一种车载系统模拟量输入插件技术方案

本实用新型专利技术提供一种车载系统模拟量输入插件，包括插件模块A，所述插件模块A内包括与机车主控CPU通信连接的CPU，CPU上连接有惯性导航模块；CPU上还通过信号隔离模块连接信号采样模块，信号采样模块连接速度传感器；CPU上还通过信号隔离模块Ⅲ连接信号采样模块Ⅲ，信号采样模块Ⅲ连接柴速传感器；CPU上还通过AD转换模块连接信号采样模块Ⅳ，信号采样模块Ⅳ连接压力传感器。本实用新型专利技术采能够随时为惯性导航系统提供所需数据进而为机车进行导航。

An analog input plug-in for vehicle mounted system

The utility model provides an analog input plug-in for an on-board system, including a plug-in module A, which includes a CPU communicating with the locomotive's main control CPU and an inertial navigation module connected with the CPU, a signal sampling module connected with a speed sensor through a signal isolation module and a signal sampling module connected with a speed sensor on the CPU. The signal isolation module III connects the signal sampling module III, the signal sampling module III connects the diesel speed sensor; the CPU also connects the signal sampling module IV through the AD conversion module, the signal sampling module IV connects the pressure sensor. The utility model can provide the required data for the inertial navigation system at any time and further navigate the locomotive.

