專利名稱：Wtb數(shù)據(jù)記錄儀及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于機(jī)車的網(wǎng)絡(luò)控制裝置，特別是一種絞線式列車總線(Wire Train Bus，簡(jiǎn)稱WTB)數(shù)據(jù)記錄儀及其工作方法。
背景技術(shù)：
WTB技術(shù)主要用于機(jī)車的通信，可實(shí)現(xiàn)過(guò)程數(shù)據(jù)和消息數(shù)據(jù)的傳輸，其最大特點(diǎn)就是具有機(jī)車初運(yùn)行功能，即當(dāng)機(jī)車車輛的配置發(fā)生變化后，能夠自動(dòng)地對(duì)車輛進(jìn)行編址，構(gòu)成新的機(jī)車拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而不需要人為的參與。WTB網(wǎng)絡(luò)基于WTB技術(shù)組網(wǎng)，是一種專門(mén)為機(jī)車車輛總線設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)，目前已成為一種在國(guó)外和國(guó)內(nèi)大量使用的高可靠性現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)，是IEC61375-1標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)重要組成部分，但由于WTB網(wǎng)絡(luò)專業(yè)性強(qiáng)，對(duì)外接口還不是特別方便。WTB數(shù)據(jù)記錄儀是目前機(jī)車車輛上逐漸廣泛應(yīng)用的一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，一般放置在司機(jī)室內(nèi)，方便維護(hù)人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行下載和分析。當(dāng)車輛回庫(kù)后，維護(hù)人員可以下載存儲(chǔ)在WTB數(shù)據(jù)記錄儀上的故障以及車輛運(yùn)行的文件，并借助相關(guān)的上位機(jī)分析軟件進(jìn)行對(duì)整車的運(yùn)行情況進(jìn)行相關(guān)的判斷和分析。由于機(jī)車車輛的特殊應(yīng)用性，很多的WTB數(shù)據(jù)記錄儀的核心技術(shù)被國(guó)外壟斷，國(guó)內(nèi)還處于空白，這使得國(guó)外的WTB數(shù)據(jù)記錄儀價(jià)格十分昂貴。此外，國(guó)外的WTB數(shù)據(jù)記錄儀結(jié)構(gòu)和功能上，不能很好地滿足國(guó)內(nèi)用戶的需求，其實(shí)用性較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種WTB數(shù)據(jù)記錄儀，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中WTB數(shù)據(jù)記錄儀成本高、實(shí)用性低的技術(shù)缺陷，從而達(dá)到降低成本、提高實(shí)用性的技術(shù)效果。本發(fā)明提供一種WTB數(shù)據(jù)記錄儀，包括MCU、WTB協(xié)議控制器、WTB編解碼器和WTB驅(qū)動(dòng)器，通過(guò)內(nèi)部總線順次雙向連接，且所述WTB驅(qū)動(dòng)器和外部WTB總線雙向連接；PC104總線接口模塊、PC104CPU板卡和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置；所述PC104總線接口模塊的一端通過(guò)所述內(nèi)部總線與所述MCU雙向連接、且另一端通過(guò)所述內(nèi)部總線與所述PC104CPU 板卡的一端雙向連接；所述PC104CPU板卡的另一端與所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置連接。所述WTB驅(qū)動(dòng)器負(fù)責(zé)將所述WTB總線輸入的第一 WTB總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第一曼徹斯特信號(hào)、并輸出到所述WTB編解碼器，以及將所述WTB編解碼器輸出的第二曼徹斯特信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二 WTB總線數(shù)據(jù)、并經(jīng)所述WTB總線輸出；所述WTB編解碼器負(fù)責(zé)將所述第一曼徹斯特信號(hào)解碼為第一 HDLC數(shù)字信號(hào)、并輸出到所述WTB協(xié)議控制器，以及將所述WTB協(xié)議控制器輸出的第二 HDLC數(shù)字信號(hào)編碼為所述第二曼徹斯特信號(hào)；所述MCU負(fù)責(zé)所述WTB協(xié)議控制器的時(shí)序控制，以及處理所述WTB協(xié)議控制器和所述PC104總線接口模塊輸入的數(shù)據(jù)；
