MVB接口型机车用能耗记录仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于ＴＣＮ－ＭＶＢ网络系统的ＭＶＢ接口型机车用能耗记录仪。包括主控制器模块、ＭＶＢ协议控制模块、ＭＶＢ信号接口单元、数据显示控制单元和供电单元。ＭＶＢ信号从ＭＶＢ信号接口单元接收，经ＭＶＢ协议控制模块和主控制器模块的存储和转换后，发送给数据显示控制单元，完成能耗记录和显示的功能。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机车网络应用。
技术介绍
目前现有的用于机车能耗测量记录的方法是基于传统的控制方式，通过电 压、电流传感器接收设备的电压和电流值，然后将这些值通过硬线直接连接的 方式送到司机室内，并与仪表相连，从而显示或记录能耗情况。由于这种方法 需要将每个设备分别接入，设备越多所需的接线量越大，故搭建的测能系统复 杂，使系统构成成本增加，可靠性降低，操作、维护及检修工作也相对繁琐。 如今很多机车在控制上实现了网络化，而记录能耗需测量的电压电流信息也和 其他数据一样在网络上传输，如何使用一种设备从己搭建好的网络上直接得到 相关信息，从而避免传统的测量方式带来的问题，成为能耗测量的新方向。
技术实现思路
鉴于上述现有技术中所存在的问题，本技术所述的MVB接口型机车用 能耗记录仪正是基于铁路领域的网络系统一TCN标准网络总线的能耗记录设 备。它直接从网络上取出电压电流信息进行记录，从而抛弃了传统的基于传感 器的控制方式，解决了所需设备多、接线量越大、搭建的测能系统复杂、使系 统构成成本增加、可靠性降低、操作、维护及检修工作也相对繁琐等问题。本 技术所述的MVB接口型机车用能耗记录仪包括主控制器模块、MVB协议 控制模块、MVB信号接口单元、数据显示控制单元和供电单元。所述的MVB 信号接口单元通过ICA、 ICB、 OC、 SF弓l脚与MVB协议控制模块的I/0脚相 连。所述的MVB协议控制模块的地址线MVBA0-MVBA2、 MVBA12-MVBA15 与主控制器模块的P6 口相连，数据线MVBD0-MVBD7与主控制器模块的Pl 口相连，控制线MVB-ctll-MVB-ctl3与主控制器模块的P2 口相连，读写控制信 号/WE、 /RD和RSTN连接到主控制器模块的50、 91、 92号引脚。所述的数据 显示控制单元的D0-D7管脚与主控制器模块的P7 口数据线相连，数据显示控制 单元的液晶显示屏控制键盘与主控制器模块的P5 口相连。所述的供电单元部分4将+5V电压送入到MVB信号接口单元、数据显示控制单元的VCC供电引脚， 将+3.3V电压送入到主控制器模块的+3.3V供电引脚，+2.5V电压送入到MVB 协议控制模块供电引脚，其中，供电单元的参考地输出GND与所有GND引脚 相连。所述的MVB信号从MVB总线通过MVB信号接口争元输入到MVB协 议控制器模块，信3经处理后再送入主控制器模块，数据在主控制器模块内进 行解析、处理、存储，最后以8位并口数据的形式发送给数据显示控制单元并 在液晶显示屏控制键盘上进行显示。本技术所述的主控制器模块包括主控 制芯片C8051F040。所述的MVB信号接口单元包括隔离芯片HCPL0661、高速 485信号收发器MAX3088、接口保护芯片LCDA05。所述的MVB协议控制模 块包括XC2S50-5TQ1441 。所述的数据显示控制单元包括LCM12864ZK型液晶 显示屏和控制键盘。所述的供电单元部分包括+5V隔离芯片B0505T，电源转换 芯片AS1117M3-3.3，电源转换芯片MIC5207。本技术所述的MVB信号接 口单元包括两路MVB接收电路，其中MAX3088芯片的1、 3、 4引脚与隔离芯 片的6、 7号引脚相连，隔离芯片的2、 3号引脚与MVB协议控制模块相连，保 护芯片分别接到接口处的信号线上。本技术所述的MVB接口型机车用能耗记录仪及其控制方法，其控制过 程包括系统初始化和MVB端口初始化的步骤，其特征在于还包括下述步骤 ,A、 MVB应用配置；B、 读取电压、电流信息； ，C、 计算能耗；D、 显示存储信息；E、 判断有、无按键信息，并在下述步骤中进行选择F、 无按键信息，返回系统初始化；G、 有按键信息，进行键盘处理，并返回系统初始化。 TCN技术是一种符合IEC61375-1《Train Communication Network》技术的主流铁路专用网络，是一种专门为铁路等工业现场设计的网络，目前已成为一 种在国内外大量使用的高可靠性的列车通信网络之一。MVB是TCN网络的一种构成，即多功能车辆总线(MVB)，这是一种主要 用于对有互操作性和互换性耍求的互连设备之间的串行数据通信总线。车辆内部的数据通信总线(MVB)为TCN的推荐方案。