Локомотивное устройство регистрации параметров движения и работы микропроцессорных устройств на борту

Авторы патента:

Полезная модель относится к средствам автоматизации на железнодорожном транспорте, в частности, к устройствам регистрации параметров движения поездов и может быть использована для формирования данных о регистрации и считывания информации о работе бортовых микропроцессорных устройств.

Локомотивное устройство регистрации параметров движения и работы микропроцессорных устройств на борту содержит микроконтроллер, с подключенным к нему узлом индикации, внешний носитель информации и блок питания, при этом программное обеспечение микроконтроллера выполнено с возможностью регистрации на носитель информации синхронизированных по времени CAN-сообщений от локомотивного устройства безопасности и сигналов автоматической локомотивной сигнализации от локомотивных приемных катушек, к микроконтроллеру подключены два драйвера, порты которых предназначены для подключения к помехозащищенной дифференциальной линии связи, соединенной с локомотивным устройством безопасности, приемник, вход которого подключен к первому каналу индуктивной связи, и передатчик, ко второму входу которого подключен генератор несущей частоты, выход передатчика соединен со вторым каналом индуктивной связи.

Известно устройство для регистрации режимов работы локомотива, включающее датчики аналоговых сигналов, датчики дискретных сигналов, коммутатор измерительных сигналов, аналогово-цифровой преобразователь, блок управления и записи сигналов, накопитель измерительной информации (К.Р.Захаров и др. Применение ИИС К20 для исследования режимов работы тепловозов с записью информации на магнитной ленте. Труды института «Совершенствование тяговой передачи тепловозов и путевых машин», ВНИТИ, Коломна, 1982., с.95). Входные сигналы от аналоговых датчиков поступают через коммутатор на вход аналогово-цифрового преобразователя, с выхода аналогово-цифрового преобразователя сигнал, преобразованный в цифровой код, поступает на вход блока управления и записи сигналов и затем на накопитель измерительной информации. Сигналы от дискретных датчиков через коммутатор измерительных сигналов поступают непосредственно на устройство управления и записи сигналов. На табло аналогово-цифрового преобразователя высвечивается результат измерения одного из аналоговых каналов.

К недостаткам данного устройства относятся: ограниченные функциональные возможности и сложность последующей обработки результатов измерений, обусловленные отсутствием возможности предварительной обработки и анализа измерительной информации. Конструкция устройства не обеспечивает возможности постоянной эксплуатации его на борту локомотива.

Известно устройство регистрации сигналов и параметров кодов автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия (АЛСН), содержащее блок управления, приемные катушки аппаратуры АЛСН, к которым подключена локомотивная аппаратура дешифрирования кодовых сигналов АЛСН, усилитель, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), цифровой дешифратор кода АЛСН, блок сравнения, оперативное запоминающее устройство с функцией цифровой линии задержки сигнала, датчик угла поворота для регистрации пройденного локомотивом пути, блок задания режима, выполненный в виде клавиатуры, индикатор, энергонезависимую память устройства хранения кодовых сигналов, таймер и блок интерфейсов (RU 2317589, G07C 5/00, B61L 25/06, 20.02.08). Устройство осуществляет регистрацию кодовых сигналов АЛСН в рельсовых цепях в моменты сбоев локомотивной аппаратуры дешифрации кодовых сигналов АЛСН, что позволяет выявить причины сбоев в рельсовых цепях.

Однако известное устройство не позволяет регистрировать сигналы автоматической системы сигнализации, кодированные локомотивным устройством безопасности.

Наиболее близким, к заявляемой полезной модели является устройство регистрации сигналов автоматической локомотивной сигнализации и комплекс контроля сигналов автоматической системы сигнализации, выбранное в качестве прототипа (RU 118935, В61L 25/00, 28.12,11).

Устройство регистрации сигналов автоматической локомотивной сигнализации содержит микроконтроллер, блок аналого-цифрового преобразования, включенный между первым входом устройства, предназначенным для подключения устройства к выводам локомотивных катушек приема сигналов системы автоматической локомотивной сигнализации, и первым информационным входом микроконтроллера, соответствующими выходами подключенного к входам съемного носителя памяти, блок индикации и блок питания, при этом другие информационные входы микроконтроллера подключены через блок согласования ко второму входу устройства, предназначенному для подключения к CAN-шине локомотивного устройства безопасности, а программное обеспечение микроконтроллера выполнено с возможностью регистрации на носитель памяти синхронизированных по времени CAN-сообщений от локомотивного устройства безопасности и сигналов автоматической локомотивной сигнализации от локомотивных приемных катушек.

Однако данное устройство не обеспечивает в дальнейшем интеграции с другими бортовыми системами, не прибегая к модификации аппаратной части самого устройства регистрации.

Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей, за счет повышения информативности регистрируемых сигналов, за счет использования единого формата передачи данных, возможности обеспечения регистрацией в независимой области памяти, регистрации принятых команд и выдачи квитирующей информации в соответствии с форматом данных, сохранения регистрируемой информации при выключении питания, передачи накопленной информации без проводным способом.