所述WTB協(xié)議控制器負(fù)責(zé)將所述第一 HDLC數(shù)字信號(hào)解析為MCU可處理的數(shù)據(jù)、并產(chǎn)生中斷信號(hào)，以及依據(jù)MCU待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)生成第二 HDLC數(shù)字信號(hào)，并輸出到所述WTB編解碼器；所述PC104總線接口模塊負(fù)責(zé)將所述MCU輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第一 PC104總線通訊信號(hào)、并輸出到所述PC104CPU板卡，以及將所述PC104CPU板卡輸出的第二 PC104總線通訊信號(hào)轉(zhuǎn)換成MCU可處理的數(shù)據(jù)、并輸出到所述MCU ；所述PC104CPU板卡負(fù)責(zé)處理所述第一 PC104總線通訊信號(hào)、并將處理結(jié)果存儲(chǔ)到所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，以及依據(jù)所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)生成所述第二 PC104總線通訊信號(hào)、并向所述PC104總線接口模塊輸出。上述WTB數(shù)據(jù)記錄儀還可包括冗余WTB編解碼器和冗余WTB驅(qū)動(dòng)器；所述冗余 WTB編解碼的一端通過(guò)所述內(nèi)部總線和所述WTB協(xié)議控制器雙向連接，另一端通過(guò)所述內(nèi)部總線和所述冗余WTB驅(qū)動(dòng)器的一端雙向連接；所述冗余WTB驅(qū)動(dòng)器的另一端和外部WTB 冗余總線雙向連接。所述冗余WTB驅(qū)動(dòng)器負(fù)責(zé)將經(jīng)所述冗余WTB總線輸入的第三WTB總線數(shù)據(jù)解調(diào)為第三曼徹斯特信號(hào)、并輸出到所述冗余WTB編解碼器，以及將所述冗余WTB編解碼器輸出的所述第二曼徹斯特信號(hào)，轉(zhuǎn)換為所述第二 WTB總線數(shù)據(jù)，并經(jīng)所述冗余WTB總線輸出；所述冗余WTB編解碼器負(fù)責(zé)將所述第三曼徹斯特信號(hào)解碼為第三HDLC數(shù)字信號(hào)、 并輸出到所述WTB協(xié)議控制器，以及將所述WTB協(xié)議控制器輸出的所述第二 HDLC數(shù)字信號(hào)編碼為所述第二曼徹斯特信號(hào)；所述WTB協(xié)議控制器還負(fù)責(zé)將所述第三HDLC數(shù)字信號(hào)解析為MCU可處理的數(shù)據(jù)， 并產(chǎn)生中斷信號(hào)；以及將所述第二 HDLC數(shù)字信號(hào)輸出到所述冗余WTB編解碼器。可選的，所述MCU具體為Z8S180處理器，所述PC104CPU板卡具體為X86-CPU卡。本發(fā)明還提供了一種WTB數(shù)據(jù)記錄儀的工作方法，包括WTB驅(qū)動(dòng)器將經(jīng)WTB總線輸入的第一 WTB總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第一曼徹斯特信號(hào)、并輸出到WTB編解碼器；所述WTB編解碼器將所述第一曼徹斯特信號(hào)解碼為第一 HDLC數(shù)字信號(hào)、并輸出到WTB協(xié)議控制器；所述WTB協(xié)議控制器將所述第一 HDLC數(shù)字信號(hào)解析為MCU 可處理的數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生中斷信號(hào)；所述MCU接收所述中斷信號(hào)，對(duì)所述可處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將處理后的數(shù)據(jù)輸出到PC104總線接口模塊；所述PC104總線接口模塊依據(jù)所述MCU輸出的數(shù)據(jù)生成第一 PC104總線通訊信號(hào)，并輸出到PC104CPU板卡；所述PC104CPU板卡對(duì)所述第一 PC104總線通訊信號(hào)進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置；所述PC104CPU板卡依據(jù)所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)生成第二 PC104總線通訊信號(hào)，并向所述PC104總線接口模塊輸出；所述PC104總線接口模塊將所述第二 PC104 總線通訊信號(hào)轉(zhuǎn)換為MCU可處理的信號(hào)，并輸入到所述MCU ；所述MCU對(duì)所述PC104總線接口模塊輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；所述WTB協(xié)議控制器依據(jù)所述待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)生成第二 HDLC數(shù)字信號(hào)，并發(fā)送給所述WTB編解碼器；所述WTB編解碼器將所述第二 HDLC數(shù)字信號(hào)編碼為第二曼徹斯特信號(hào)，并輸出到所述WTB驅(qū)動(dòng)器；所述WTB驅(qū)動(dòng)器將所述第二曼徹斯特信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二 WTB總線數(shù)據(jù)，并經(jīng)所述WTB總線輸出?？蛇x的，上述工作方法還可包括所述WTB協(xié)議控制器將所述第二 HDLC數(shù)字信號(hào)輸出到冗余WTB編解碼器；所述冗余WTB編解碼器將所述第二 HDLC數(shù)字信號(hào)編碼為第二曼徹斯特信號(hào)，并輸出到冗余WTB驅(qū)動(dòng)器；所述冗余WTB驅(qū)動(dòng)器將所述第二曼徹斯特信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二 WTB總線數(shù)據(jù)，并經(jīng)冗余WTB總線輸出；所述冗余WTB驅(qū)動(dòng)器將經(jīng)所述WTB冗余總線輸入的第三WTB總線數(shù)據(jù)其轉(zhuǎn)換為第三曼徹斯特信號(hào)，并輸出到冗余WTB編解碼器；所述冗余WTB編解碼器將所述第三曼徹斯特信號(hào)轉(zhuǎn)換為第三HDLC數(shù)字信號(hào)，并輸出到所述WTB協(xié)議控制器；所述WTB協(xié)議控制器將所述第三HDLC數(shù)字信號(hào)解析為MCU可處理的數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生中斷信號(hào)。