一种基于MCU的地铁列车LCU安全主控板卡及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于MCU的地铁列车LCU安全主控板卡，其特征在于，包括LCU安全主控板、MCU模块以及背板，且MCU模块与背板设置在所述LCU安全主控板内部；背板设有用于连接若干子板卡的卡槽，且根据不同的卡槽预设槽位地址信息；子板卡通过背板与MCU模块通信，并将各子板卡的数据传输通过背板传输至MCU模块进行存储，MCU模块包括主板卡MCU1与从板卡MCU2，且主板卡MCU1与从板卡MCU2分别与背板通信连接，主板卡MCU1与从板卡MCU2之间设有SPI通信通道、UART通信通道以及硬线中断信号通道；解决了现有技术中的安全主控板卡针对列车控制中的脉冲自锁信号，无法实现冗余板卡间的数据可靠同步；且主控板卡中的两个MCU间仅有一条数据同步通道，系统可用性较低的问题。系统可用性较低的问题。系统可用性较低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于MCU的地铁列车LCU安全主控板卡及控制方法


[0001]本专利技术涉及轨道车辆控制系统
，尤其涉及一种基于MCU的地铁列车LCU安全主控板卡及控制方法。

技术介绍

[0002]地铁列车可编程逻辑控制单元(LCU)是列车控制系统中重要的子系统，可替换列车原有的中间继电器、时间继电器等低压继电器，承担重要的列车控制功能。由于LCU的控制回路和列车运行安全强烈相关，近些年对安全LCU的需求越来越大，其中基于2乘2取2架构的安全LCU目前已经成为主流。安全LCU内部的安全主控板是LCU的核心控制单元，用于和LCU内部的其他部件进行数据交互和控制，也采用2乘2取2架构设计。
[0003]安全主控板卡的控制方法是LCU中重要的控制技术，然而，现有技术中的安全主控板卡针对列车控制中的脉冲自锁信号，无法实现冗余板卡间的数据可靠同步；且主控板卡中的两个MCU间仅有一条数据同步通道，一旦数据同步通道故障主控板卡即进入安全导向，系统可用性较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种基于MCU的地铁列车LCU安全主控板卡及控制方法，以克服现有技术中的安全主控板卡针对列车控制中的脉冲自锁信号，无法实现冗余板卡间的数据可靠同步；且主控板卡中的两个MCU间仅有一条数据同步通道，一旦数据同步通道故障主控板卡即进入安全导向，系统可用性较低的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0006]一种基于MCU的地铁列车LCU安全主控板卡，包括LCU安全主控板、MCU模块以及背板，且所述MCU模块与背板设置在所述LCU安全主控板内部；所述背板设有用于连接若干子板卡的卡槽，且所述MCU模块可根据不同的卡槽预设槽位地址信息；所述子板卡通过背板与MCU模块通信，并将各子板卡的数据通过背板传输至MCU模块进行存储；
[0007]所述MCU模块包括主板卡MCU1与从板卡MCU2，且所述主板卡MCU1与从板卡MCU2分别与所述背板通信连接，所述主板卡MCU1与从板卡MCU2之间设有SPI通信通道、UART通信通道以及硬线中断信号通道；
[0008]所述主板卡MCU1与从板卡MCU互为冗余结构，所述SPI通信通道与UART通信通道均用于传输所述主板卡MCU1与从板卡MCU2之间的全部通信数据；且SPI通信通道进行通信数据传输时，所述UART通信通道用于同步传输所述主板卡MCU1与从板卡MCU2的通信数据；
[0009]所述主板卡MCU1基于子板卡的数据传输生成脉冲自锁信号，并将脉冲自锁信号发送至从板卡MCU2，所述从板卡MCU2接收脉冲自锁信号反馈至主板卡MCU1，且所述主板卡MCU1与从板卡MCU2基于SPI通信通道与UART通信通道进行数据同步传输，所述硬线中断信号通道用于完成主板卡MCU1与从板卡MCU2的数据传输的时钟同步标记。
[0010]进一步的，所述主板卡MCU1/从板卡MCU2分别通过冗余CAN通信接口、RS485接口以
及RS422接口与所述背板连接；所述背板通过冗余CAN通信接口和各子板卡通信，所述RS485接口用于传输各子板卡和LCU安全主控板的主板卡MCU1/从板卡MCU2的通信数据，所述RS422接口用于基于所述脉冲自锁信号，传输主板卡MCU1的子板卡的数据与从板卡MCU2的子板卡的数据。
[0011]进一步的，所述主板卡MCU1设有第一地址设置电路CPUID
‑
0，从板卡MCU2设有第二MCU地址设置电路CPUID
‑
1；
[0012]所述第一地址设置电路CPUID
‑
0用于对所述主板卡MCU1的地址进行编码，所述第二地址设置电路CPUID
‑
1用于对从板卡MCU2的地址进行编码。
[0013]进一步的，所述主板卡MCU1与从板卡MCU2均采用型号为APM32F407芯片。
