一种用于铁路CTC系统的数据采集传输与处理的设备技术方案

本实用新型专利技术涉及一种用于铁路ＣＴＣ系统的数据采集传输与处理的设备，该设备包括：母板，为一块电路板，该电路板上包括四个异步高速串口、一个以太网卡、一路ＣＡＮ２．０标准通信口、串口光电隔离电路、串口防浪涌电路、网络接口的防浪涌保护电路和＋５Ｖ工作电源的保护电路；ＣＰＵ模块，该ＣＰＵ模块集成了以太网接口、ＲＳ３２串口及图形处理器；人机交互模块，包括液晶显示器和薄膜键盘；机箱，包括内部独立电源；所述的ＣＰＵ模块设在母板上，所述的母板设在机箱内，所述的人机交互模块设在机箱箱体外侧。与原有的技术相比，本实用新型专利技术解决了铁路信号系统中外部设备接口日益增多、数据处理量日趋增大、信息交换网络化和智能化、人机交互要求简捷等问题。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及铁路智能化分散自律调度集中(CTC)系统，特别涉及一 种用于CTC系统的数据采集传输与处理的设备(车站调度集中自律机)。
技术介绍
新一代分散自律调度集中系统(简称FZK-CTC)，是在铁路跨越式发展的新 形势下，在计算机技术、通信技术、信号技术高度发达以及DMIS系统成功实 施的基础上，提出来的一种新型的行车指挥和信号控制设备，同时也将带来一 种新的高效的运输组织管理模式。新一代FZK-CTC对运输组织管理模式将进 行结构重组、职能重划、分工重调、岗位重定，在没有客货作业的中间站可实 现行车指挥无人化。中间站行车指挥有关岗位取消后，按照专业相近、作业关 联、管理直接、设置合理的原则，对原有岗位、职能和作业方式重新进行调整 和划分。新一代FZK-CTC采用了分散自律的理念，即由车站系统完成进路选排、 冲突检测、控制输出等核心功能，因此，FZK-CTC的车站系统方案设计在整个 新一代分散自律调度集中系统中是极其关键的。车站调度集中自律机(简称LiRC)是新一代分散自律调度集中系统的车站 核心设备，其硬件属于专用的工业级计算机设备,在可靠性、数据处理能力等方 面有严格保证。车站自律机的操作系统则是特殊定制的实时多任务操作系统, 在软件设计上保证高效、简洁、严密，且经过完整全面的测试。目前国内几大主要铁路信号设备厂家的自律机方案各有特色、差别较大， 大概可以分为以下三种类型 一是采用cPCI结构的专用工控机方案；二是采 用普通台式工控机方案；三是采用特殊设计的专用机方案。前两种方案的优点 是可利用的、现成的资源比较丰富，国内的工控机产品已经批量生产，可选余 地较大。产品开发时由于直接选用现成的工控机硬件平台，在硬件上的投入就可以比较少。这样主要精力只需放在软件开发上，因而整体的开发进度可以比 较快。同时，在系统产品的市场状况不甚明朗时，由于硬件开发少，前期自身投入就比较少，便于进行成本控制。当然，采用cPCI专用工控机和通用工控 机的缺点也是非常明显的， 一是工控机产品很难完全满足铁路信号系统的应用 环境和功能要求。铁路信号系统接口设备多，接口标准各异；二是信号设备常 年处于一个强电磁环境之中，对电磁兼容的要求很高。因此，采用通用的工控 机硬件平台方案，在接口设计和接口的电磁防护这两个方面遇到了巨大的挑 战。另外，显示器作为人机交互的重要组成部分，当采用通用的工控机硬件平 台时，由于通常配套的液晶或CRT显示器需占用机柜较大的面积，在现场使用 时极为不便。在上述背景下，新一代调度集中自律机的开发目标就显得比较明确了首 先是要能满足系统功能的要求，这主要由应用软件系统来实现，自律机提供硬 件接口和操作系统平台；二是针对实际面对的复杂电磁环境，需要提供确实有 效的电磁防护措施；三是需要一个灵巧方便的人机交互界面。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种稳 定可靠的用于铁路CTC系统的数据采集传输与处理的设备。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现 一种用于铁路CTC系统 的数据采集传输与处理的设备，其特征在于，该设备包括(1) 母板，为一块电路板，该电路板上包括四个异步高速串口、 一个以 太网卡、 一路CAN2.0标准通信口、串口光电隔离电路、串口防浪涌电路、网 络接口的防浪涌保护电路和+5V工作电源的保护电路；(2) CPU模块，该CPU模块集成了以太网接口、 RS32串口及图形处理器；(3) 人机交互模块，包括液晶显示器和薄膜键盘；(4) 机箱，包括内部独立电源； 所述的CPU模块设在母板上，所述的母板设在机箱内，所述的人机交互模块设在机箱箱体外侧。