縱臺結(jié)構(gòu)，所述顯示器安裝在所述柜體上表面，按鈕按鍵置于顯示器下方，工控機及柜體內(nèi)部件均安裝在柜體內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軌道車輛電氣數(shù)據(jù)采集診斷系統(tǒng)，其特征在于:所述柜體底部安裝有萬向輪。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軌道車輛電氣數(shù)據(jù)采集診斷系統(tǒng)，其特征在于:所述柜體內(nèi)部件包括開關(guān)電源、無線收發(fā)模塊、無線路由器、接觸器以及繼電器。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道車輛電氣數(shù)據(jù)采集診斷系統(tǒng)，其特征在于:所述無線網(wǎng)絡(luò)二與局域網(wǎng)中的無線AP相連，且無線網(wǎng)絡(luò)二與無線AP之間設(shè)有無線中繼網(wǎng)絡(luò)，用于對信號的放大和覆蓋范圍的延伸。
【文檔編號】G05B23/02GK106094793SQ201610465365
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月23日
【發(fā)明人】李春廣, 周志輝, 薛海峰, 王磊, 朱軍軍, 劉正
【申請人】南京中車浦鎮(zhèn)城軌車輛有限責(zé)任公司