一种实时传输的数据接口装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种实时传输的数据接口装置，包含主控制板，以及与所述主控制板分别连接的若干数据处理板；所述若干数据处理板，通过各自设置的串行接口，分别与安全计算机的若干传输通道对应连接，来接收所述安全计算机采集的数据信号；所述主控制板，通过其设置的并行接口与工控机连接，将所述数据接口装置串并转换后的所述数据信号，输出至所述工控机进行分析监控。本实用新型专利技术通过串行接口实现与安全计算机的长距离传输，还通过并行接口实现与工控机的高速率通信，满足安全计算机与工控机之间的通信要求；其冗余设计及数据缓存功能，还能保证数据传输的安全性和可靠性，方便技术人员随时掌握列车运行状态，实现实时在线的远程监视及监控。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种数据接口装置，特别涉及一种用于安全计算机与工控机之间高速列车运行参数实时传输的数据接口装置。
技术介绍
现有的数据传输接口有I2C、USB、RS232、RS485等。其中，1 和USB可以实现短距离(5m)的高速传输；RS232只能实现低速的单向数据传输；RS485采用平衡传输方式，可以实现远距离传输，但随着传输距离的增加，传输速率明显降低。在高速铁路等交通控制系统中，有一种保证列车安全运行的被称为安全计算机的核心设备；所述安全计算机具体实现列车运行的实时控制和安全防护，确保列车按照设计路线和期望速度在允许的范围内运行。为实现这一目标，安全计算机需要实时监控列车的运行速度、当前位置、列车运行指令、系统内部状态等运行参数；操作人员或系统维护调试人员通过这些运行参数，能够及时了解系统运行状态和设备状况，并以此给出后续的操控命令。目前，常用的方法是装备大容量的存储设备，其对安全计算机设备采集的列车实时运行数据进行接收并保存；之后，只能在规定时间或等列车停靠车站时，再将这些数据转移到相关的数据收集计算机(以下简称工控机)上。可见，这种方法无法对运行参数进行实时传输，只能用于事后调查和分析，难以实现实时在线的监视和监控。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种实时传输的数据接口装置，实现高速列车运行状态等数据的串并转换、高速率通信及长距离传输，满足安全计算机与工控机之间的通信要求； 其冗余设计及数据缓存功能，还能保证数据传输的安全性和可靠性，方便技术人员随时掌握列车运行状态，实现远程监控。为了达到上述目的，本技术的技术方案是提供一种实时传输的数据接口装置，包含主控制板，以及与所述主控制板分别连接的若干数据处理板；所述若干数据处理板，通过各自设置的串行接口，分别与安全计算机的若干传输通道对应连接，来接收所述安全计算机采集的数据信号；所述主控制板，通过其设置的并行接口与工控机连接，将所述数据接口装置串并转换后的所述数据信号，输出至所述工控机进行分析监控。所述主控制板设置有若干内部接口，来对应连接所述若干数据处理板；所述主控制板还设置有管理控制器，其与所述若干内部接口及所述并行接口分别连接，控制数据信号在所述内部接口与并行接口之间的串并转换，并控制所述数据处理板与所述工控机之间数据信号的传输。所述主控制板中还包含分频器，及与分频器连接的有源晶振；所述分频器与所述管理控制器及若干所述内部接口分别连接，通过内部接口向对应连接的所述若干数据处理板提供所需要的工作频率。每块所述数据处理板设置有数据处理控制器，与所述数据处理控制器连接的缓存模块，以及与所述数据处理控制器和缓存模块分别连接的接口模块；所述接口模块与所述主控制板的内部接口相匹配且对应连接；在所述数据处理控制器的控制下，数据信号在所述数据处理板与所述主控制板之间传输，并在传输过程中通过所述缓存模块进行缓存处理。所述数据处理控制器还通过所述串行接口与所述安全计算机连接，并控制数据信号在所述数据处理板与所述安全计算机之间传输；所述串行接口包含光纤的接收接口和发送接口，以及双向的电缆接口。所述数据处理板中还设置有传输方式指示模块，其包含指示所述数据处理板的数据传输方向以及传输速度快慢的若干指示灯。与现有技术相比，本技术所述实时传输的数据接口装置，其优点在于本技术充分利用了串行通信与并行通信各自不同的传输优点通过数据处理板的串行接口与安全计算机连接，实现长距离、大数据量的高速列车运行数据的接收；在内部对运行数据进行串并转换后，通过主控制板的并行接口与工控机通信，传输速度快，可实时将运行数据上传至工控机。