全文摘要
列车安全运行监测装置，包括与LKJ监控装置通信连接的主机单元和与主机单元连接的功能扩展插件单元，所述功能扩展插件单元包括轨道检测插件、弓网检测插件、DMIS插件、语音记录插件和TMIS插件；主机单元包括冗余设置的通信记录插件Ⅰ和通信记录插件Ⅱ，功能扩展插件单元的每个插件均通过至少一路RS485接口分别连接通信记录插件Ⅰ和通信记录插件Ⅱ，且功能扩展插件单元的每个插件均通过至少一路以太网接口分别连接交换机插件，交换机插件分别连接通信记录插件Ⅰ和通信记录插件Ⅱ。本实用新型能够使得既有的功能扩展插件或者外界设备的每一个插件板均能够单独通过RS485接口与主机单元连接，在某个插件板的通信线路出现故障时，更换RS485接口重新接通通信。
主设计要求
1.列车安全运行监测装置，其特征在于：包括与LKJ监控装置通信连接的主机单元，和与主机单元连接的功能扩展插件单元，所述功能扩展插件单元至少包括轨道检测插件、弓网检测插件、DMIS插件、语音记录插件和TMIS插件；功能扩展插件单元的每个插件均分别通过不同的RS485接口连接主机单元，且功能扩展插件单元的每个插件均分别通过不同的以太网接口连接交换机插件；所述主机单元包括冗余设置的通信记录插件Ⅰ和通信记录插件Ⅱ，交换机插件连接通信记录插件Ⅰ和通信记录插件Ⅱ。
设计方案
1.列车安全运行监测装置，其特征在于：包括与LKJ监控装置通信连接的主机单元，和与主机单元连接的功能扩展插件单元，所述功能扩展插件单元至少包括轨道检测插件、弓网检测插件、DMIS插件、语音记录插件和TMIS插件；
功能扩展插件单元的每个插件均分别通过不同的RS485接口连接主机单元，且功能扩展插件单元的每个插件均分别通过不同的以太网接口连接交换机插件；
所述主机单元包括冗余设置的通信记录插件Ⅰ和通信记录插件Ⅱ，交换机插件连接通信记录插件Ⅰ和通信记录插件Ⅱ。
2.根据权利要求1所述的列车安全运行监测装置，其特征在于：还包括与机车蓄电池连接的电源单元，所述电源单元包括冗余设置的电源插件Ⅰ和电源插件Ⅱ，电源插件Ⅰ和电源插件Ⅱ为主机单元、功能扩展插件单元、交换机插件供电。
3.根据权利要求2所述的列车安全运行监测装置，其特征在于：所述电源插件连接外部的机车蓄电池。
4.根据权利要求1所述的列车安全运行监测装置，其特征在于：所述通信记录插件包括CPU，CPU上连接有多路RS485接口、至少一路与交换机插件通信连接的以太网接口。
5.根据权利要求1所述的列车安全运行监测装置，其特征在于：所述功能扩展插件单元还包括扩展接口插件，所述扩展接口插件包括处理器，处理器通过一路RS485接口与主机单元通信，通过一路以太网与交换机插件通信，通过至少一路RS485接口和至少一路CAN接口与外部设备通信。
6.根据权利要求1所述的列车安全运行监测装置，其特征在于：所述交换机插件通过不同的以太网接口连接不同的外部设备。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及机车车载设备领域，尤其涉及一种列车安全运行监测装置。
背景技术
列车安全运行监测装置（TAX）是列车运行监控系统（LKJ）重要组成部分，是车载安全信息共享的公共通信平台。为各种车载监测设备提供统一时间、位置、机车基本信息（车型、车号、车次、机车配属、客\/货、本\/补等）、司机操纵、列车管压等列车运行安全信息，提供功能扩展插件的工作电源和安装空间，对于铁路信息化建设、保障铁路运营安全发挥着重大作用。
最先投入批量运用的TAX2机车安全信息综合监测装置使用RS485总线向装置内的第三方功能单元插件广播LKJ信息，由于RS485总线为半双工，一旦某节点故障造成堵塞，或因不正确的使用影响通信总线质量，都将产生传输丢帧或错帧等问题。
而申请号为“2016207621483”的专利中的TAX3型机车安全信息综合监测装置则采用RS485和CAN双总线冗余的方式与第三方功能单元插件进行数据交互，以解决RS485总线单节点故障影响通信的问题，但由于装车量少，既有的功能单元插件或外接装置（轨道检测、弓网检测、TMIS、DMIS、语音录音、机车信号、CMD等）一直沿用RS485总线，未同步进行技术升级，因此TAX2存在的RS485总线问题未得到有效解决。
实用新型内容
本实用新型提供一种能够满足第三方功能单元插件和外围设备数据通信可靠性和安全性要求、以及更强的通信可扩展能力的TAX装置，以解决现有技术存在的问题。
本实用新型采用以下技术方案：
列车安全运行监测装置，包括与LKJ监控装置通信连接的主机单元，和与主机单元连接的功能扩展插件单元，所述功能扩展插件单元至少包括轨道检测插件、弓网检测插件、DMIS插件、语音记录插件和TMIS插件；
功能扩展插件单元的每个插件均分别通过不同的RS485接口连接主机单元，且功能扩展插件单元的每个插件均分别通过不同的以太网接口连接交换机插件；
所述主机单元包括冗余设置的通信记录插件Ⅰ和通信记录插件Ⅱ，交换机插件连接通信记录插件Ⅰ和通信记录插件Ⅱ。
还包括与机车蓄电池连接的电源单元，所述电源单元包括冗余设置的电源插件Ⅰ和电源插件Ⅱ，电源插件Ⅰ和电源插件Ⅱ为主机单元、功能扩展插件单元、交换机插件供电。
所述电源插件连接外部的机车蓄电池。
所述通信记录插件包括CPU，CPU上连接有多路RS485接口、至少一路与交换机插件通信连接的以太网接口。