[0014]一种基于MCU的地铁列车LCU安全主控板卡的控制方法，包括：
[0015]步骤S1:系统上电后，所述子板卡与背板连接，LCU安全主控板通过冗余CAN通信接口与RS485接口获取与背板连接的子板卡的槽位信息生成脉冲自锁信号，所述主板卡MCU1与从板卡MCU2根据脉冲自锁信号分别接收所述子板卡的板卡数据；
[0016]步骤S2:首先、所述主板卡MCU1基于脉冲自锁信号将INT线由低电平置为高电平，并生成数据发送信号至从板卡MCU2，所述从板卡MCU2接收到INT线的高电平后反馈至主板卡MCU1，随后、所述主板卡MCU1与从板卡MCU2将获取的子板卡的数据通过SPI通信通道与UART通信通道同时互相传输；最后、所述主板卡MCU1确认发送至从板卡MCU2的数据与从从板卡MCU2接收的数据是否相同；若确认相同，则执行步骤S3；若确认不相同，则执行步骤S4；
[0017]步骤S3：若所述主板卡MCU1发送的数据与从从板卡MCU2接收数据相同，则确认主板卡MCU1运行正常，所述主板卡MCU1可正常输出控制指令至列车控制系统；
[0018]步骤S4：若所述主板卡MCU1发送的数据与从从板卡MCU2接收数据不相同，则确认主板卡MCU1运行异常并累计数据异常次数，且当所述数据异常次数大于预设异常次数时，确认主板卡MCU1无法正常运行并进入安全导向工作模式；
[0019]所述安全导向模式为所述主板卡MCU1不输出任何指令至列车控制系统。
[0020]有益效果：本专利技术提供了一种基于MCU的地铁列车LCU安全主控板卡及控制方法，通过主板卡MCU1与从板卡MCU2之间设有SPI通信通道、UART通信通道以及硬线中断信号通道，增加了LCU安全主控板卡内主板卡MCU1与从板卡MCU2之间的数据同步通道，增加系统可靠性；同时采用主板卡MCU1与从板卡MCU2进行冗余数据传递，增加了LCU安全主控板卡对列车控制系统控制的安全性与稳定性。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术一种基于MCU的地铁列车LCU安全主控板卡的结构示意图；
[0023]图2为本专利技术一种基于MCU的地铁列车LCU安全主控板卡的控制方法流程图。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]本实施例提供了一种基于MCU的地铁列车LCU安全主控板卡，如图1所示，包括LCU安全主控板、MC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于MCU的地铁列车LCU安全主控板卡，其特征在于，包括LCU安全主控板、MCU模块以及背板，且所述MCU模块与背板设置在所述LCU安全主控板内部；所述背板设有用于连接若干子板卡的卡槽，且所述MCU模块可根据不同的卡槽预设槽位地址信息；所述子板卡通过背板与MCU模块通信，并将各子板卡的数据通过背板传输至MCU模块进行存储；所述MCU模块包括主板卡MCU1与从板卡MCU2，且所述主板卡MCU1与从板卡MCU2分别与所述背板通信连接，所述主板卡MCU1与从板卡MCU2之间设有SPI通信通道、UART通信通道以及硬线中断信号通道；所述主板卡MCU1与从板卡MCU互为冗余结构，所述SPI通信通道与UART通信通道均用于传输所述主板卡MCU1与从板卡MCU2之间的全部通信数据；且SPI通信通道进行通信数据传输时，所述UART通信通道用于同步传输所述主板卡MCU1与从板卡MCU2的通信数据；所述主板卡MCU1基于子板卡的数据传输生成脉冲自锁信号，并将脉冲自锁信号发送至从板卡MCU2，所述从板卡MCU2接收脉冲自锁信号反馈至主板卡MCU1，且所述主板卡MCU1与从板卡MCU2基于SPI通信通道与UART通信通道进行数据同步传输，所述硬线中断信号通道用于完成主板卡MCU1与从板卡MCU2的数据传输的时钟同步标记。2.根据权利要求1所述的一种基于MCU的地铁列车LCU安全主控板卡，其特征在于，所述主板卡MCU1/从板卡MCU2分别通过冗余CAN通信接口、RS485接口以及RS422接口与所述背板连接；所述背板通过冗余CAN通信接口和各子板卡通信，所述RS485接口用于传输各子板卡和LCU安全主控板的主板卡MCU1/从板卡MCU2的通信数据，所述RS422接口用于基于所述脉冲自锁信号，传输主板卡MCU1的子板卡的数据与从板卡MCU2的子板卡的数据。3.根据权利要求1所述的一种基于MCU的地铁列车LCU安全主控板卡，其特征在于，所述主板卡MCU1设有第一地址设置电路CPUID
‑
0，从板卡MC...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴景国，刘博，连君俏，杨美慧，李元治，张增一，
申请(专利权)人：中车大连电力牵引研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：