專利名稱：車輛工況復(fù)合傳感器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域，涉及一種傳感器裝置，尤其是面向城市軌道交通列車的一 種傳感器裝置。
背景技術(shù)：
在整個軌道交通系統(tǒng)中，車輛是一個重要而關(guān)鍵的組成部分，承擔(dān)著運送大量旅 客的重要任務(wù)，它的運行狀況、安全狀況直接影響整條軌道線路的運行和安全情況，對列車 工況數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測是提高運營服務(wù)質(zhì)量的要求。因此，設(shè)計一種系統(tǒng)可以實時監(jiān)測列車 運用狀況及時反饋信息對于軌道交通來說是十分重要且必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種車輛工況復(fù)合傳感器裝置，該裝置能匯集車輛機(jī)電設(shè) 備運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，并對其中的故障信息進(jìn)行提取分類、存儲轉(zhuǎn)發(fā)，傳輸給地面監(jiān)測中心，以方便 進(jìn)行故障診斷。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明所采用的解決方案是一種車輛工況復(fù)合傳感器裝置，其包括傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù) 據(jù)處理單元，各單元之間通過CAN/RS-232/RS-485接口互相連接通信。所述的傳感器采集車輛工況數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送 到數(shù)據(jù)存儲模塊存儲及數(shù)據(jù)處理單元處理，處理后的數(shù)據(jù)傳送至外部進(jìn)行故障處理。所述的傳感器為不同類型的傳感器構(gòu)成異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)。所述的數(shù)據(jù)采集單元還可以從車輛控制器中采集車輛工況數(shù)據(jù)。所述的數(shù)據(jù)采集模塊包括接口動態(tài)分配管理模塊，RS-232/485串行接口模塊， 10/100M以太網(wǎng)接口模塊，CAN現(xiàn)場總線接口模塊，可實現(xiàn)與列車異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)的無縫對 接。所述的數(shù)據(jù)采集模塊采集列車工況數(shù)據(jù)，且進(jìn)行信號特征提取，其傳感信號輸出 分別連接到與之相對應(yīng)的工況數(shù)據(jù)處理單元中的信號處理通路或接口電路的輸入端，信號 處理通路或接口電路的輸出端分別與數(shù)據(jù)存儲單元及嵌入式故障信息提取模塊相連。所述的數(shù)據(jù)存儲模塊與數(shù)據(jù)處理單元之間為雙向通信。所述的數(shù)據(jù)處理單元包括嵌入式故障信息提取模塊和故障發(fā)送模塊，故障信息提 取模塊對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時分析處理，提取故障數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)同構(gòu)編碼，故障發(fā)送模 塊將提取的故障信息打包發(fā)送至數(shù)據(jù)存儲單元及外部。所述的外部的發(fā)送模塊輸出接口對象有兩個列車司機(jī)控制面板(TOD)和車載適 配器。本發(fā)明復(fù)合多種適應(yīng)列車傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集接口，適合列車工況數(shù)據(jù)的采集
需要；將多種列車工況數(shù)據(jù)進(jìn)行同構(gòu)處理，并實現(xiàn)在線的海量數(shù)據(jù)存儲功能；
對工況數(shù)據(jù)進(jìn)行實時智能識別，將故障數(shù)據(jù)提取出來并通過無線信道進(jìn)行列車到地面的信息無線傳輸，由于采用了上述方案，本發(fā)明具有以下特點本發(fā)明的傳感器裝置可以實時檢測 列車運行狀況，同時采集、存儲、發(fā)送列車工況數(shù)據(jù)，實現(xiàn)方便、快捷的故障診斷。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明中的硬件框圖。圖3是本發(fā)明中的軟件框圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖所示實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。車輛工況復(fù)合傳感器裝置具有數(shù)據(jù)采集能力，可實現(xiàn)對底層傳感器的數(shù)據(jù)采集， 即可以從列車現(xiàn)有的控制器中采集，也預(yù)留了從傳感器直接采集的能力。車輛工況復(fù)合傳感器裝置具有故障數(shù)據(jù)提取能力，可將采集上來的工況數(shù)據(jù)做實 時分析處理，提取故障數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)同構(gòu)編碼。車輛工況復(fù)合傳感器裝置具有數(shù)據(jù)存儲能力，為了處理車輛設(shè)備監(jiān)測的大量數(shù) 據(jù)，必須采用可靠的數(shù)據(jù)存儲策略，使復(fù)合傳感器采集的數(shù)據(jù)合理安全的保存。同時，為應(yīng) 對車地通信故障導(dǎo)致的列車在線監(jiān)測功能失效，復(fù)合傳感器需具備數(shù)據(jù)存儲功能，以備離 線維護(hù)使用。車輛工況復(fù)合傳感器裝置具有數(shù)據(jù)發(fā)送能力，輸出接口對象有兩個列車司機(jī)控 制面板(TOD)和車載適配器。司機(jī)根據(jù)復(fù)合傳感器的故障評級結(jié)果，針對故障采取相應(yīng)的 措施；車載通信適配器轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸給地面監(jiān)測中心。