它具有如下特点參是一种串行数据通信总线，主要用于固定编组的车辆内部通信參传输速率固定为1.5Mbit/s*在不加任何中继器的情况下，最长传输距离决定其物理介质 *采用差分曼彻斯特编码方式 參介质分配采用主从方式 *采用双线物理冗余方式*过程数据传输基本周期最快为lms * 8位或双8为CRC校验算法本技术所述的MVB接口型机车用能耗记录仪正是基于TCN标准网络 总线而使用的。这种能耗记录仪摆脱了传统的传感器模式，只要将设备接入TCN 标准网络中通过接收其它节点设备发送的电压、电流及机车工况就可完成测能 工作，安装方便，操作简单，使用可靠，是在列车控制网络化的大环境下应运 而生的新产品。本技术的目的是提供一种基于TCN-MVB网络系统的MVB接口型机车 用能耗记录仪。当MVB网络应用于机车上时，几乎所有数据都是通过网络进行 传输，在这个过程中机车运行的电压电流等信息也由网络系统的主控制器发送 到MVB网上(此过程由网络自主完成)，设备则直接从网上读取电压电流信息 进行记录。整个系统包括硬件和软件两部分。硬件的作用主要是为各模块电路提供物理连接，接收或截留MVB总线中的 电压、电流信号并负责信号物理传输过程，同时为设备提供工作电源。软件的作用是根据现场应用要求，将送入主控制器模块中的数据进行处理 转换。同时处理人机接口的键盘扫描工作附图说明本技术共有八张附图，其中图1系统结构框图2硬件实现方案；图3软件控制流程图4为主控模块C8051F040芯片电路图；图5为MVB协议控制模块电路图； 图6为MVB信号采集模块电路图； 图7为数据显示控制单元电路图； 图8为供电单元电路图。图中1、 MVB信号接口单元2、 MVB协议控制模块3、主控制器模块 4、数据显示控制单元5、供电单元。具体实施方式本技术的具体实施例如附图1系统结构框图所示，MVB接口型机车用 能耗记录仪的硬件组成包括主控制器模块3、 MVB协议控制模块2、 MVB信号 接口爭-元l、数据显示控制单元4和供电单元5。硬件实现方案如图2所示，系 统包括两路MVB信兮接口单元1，可保证MVB信号传输的可靠与稳定。每路 MVB信号接口单元1通过MAX3088的6、 7引脚将来自MVB网络的差分信号 采集进来，转换成MVB协议控制模块2可识别的曼彻斯特编码信号后，通过光 耦合器连接到MVB协议控制模块2。 MVB协议控制模块2与主控制器模块3 通过互连的数据线、地址线及控制线进行数据的交换，主控制器模块3将转换 后的数据通过P7 口传输到数据显示控制单元4的D0-D7数据引脚内。与二者相 连的Sl-S5键控制显示单元的/RST、 PSB、 SCLK、 R/W和CS信号并可通过TO 旋钮控制显示屏的明亮度。图4—8是各组成部分的电路图。MVB信号接口单元1中的MVB总线保护电路选用TVS阵列器件LCDA05， 每个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＭＶＢ接口型机车用能耗记录仪，所述的能耗记录仪包括主控制器模块（３）、ＭＶＢ协议控制模块（２）、ＭＶＢ信号接口单元（１）、数据显示控制单元（４）和供电单元（５）；其特征在于ＭＶＢ信号接口单元（１）通过ＩＣＡ、ＩＣＢ、ＯＣ、ＳＦ引脚与ＭＶＢ协议控制模块（２）的Ｉ／Ｏ脚相连；所述的ＭＶＢ协议控制模块（２）的地址线ＭＶＢＡ０－ＭＶＢＡ２、ＭＶＢＡ１２－ＭＶＢＡ１５与主控制器模块（３）的Ｐ６口相连，数据线ＭＶＢＤ０－ＭＶＢＤ７与主控制器模块（３）的Ｐ１口相连，控制线ＭＶＢ－ｃｔｌ１－ＭＶＢ－ｃｔｌ３与主控制器模块（３）的Ｐ２口相连，读写控制信号／ＷＥ、／ＲＤ和ＲＳＴＮ连接到主控制器模块（３）的５０、９１、９２号引脚；所述的数据显示控制单元（４）的Ｄ０－Ｄ７管脚与主控制器模块（３）的Ｐ７口数据线相连，数据显示控制单元（４）的液晶显示屏控制键盘与主控制器模块（３）的Ｐ５口相连；所述的供电单元（５）部分将＋５Ｖ电压送入到ＭＶＢ信号接口单元（１）、数据显示控制单元（４）的ＶＣＣ供电引脚，将＋３．３Ｖ电压送入到主控制器模块（３）的＋３．３Ｖ供电引脚，＋２．５Ｖ电压送入到ＭＶＢ协议控制模块（２）供电引脚，其中，供电单元（５）的参考地输出ＧＮＤ与所有ＧＮＤ引脚相连；所述的ＭＶＢ信号从ＭＶＢ总线通过ＭＶＢ信号接口单元（１）输入到ＭＶＢ协议控制器模块（２），信号经处理后再送入主控制器模块（３），数据在主控制器模块（３）内进行解析、处理、存储，最后以８位并口数据的形式发送给数据显示控制单元（４）并在液晶显示屏控制键盘上进行显示。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董笑辰，马晨普，田雅华，
申请(专利权)人：中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心，
类型：实用新型
国别省市：91[中国|大连]