Технический результат достигается тем, что в локомотивное устройство регистрации параметров движения и работы микропроцессорных устройств на борту, содержащее микроконтроллер, с подключенным к нему узлом индикации, внешний носитель информации и блок питания, при этом программное обеспечение микроконтроллера выполнено с возможностью регистрации на носитель информации синхронизированных по времени CAN-сообщений от локомотивного устройства безопасности и сигналов автоматической локомотивной сигнализации от локомотивных приемных катушек, согласно предложению, введены и подключены к микроконтроллеру два драйвера, порты которых предназначены для подключения к помехозащищенной дифференциальной линии связи, соединенной с локомотивным устройством безопасности, двухканальный приемник, вход которого подключен к первому каналу индуктивной связи, и передатчик, ко второму входу которого подключен генератор несущей частоты, выход передатчика соединен со вторым каналом индуктивной связи.

На чертеже приведена схема локомотивного устройства регистрации параметров движения и работы микропроцессорных устройств на борту.

Локомотивное устройство регистрации параметров движения и работы микропроцессорных устройств на бору содержит микроконтроллер 3, осуществляющий общее управление работой устройства и обеспечивающий обмен информацией между каналами связи и линией связи, блок питания, состоящий из узла 1 питания, формирующего стабильное напряжение для питания микроконтроллера и других цифровых элементов схемы, и трансформатора 2 питания, предназначенного для питания съемного носителя за счет генерации электромагнитного поля, к микроконтроллеру 3 подключены блок 13 индикации, индицирующий режимы работы устройства, два драйвера 8, 9, (CAN А и CAN В), обеспечивающие подключение к линии связи и согласование уровней передачи к микроконтроллеру 3, порты которых предназначены для подключения к помехозащищенной дифференциальной линии 11 связи, соединенной с локомотивным устройством 12 безопасности, приемник 4, вход которого подключен к первому каналу индуктивной связи, осуществляющий декодирование поступающей информации и передачу ее в микроконтроллер 3, и передатчик 6, в котором осуществляется модулирование, усиление и передача сигнала, генератор 10 несущей частоты, подключенный ко второму входу передатчика 6 формирует несущую частоту модулятора, выход передатчика соединен со вторым каналом 7 индуктивной связи, первый канал 5 и второй канал 7 индуктивной связи, предназначены для бесконтактной связи с внешним носителем памяти (на чертеже не показан), программное обеспечение микроконтроллера 3 выполнено с возможностью регистрации на носитель памяти синхронизированных по времени CAN-сообщений от локомотивного устройства 12 безопасности и сигналов автоматической локомотивной сигнализации от локомотивных приемных катушек (на чертеже не показаны).

Локомотивное устройство регистрации параметров движения и работы микропроцессорных устройств на борту работает следующим образом.

Устройство регистрации начинает работать сразу после включения питания и активизации устройства. Узел 1 питания формирует стабильное напряжение для питания микроконтроллера 3, драйверов 8 и 9 и переменное напряжение на трансформатор питания 2.

Локомотивное устройство безопасности 12, установленное на локомотиве, передает в линию 11 связи CAN системные сообщения, в соответствии с межмодульным интерфейсом, установленным на нем. Из линии 11 связи CAN системные сообщения поступают на драйвер 8 CAN А и драйвер 9 CAN В, в которых осуществляется согласование уровней и преобразование дифференциального сигнала в цифровой сигнал, который поступает на входы микроконтроллера 3. Микроконтроллер 3, в соответствии с загруженной в него программой, осуществляет обработку принятых цифровых сигналов и формирует выходные данные, которые поступают на двухканальный передатчик 6, в котором осуществляется модуляция сигнала на несущей частоте генератора 10, усиление и передача во второй канал 7 индуктивной связи, по которому данные для регистрации поступают на внешний носитель памяти.

Съем данных с внешнего носителя памяти осуществляют через первый канал 5 индуктивной связи. Данные поступают на вход приемника 4, где они детектируются и преобразовываются в цифровой вид. После чего их передают в микроконтроллер 3, который в соответствии с программой осуществляет обработку информации и формирование выходных данных, поступающих на драйвера 8 и 9 (CAN A, CAN В), обеспечивающие преобразование в дифференциальный сигнал, передаваемый по линии 11 связи CAN для дальнейшей обработки в локомотивное устройство 12 безопасности.

Узел 13 индикации содержит расположенные на лицевой панели устройства три светодиода (зеленый и два красных), включаемых по командам с микроконтроллера 3.

Локомотивное устройство регистрации параметров движения и работы микропроцессорных устройств на борту, содержащее микроконтроллер с подключенным к нему узлом индикации, внешний носитель памяти и блок питания, при этом программное обеспечение микроконтроллера выполнено с возможностью регистрации на носитель памяти синхронизированных по времени CAN-сообщений от локомотивного устройства безопасности и сигналов автоматической локомотивной сигнализации от локомотивных приемных катушек, отличающееся тем, что в него введены и подключены к микроконтроллеру два драйвера, порты которых предназначены для подключения к помехозащищенной дифференциальной линии связи, соединенной с локомотивным устройством безопасности, приемник, вход которого подключен к первому каналу индуктивной связи, и передатчик, ко второму входу которого подключен генератор несущей частоты, выход передатчика соединен со вторым каналом индуктивной связи.