【技术实现步骤摘要】
一种车载系统模拟量输入插件
本技术涉及一种车载设备，尤其涉及一种用于机车组合导航的车载系统模拟量输入插件。
技术介绍
目前机车、车辆的移动速度获知主要通过速度传感器。速度传感器固定在车轴上，车轮的旋转触发速度传感器产生电脉冲，依据电脉冲频率、车轮轮径等参数可以计算出车辆的移动速度。这种计算方法受制于轮径、速度传感器每周产生脉冲个数等多个参数的准确性，另外车轮的空转、轮滑等现象也影响测速准确性。空转多发生在列车的启动过程中，安装在轮轴上的速度传感器由于轮轴制动输出的脉冲使得由传感器所得到的列车测量速度比实际速度增大，从而产生误差。而滑行多发生在列车制动过程中。列车制动过程中，制动力作用在列车轮轴上，从而使得脉冲速度传感器输出的脉冲减少，因而得到的列车测量速度比实际速度减小，从而产生误差。另外在转弯处，由于外轨超高以及轨间距变化，也很容易导致空转或滑行。
技术实现思路
本技术提供一种用于机车组合导航的车载系统模拟量输入插件，以解决现有技术存在的问题。本技术采用以下技术方案：一种车载系统模拟量输入插件，包括插件模块A，所述插件模块A内包括与机车主控CPU通信连接的CPU，CPU上连接有惯性导航模块；CPU上还通过信号隔离模块连接信号采样模块，信号采样模块连接速度传感器；CPU上还通过信号隔离模块Ⅲ连接信号采样模块Ⅲ，信号采样模块Ⅲ连接柴速传感器；CPU上还通过AD转换模块连接信号采样模块Ⅳ，信号采样模块Ⅳ连接压力传感器。所述CPU通过信号隔离模块Ⅰ连接信号采样模块Ⅰ，信号采样模块Ⅰ连接两路速度传感器；CPU通过信号隔离模块Ⅱ连接信号采样模块Ⅱ，信号采样模块Ⅱ连接另两路速度传感器；CPU通过AD转换模块连接信号采样模块Ⅳ，信号采样模块Ⅳ连接四路压力传感器。所述CPU通过信号隔离模块Ⅰ连接通道自检模块Ⅰ，通道自检模块Ⅰ连接信号采样模块Ⅰ；所述CPU上通过信号隔离模块Ⅱ连接通道自检模块Ⅱ，通道自检模块Ⅱ连接信号采样模块Ⅱ；所述CPU上通过信号隔离模块Ⅲ连接通道自检模块Ⅲ，通道自检模块Ⅲ连接信号采样模块Ⅲ；所述CPU上通过AD转换模块连接通道自检模块Ⅳ，通道自检模块Ⅳ连接信号采样模块Ⅳ。还包括与插件模块A冗余设置的插件模块B，所述插件模块B与插件模块A的结构相同，且所述插件模块A和插件模块B共用四路速度传感器、一路柴速传感器、四路压力传感器。所述插件模块A的惯性导航模块采用ADIS16488，所述插件模块B的惯性导航模块采用ADXL313和ADXRS453。还包括维护模块，所述维护模块包括CPUⅢ，所述CPUⅢ与插件模块A和插件模块B的CPU连接，所述CPUⅢ还连接温度传感器。所述信号隔离模块Ⅰ与电源转换模块Ⅰ连接，信号隔离模块Ⅱ与电源转换模块Ⅱ连接，信号隔离模块Ⅱ与电源转换模块Ⅲ连接，电源转换模块Ⅰ、电源转换模块Ⅱ、电源转换模块Ⅲ与外部电源连接。本技术的有益效果：本技术采用冗余的模拟量输入模块，两模分别进行模拟量采集且分相互独立，能够随时为惯性导航系统提供所需数据进而为机车进行导航。附图说明图1为本技术的总体架构框图。图2为本技术的供电架构图。图3为本技术的速度信号采样模块电路图。图4为柴速信号采样模块的电路图。图5为压力信号采样模块的电路图。图6为速度信号通道自检模块电路图。图7为压力信号通道自检模块电路图。图8为维护模块的示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细说明。本技术提供一种用于机车组合导航的车载系统模拟量输入插件，该模拟量输入插件采用二模冗余的设计，两模连接相同的四路速度传感器、一路柴速传感器、四路电流型压力传感器，每模单独测量线性加速度、角速度。如图1所示，本技术的冗余设计包括插件模块A和插件模块B，其中插件模块A和插件模块B的结构相同。区别之处在于插件模块A采用的与CPU连接的惯性导航模块为ADIS16488，插件模块B采用的惯性导航模块为两个：ADXL313和ADXRS453。具体来说，插件模块A包括与机车LKJ的主控单元CPU通信连接的CPU，CPU上连接惯性导航模块；CPU上还通过速度信号隔离模块Ⅰ连接速度信号采样模块Ⅰ，速度信号采样模块Ⅰ连接两路速度传感器；CPU上还通过速度信号隔离模块Ⅱ连接速度信号采样模块Ⅱ，速度信号采样模块Ⅱ连接另两路速度传感器；CPU上还通过柴速信号隔离模块Ⅲ连接柴速信号采样模块Ⅲ，柴速信号采样模块Ⅲ连接柴速传感器；CPU上还通过AD转换模块连接压力信号采样模块Ⅳ，压力信号采样模块Ⅳ连接四路压力传感器。本技术还具有自检功能，即设置有自检模块。具体来说，CPU通过速度信号隔离模块Ⅰ连接通道自检模块Ⅰ，通道自检模块Ⅰ连接速度信号采样模块Ⅰ；CPU上通过速度信号隔离模块Ⅱ连接通道自检模块Ⅱ，通道自检模块Ⅱ连接信号采样模块Ⅱ；CPU上通过柴速信号隔离模块Ⅲ连接通道自检模块Ⅲ，通道自检模块Ⅲ连接信号采样模块Ⅲ；CPU上通过AD转换模块连接通道自检模块Ⅳ，通道自检模块Ⅳ连接信号采样模块Ⅳ。进行自检时，CPU通过通道自检模块向信号采样模块发送自检信号，自检信号通过信号采样模块以后，再次进入到CPU中，CPU将收到的自检信号与发送的自检信号进行对比，判断线路是否故障。CPU上还连接有LED显示模块。如图2所示，为本技术的供电架构图。如图所示，本技术通过4路外部电源供电，即两路15V的电源和两路24V的电源。其中一路15V的电源为两个插件模块的电源转换电路Ⅰ、速度信号采样电路Ⅰ、两路速度传感器供电，电源转换电路Ⅰ将电源转换为5V电源后为信号隔离电路Ⅰ供电，另一路15V电源为两个插件模块的电源转换电路Ⅱ、速度信号采样电路Ⅱ、另两路速度传感器供电，电源转换电路Ⅱ将电源转换为5V电源后为信号隔离电路Ⅱ供电。一路24V的电源通过电源转换模块Ⅳ后转换为5V电源作为插件模块的主电源为插件模块中的用电元件进行供电和维护模块供电；另一路24V的电源为电源转换模块Ⅲ、压力信号采样模块、压力传感器供电，电源转换模块Ⅲ为压力信号隔离模块供电。上述的结构中，速度信号采样模块如图3所示，包括依次连接的RC滤波电路、限幅电路、施密特比较器、磁隔离电路，传感器输出方波信号，信号经RC滤波电路、限幅电路、施密特比较器、磁隔离电路输出给CPU。其中第二电阻R2和第三电阻R3为缓冲电阻，当输入信号范围超过15V时，由于D1嵌位作用，电压降在电阻R2和R3上。采用R2和R3并联，当其中一个电阻故障时，还有一个电阻可保证工作。当输入信号幅值达到40V时，电阻上压降约25V，电流1.25mA，功率31.25mW。当输入方波时，电阻R5焊接。输入过零正弦波时，电阻R5不焊接。C79起抗干扰作用，可防止瞬间脉冲干扰进入后级。上述的柴速信号采样模块如图4所述，柴速输入信号为过零正弦波或方波：经过RC滤波和限幅保护电路后由施密特比较器整形成方波，方波信号通过磁隔离电路后整形，送到CPU电路进行脉冲计数。输入信号为方波时，焊接电阻R3、电阻R6、电阻R8，不焊电阻R4、电阻R5。输入信号为过零正弦波时，焊接电阻焊接R4，电阻R5，不焊电阻R3、电阻R6、电阻R8，电容C87起抗干扰作用，可防止瞬间脉冲干扰进入后级。上述的压力信号采样电路如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车载系统模拟量输入插件，其特征在于：包括插件模块A，所述插件模块A内包括与机车主控CPU通信连接的CPU，CPU上连接有惯性导航模块；CPU上还通过信号隔离模块连接信号采样模块，信号采样模块连接速度传感器；CPU上还通过信号隔离模块Ⅲ连接信号采样模块Ⅲ，信号采样模块Ⅲ连接柴速传感器；CPU上还通过AD转换模块连接信号采样模块Ⅳ，信号采样模块Ⅳ连接压力传感器。