根據(jù)上述能力，車輛工況復(fù)合傳感器裝置包括硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)；所述硬件結(jié) 構(gòu)包括數(shù)據(jù)采集模塊、嵌入式故障信息提取模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和故障發(fā)送模塊，多種傳感 器構(gòu)成的異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)采集、信號處理的任務(wù)，列車異構(gòu) 傳感器網(wǎng)絡(luò)(是指多種不同類型的傳感器分別采集車況數(shù)據(jù)，構(gòu)成傳感器網(wǎng)絡(luò))通過CAN/ RS-232/RS-485接口和數(shù)據(jù)采集模塊連接供其采集工況數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集模塊完成列車工況 數(shù)據(jù)的采集與CAN總線/RS-232通訊；嵌入式故障信息提取模塊分別和數(shù)據(jù)采集模塊、列車 故障預(yù)處理器(外部設(shè)備)連接，主要完成采集信號的處理、故障數(shù)據(jù)的提取工作；所述軟 件結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計，具有預(yù)處理、歷史數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，網(wǎng)絡(luò)知識庫進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)推理，故障 解釋功能，主要包括監(jiān)測數(shù)據(jù)庫、監(jiān)測報警模塊、故障提取模塊、CAN通訊模塊及網(wǎng)絡(luò)通訊模 塊通過數(shù)據(jù)庫管理模塊與故障提取模塊通訊。數(shù)據(jù)采集模塊中對應(yīng)傳感輸出信號相匹配的、并能按不同技術(shù)指標(biāo)完成相應(yīng)信號 處理和數(shù)據(jù)采集的信號處理通路或接口電路，數(shù)據(jù)存儲組件的讀/寫控制和數(shù)據(jù)線對應(yīng)地 與數(shù)據(jù)處理單元的微處理器PC104的控制端口和數(shù)據(jù)端口線相連，數(shù)據(jù)采集模塊中的傳感 信號輸出分別連接到與之相對應(yīng)的數(shù)據(jù)處理單元中的信號處理通路或接口電路的輸入端， 信號處理通路或接口電路的輸出端分別與數(shù)據(jù)存儲單元及故障預(yù)處理單元相連，數(shù)據(jù)處理 單元中的微處理器的其它數(shù)據(jù)輸入/輸出端口或數(shù)據(jù)線分別與輸入/輸出單元的相應(yīng)信號或數(shù)據(jù)線相連，供電電源單元的相應(yīng)輸出線與各單元的電源線相連接。
上述的對實施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā) 明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實例做出各種修改，并把在此說明的一 般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實施例， 本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對于本發(fā)明做出 的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù) 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種車輛工況復(fù)合傳感器裝置，其特征在于其包括傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)處理單元，各單元之間通過CAN/RS-232/RS-485接口互相連接通信。
2.如權(quán)利要求1所述車輛工況復(fù)合傳感器裝置，其特征在于所述的傳感器采集車輛 工況數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)存儲模塊存儲及數(shù)據(jù)處理 單元處理，處理后的數(shù)據(jù)傳送至外部進(jìn)行故障處理。
3.如權(quán)利要求2所述車輛工況復(fù)合傳感器裝置，其特征在于所述的傳感器為不同類 型的傳感器構(gòu)成異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)。
4.如權(quán)利要求2所述車輛工況復(fù)合傳感器裝置，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集單元還 從車輛控制器中采集車輛工況數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求2所述車輛工況復(fù)合傳感器裝置，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集模塊包 括接口動態(tài)分配管理模塊，RS-232/485串行接口模塊，10/100M以太網(wǎng)接口模塊，CAN現(xiàn)場 總線接口模塊，實現(xiàn)與列車異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)的無縫對接。
6.如權(quán)利要求2所述車輛工況復(fù)合傳感器裝置，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集模塊采 集列車工況數(shù)據(jù)，且進(jìn)行信號特征提取，其傳感信號輸出分別連接到與之相對應(yīng)的工況數(shù) 據(jù)處理單元中的信號處理通路或接口電路的輸入端，信號處理通路或接口電路的輸出端分 別與數(shù)據(jù)存儲單元及嵌入式故障信息提取模塊相連。
7.如權(quán)利要求2所述車輛工況復(fù)合傳感器裝置，其特征在于所述的數(shù)據(jù)存儲模塊與 數(shù)據(jù)處理單元之間為雙向通信。
8.如權(quán)利要求2所述車輛工況復(fù)合傳感器裝置，其特征在于所述的數(shù)據(jù)處理單元包 括嵌入式故障信息提取模塊和故障發(fā)送模塊，故障信息提取模塊對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時分 析處理，提取故障數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)同構(gòu)編碼，故障發(fā)送模塊將提取的故障信息打包發(fā)送至 數(shù)據(jù)存儲單元及外部。
9.如權(quán)利要求2或8所述車輛工況復(fù)合傳感器裝置，其特征在于所述的外部的發(fā)送 模塊輸出接口對象有兩個列車司機(jī)控制面板和車載適配器。
全文摘要
本發(fā)明一種車輛工況復(fù)合傳感器裝置，其包括傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)處理單元，各單元之間通過CAN/RS-232/RS-485接口互相連接通信，傳感器采集車輛工況數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)存儲模塊存儲及數(shù)據(jù)處理單元處理，處理后的數(shù)據(jù)傳送至外部傳輸給地面監(jiān)測中心，以方便進(jìn)行故障診斷，可以對列車駕駛提供故障處理的決策依據(jù)。車輛工況復(fù)合傳感器在整個車況監(jiān)測系統(tǒng)中起著信息源和預(yù)處理的重要作用，為提高軌道交通運營安全提供保障。
文檔編號G05B23/02GK101807078SQ200910046239
公開日2010年8月18日 申請日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月17日
發(fā)明者萬國春, 劉循, 曾小清, 歐冬秀, 沈拓, 牛振宇, 白濤, 羅艷芬, 董德存, 趙時旻 申請人:同濟(jì)大學(xué)