所述的四个异步高速串口中RS232/422/485可跳线选择。所述的母板还包括辅助功能的LED指示电路、液晶屏供电电路。 与原有的技术相比，本技术解决了铁路信号系统中接口日益增多、数 据处理量日趋增大、信息交换网络化和智能化、人机交互要求简捷等问题。附图说明图1是本技术一种用于铁路CTC系统的数据采集传输与处理的设备的 结构示意图2是本技术一种用于铁路CTC系统的数据采集传输与处理的设备的 人机交互模块和薄膜电路示意图3是本技术一种用于铁路CTC系统的数据采集传输与处理的设备的 母板NPCMB的结构示意图。具体实施方式实施例1如图1所示，本技术一种用于铁路CTC系统的数据采集传输与处理的 设备，该设备主要由以下几个部分组成(1)母板2，是一块专门设计的电路 板，在这块电路板上通过PC104结构的ISA总线扩展，设计了包括四个异步高 速串口(RS232/422/485可跳线选择)、 一个NE2000兼容以太网卡(10M)和一路 CAN2.0标准通信口，为了提高电路板的抗干扰能力，增加了相应的串口光电 隔离电路、串口防浪涌电路、网络接口的防浪涌保护电路和+5V工作电源的保 护电路等，另外还有辅助功能的LED指示电路、液晶屏供电电路等；(2)基 于PC104结构的CPU模块3，这款CPU模块在板集成了 10/100MBase-T以太 网接口及高性能图形处理器。基本功能包括GEODE 300MX86兼容的64位 微处理器、在板内存128M SDRAM、 SVGA、 LCD平板显示器接口 、支持PC/AT 键盘、PS/2鼠标、两个USB、软驱、EIDE硬盘及CF卡、 一并两串接口、在 板10/100M BaseT以太网接口、实时时钟(有掉电保护功能)等；(3)人机 交互模块4LCD液晶显示屏是整个设备的信息显示和人机交互中心，通过软件 编程和LCD显示，可以把大量的系统运行实时信息以图形、文字或数字的形 式提供给用户，结合薄膜键盘的操作，实现有效的人机交互；(4)机箱1用 于保护内部的电路板，以免受到诸如静电、碰撞等外部损伤，内含的独立电源可以做到设备之间隔离地的有效分离，内部的串口、网口等浪涌保护电路通过壳体实现机壳接大地，也是人机界面(LCD液晶显示器和薄膜键盘)和后面板 上接口 (如DB9)的良好载体；软件平台采用专门定制的嵌入式LINUX操作 系统，在自由软件REDHAT7.2版本基础上通过适当裁减，形成一个大约50M 左右大小的、专用的、精简的操作系统。人机交互界面的图形驱动引擎选用国 产自由软件MiniGUI。通过写镜像的方式，把这个操作系统写到电子盘 (DiskOnChip)上。设备开机后，使用者可以通过FTP的方式把应用程序或配 置文件传入电子盘内的操作系统，也可以通过TELNET的方式对设备或应用程 序进行操作或控制。机箱l整机外壳采用铝合金箱体，表面做黑化处理，结构上采用整体可拆 分式模块化方式，尺寸符合标准工业机柜上架要求。如图2所示，整机的前端是人机交互界面(TFT-LCD液晶显示器和薄膜电 路等)，靠左边的是一块320*240点阵的TFT-LCD液晶显示器，中间是薄膜 小键盘，右边是LED显示灯。薄膜小键盘和LED显示灯通过印刷电路与主机 电路板连接，在应用软件的配合下实现人工命令的输入和机器信息的输出。主机电路由两部分组成基于PC104结构的CPU模块3和母板NPCMB。 CPU模块3选用通用的PC104产品，为了适应320*240 TFT液晶显示器的驱动 需本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于铁路ＣＴＣ系统的数据采集传输与处理的设备，其特征在于，该设备包括：　　　　（１）母板，为一块电路板，该电路板上包括四个异步高速串口、一个以太网卡、一路ＣＡＮ２．０标准通信口、串口光电隔离电路、串口防浪涌电路、网络接口的防浪涌保护电路和＋５Ｖ工作电源的保护电路；　　　　（２）ＣＰＵ模块，该ＣＰＵ模块集成了以太网接口、ＲＳ３２串口及图形处理器；　　　　（３）人机交互模块，包括液晶显示器和薄膜键盘；　　　　（４）机箱，包括内部独立电源；　　　　所述的ＣＰＵ模块设在母板上，所述的母板设在机箱内，所述的人机交互模块设在机箱箱体外侧。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何福忠，
申请(专利权)人：卡斯柯信号有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]