【技术特征摘要】
1.一种车载系统模拟量输入插件，其特征在于：包括插件模块A，所述插件模块A内包括与机车主控CPU通信连接的CPU，CPU上连接有惯性导航模块；CPU上还通过信号隔离模块连接信号采样模块，信号采样模块连接速度传感器；CPU上还通过信号隔离模块Ⅲ连接信号采样模块Ⅲ，信号采样模块Ⅲ连接柴速传感器；CPU上还通过AD转换模块连接信号采样模块Ⅳ，信号采样模块Ⅳ连接压力传感器。2.根据权利要求1所述的一种车载系统模拟量输入插件，其特征在于：所述CPU通过信号隔离模块Ⅰ连接信号采样模块Ⅰ，信号采样模块Ⅰ连接两路速度传感器；CPU通过信号隔离模块Ⅱ连接信号采样模块Ⅱ，信号采样模块Ⅱ连接另两路速度传感器；CPU通过AD转换模块连接信号采样模块Ⅳ，信号采样模块Ⅳ连接四路压力传感器。3.根据权利要求1所述的一种车载系统模拟量输入插件，其特征在于：所述CPU通过信号隔离模块Ⅰ连接通道自检模块Ⅰ，通道自检模块Ⅰ连接信号采样模块Ⅰ；所述CPU上通过信号隔离模块Ⅱ连接通道自检模块Ⅱ，通道自检模块Ⅱ连接信号采样模块Ⅱ；所述CPU上通过信号隔离模块Ⅲ连接通道自检模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗延波，文卫明，陈代数，刘彰，李伟，李伟鹏，吕少博，刘鹏飞，赵丽艳，
申请(专利权)人：河南思维自动化设备股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41