所述功能扩展插件单元还包括扩展接口插件，所述扩展接口插件包括处理器，处理器通过一路RS485接口与主机单元通信，通过一路以太网与交换机插件通信，通过至少一路RS485接口和至少一路CAN接口与外部设备通信。
所述交换机插件通过不同的以太网接口连接不同的外部设备。
本实用新型的有益效果：（1）主机单元的结构能够使得既有的功能扩展插件或者外界设备的每一个插件板均能够单独通过RS485接口与主机单元连接，此时，可在某个插件板的通信线路出现故障时，更换RS485接口重新接通通信；（2）增加与功能扩展插件中每个插件或者外界设备通过单独的以太网通信连接的交换机插件，用于增加冗余通信功能，在RS485接口出现故障时，通过交换机插件接收数据以后传输给主机单元。
附图说明
图1为本实用新型的结构图。
图2为通信记录插件的结构图。
图3为以太网总线架构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
本实用新型提供的列车安全运行监测装置，该装置能够提供多路RS485总线接口和以太网接口，与各功能扩展插件实现一对一的通信，以避免各外设对总线的干扰，或非法设备接入网络窃取数据。
具体来说，本实用新型包括与LKJ监控装置通信连接的主机单元，和与主机单元连接的功能扩展插件单元，功能扩展插件单元至少包括轨道检测插件、弓网检测插件、DMIS插件、语音记录插件和TMIS插件，还包括扩展接口插件和备用接口，功能扩展插件单元中的插件为TAX设备中的插件型的功能检测单元，为现有硬件，因此不再赘述。扩展接口插件可从LKJ获取机车安全信息，通过多路RS485接口以1对1方式提供给外部设备，外部设备包括与功能扩展插件各插件对应的设备，例如TMIS系统、DMIS系统、弓网系统等。
主机单元包括冗余设置的通信记录插件Ⅰ和通信记录插件Ⅱ，两个通信记录插件均用于从LKJ监控装置获取机车安全信息，并通过当前工作的通信记录插件采用广播和1对1的RS485接口转发给各内部插件。功能扩展插件单元的每个插件均通过一路RS485接口连接主机单元，即每个插件均通过一路RS485线连接通信记录插件Ⅰ和通信记录插件Ⅱ，且功能扩展插件单元的每个插件均通过一路以太网接口分别连接交换机插件。交换机插件实现通信记录插件与功能扩展插件、外围设备之间的以太网互联。
因此，从上述可知，本实用新型的外部设备可通过RS485连接扩展接口插件以后，通过扩展接口插件与主机单元进行通信；也可通过以太网接口连接交换机插件，通过交换机插件与主机单元进行通信；而本实用新型的功能扩展插件单元的各插件可通过RS485接口与主机单元进行通信，也可通过以太网接口连接交换机插件，通过交换机插件与主机单元进行通信。即由于功能扩展插件的每一个插件板和外部设备均能够通过单独的RS485接口与主机单元连接，因此如果某个插件板或者设备的通信线路出现故障时，可直接更换RS485接口重新接通通信；且由于增加了与功能扩展插件中每个插件或者外界设备通过单独的以太网通信连接的交换机插件进行冗余通信，可直接通过高速的以太网接口通信或者在RS485接口出现故障时，通过交换机插件接收数据以后传输给主机单元。
本实用新型还包括与机车蓄电池连接的电源单元，电源单元包括冗余设置的电源插件Ⅰ和电源插件Ⅱ，电源插件Ⅰ和电源插件Ⅱ获取机车蓄电池的DC110V或74V电源后，通过电压转换模块转换电源，为主机单元、功能扩展插件单元、交换机插件等提供DC5V、DC15V电源。
如图2所示，为通信记录插件的接口结构图。通信记录插件包括处理器，处理器选用CPU芯片，CPU芯片可采用AM3359或I.MX6，存储器采用容量NandFlash。处理器可采用Xilinx SPARTAN6系列FPGA扩展至少15路的串口，用于连接各插件。如图3所示，处理器芯片内置2路CAN控制器用于与LKJ通信，内置1路UART控制器，用于与LKJ通信，内置2路UART控制器，用于电源板通信，内置1路UART控制器，用于主备机通信，内置1路UART控制器，用于调试，内置1路以太网控制器，用于接交换机。
而扩展接口插件包括处理器，处理器可采用STM32F407IET7TR：处理器通过一路RS485接口与主机单元通信，通过一路以外网与交换机插件通信，通过至少一路RS485接口和至少一路CAN接口与外部设备通信。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920034835.7
申请日:2019-01-09
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:41(河南)
授权编号:CN209366174U
授权时间:20190910
主分类号:B61L 15/00
专利分类号:B61L15/00;B61L23/00
范畴分类:36A;33C;
申请人:河南思维自动化设备股份有限公司
第一申请人:河南思维自动化设备股份有限公司
申请人地址:450001 河南省郑州市高新区科学大道97号
发明人:苗延波;文卫明;段士超;陈小雨;徐瀚
第一发明人:苗延波
当前权利人:河南思维自动化设备股份有限公司
代理人:张春
代理机构:41109
代理机构编号:郑州中原专利事务所有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计