而且，在上述优选实施例中，还在串口设计了双通道冗余结构，即通过两块数据处理板对应连接安全计算机的第一、第二通道接收运行数据，并主控制板分别通过两个内部接口接收，该串口冗余的设计为数据上传的有效性提供保障。所述串口冗余的具体结构可根据系统需要设置，并不限于该优选实施例中二取二的结构。另外，配合数据处理板上各自设置的缓存模块对数据进行缓存处理，数据传输时不容易丢失，进一步保证了数据传输的安全性及可靠性。因此，本技术可应用在高速列车交通控制系统中，方便技术人员随时掌握列车的运行状态，实现实时在线的监视和监控。附图说明图1是本技术实时传输的数据接口装置的功能连接示意图；图2是本技术实时传输的数据接口装置的总体结构示意图；图3是本技术实时传输的数据接口装置中主控制板的结构示意图；图4是本技术实时传输的数据接口装置中数据处理板的结构示意图。具体实施方式以下结合附图说明本技术的具体实施方式。如图1所示，本技术所述实时传输的数据接口装置100，以串行方式满足其与安全计算机300的长距离通信，接收安全计算机300采集的大信息量的高速列车运行数据； 在该数据接口装置100内部对运行数据进行串并转换后，通过并行方式向工控机200进行实时、高速的数据传输。该工控机200对运行数据分析处理后，还可通过广域网或专用的无线通信网络将数据实时发送至远程监控设备。配合参见图1、图2所示，其中图2是本技术在二取二冗余设计下的一种实施例。作为所述安全计算机300与所述工控机200之间的通信媒介，所述数据接口装置100 包含主控制板10，其设置有并行接口 11与所述工控机200连接；还包含与所述主控制板10 上设置的两个内部接口 121、122对应连接的两块数据处理板20 ；所述两块数据处理板20， 还通过各自设置的串行接口 21，分别与所述安全计算机300的第一通道310、第二通道320 对应连接。配合参加图2、图3所示，所述主控制板10还设置有管理控制器13，其与上述两个内部接口 121、122及所述并行接口 11分别连接，在内部接口 121或122与并行接口 11之间进行数据的串并转换，并控制数据在工控机200与数据处理板20之间传输。该主控制板10中还包含与所述管理控制器13和两个所述内部接口 121、122分别连接的分频器14，其在一相连接的有源晶振15作用下，通过内部接口 121、122向对应连接的所述数据处理板20提供所需要的工作频率。配合参见图2、图4所示，每块所述数据处理板20，设置有一数据处理控制器22，以及与所述数据处理控制器22连接的缓存模块23。所述数据处理控制器22，可用CPLD (可编程逻辑器件)构成；所述缓存模块23是FIFO (先进先出)的缓存器。所述数据处理控制器22和缓存模块23与一接口模块25分别连接；所述数据处理板20通过该接口模块25，与所述主控制板10的内部接口 121或122对应连接进行数据信号的传输。所述数据处理板20中还设置有传输方式指示模块M，可以是用于指示数据处理板20的数据传输方向以及传输速度快慢的若干指示灯。所述数据处理控制器22还通过所述串行接口 21与所述安全计算机300连接。该串行接口 21包含光纤的接收接口 211和发送接口 212，以及双向的电缆接口 213。所述数据处理控制器22，具体控制所述串行接口 21接收由安全计算机300采集的高速列车运行数据，并控制该些运行数据在所述缓存模块23的暂存以及向所述主控制板 10的输出。或者，所述工控机200发送的操作指令，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种实时传输的数据接口装置，其特征在于，包含主控制板（１０），以及与所述主控制板（１０）分别连接的若干数据处理板（２０）；所述若干数据处理板（２０）通过各自设置的串行接口（２１），分别与安全计算机（３００）的若干传输通道（３１０、３２０）对应连接，来接收所述安全计算机（３００）采集的数据信号；所述主控制板（１０）通过其设置的并行接口（１１）与工控机（２００）连接，将所述数据接口装置串并转换后的所述数据信号，输出至所述工控机（２００）进行分析监控。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘洪亮，陈义军，张仿琪，杜磊，
申请(专利权)人：上海磁浮交通发展有限公司，上海磁浮交通工程技术研究中心，
类型：实用新型
国别省市：31