所述待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可包括過(guò)程數(shù)據(jù)、消息數(shù)據(jù)和/或監(jiān)視數(shù)據(jù)。本發(fā)明將機(jī)車車輛領(lǐng)域?qū)Ｓ玫腤TB總線機(jī)制和有著廣泛應(yīng)用基礎(chǔ)的PC104CPU板卡，特別是X86-CPU卡以及相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置相結(jié)合，創(chuàng)造出了一種新型的基于WTB接口的數(shù)據(jù)記錄儀。本發(fā)明提供的WTB數(shù)據(jù)記錄儀具有可靠性、靈活性、通用性、成本低等優(yōu)點(diǎn)。 此外，本發(fā)明所需要實(shí)現(xiàn)的功能成為機(jī)車系統(tǒng)的一個(gè)部分，使對(duì)機(jī)車領(lǐng)域不熟悉或不具備 WTB總線研發(fā)能力的廠商，能將自己的產(chǎn)品快速的推向鐵路市場(chǎng)，所以本發(fā)明非常適合在機(jī)車車輛的應(yīng)用領(lǐng)域中廣泛推廣。


圖1為本發(fā)明提供的WTB數(shù)據(jù)記錄儀的結(jié)構(gòu)示意圖一；圖2為本發(fā)明提供的WTB記錄儀的結(jié)構(gòu)示意圖二 ；圖3為本發(fā)明提供的WTB數(shù)據(jù)記錄儀工作方法流程圖一；圖4為本發(fā)明提供的WTB數(shù)據(jù)記錄儀工作方法流程圖二。附圖標(biāo)記I-MCU ；2-WTB 協(xié)議控制器；4-WTB驅(qū)動(dòng)器；5-PC104總線接口模塊；7-數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置； 11-Z8S180處理器；8-冗余WTB編解碼器；9-冗余WTB驅(qū)動(dòng)器。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例一圖1為本發(fā)明提供的WTB數(shù)據(jù)記錄儀的結(jié)構(gòu)示意圖一。如圖1所示的WTB數(shù)據(jù)記錄儀包括MCU(多點(diǎn)控制單元，Micro Controller Unit) 1、WTB協(xié)議控制器2、WTB編解碼器3、WTB驅(qū)動(dòng)器4、PC104總線接口模塊5、PC104CPU板卡6和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置7。MCUUffTB協(xié)議控制器2、WTB編解碼器3和WTB驅(qū)動(dòng)器4，通過(guò)內(nèi)部總線順次雙向連接，即MCU1通過(guò)內(nèi)部總線與WTB協(xié)議控制器2雙向連接，WTB協(xié)議控制器2通過(guò)內(nèi)部總線與WTB編解碼器3雙向連接，WTB編解碼器3通過(guò)內(nèi)部總線與WTB驅(qū)動(dòng)器4雙向連接。 WTB驅(qū)動(dòng)器4還與外部WTB總線雙向連接。此外，PC104總線接口模塊5是PC104總線的對(duì)外接口電路，其一端通過(guò)內(nèi)部總線與MCUl雙向連接、且另一端通過(guò)內(nèi)部總線與PC104CPU板
3-WTB編解碼器； 6-PC104CPU 板卡； 61-X86-CPU 卡；卡6的一端，如PC104CPU板卡的PC104總線雙向連接；PC104CPU板卡6的另一端與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置7連接。WTB驅(qū)動(dòng)器4負(fù)責(zé)將WTB總線輸入的總線數(shù)據(jù)(不妨稱之為第一 WTB總線數(shù)據(jù)) 轉(zhuǎn)換為曼徹斯特信號(hào)(不妨稱之為第一曼徹斯特信號(hào))、并輸出到WTB編解碼器3，以及將 WTB編解碼器3輸出的曼徹斯特信號(hào)(不妨稱之為第二曼徹斯特信號(hào))轉(zhuǎn)換為WTB總線數(shù)據(jù)(不妨稱之為第二 WTB總線數(shù)據(jù))并經(jīng)WTB總線輸出。WTB編解碼器3負(fù)責(zé)將WTB驅(qū)動(dòng)器4輸出的第一曼徹斯特信號(hào)，解碼為HDLC數(shù)字信號(hào)(不妨稱為第一 HDLC數(shù)字信號(hào))、并輸出到WTB協(xié)議控制器2，以及將WTB協(xié)議控制器2輸出的HDLC數(shù)字信號(hào)(不妨稱為第二 HDLC數(shù)字信號(hào))編碼為第二曼徹斯特信號(hào)。MCUl進(jìn)行中央控制，如負(fù)責(zé)WTB協(xié)議控制器2的時(shí)序控制，以及處理WTB協(xié)議控制器2和PC104總線接口模塊5輸入的數(shù)據(jù)。MCUl還可負(fù)責(zé)電壓監(jiān)視、軟件狗和工作電源的控制等。WTB協(xié)議控制器2負(fù)責(zé)將第一 HDLC數(shù)字信號(hào)解析為MCUl可處理的數(shù)據(jù)、并產(chǎn)生中斷信號(hào)，以及依據(jù)MCUl待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)生成第二 HDLC數(shù)字信號(hào)，并輸出到WTB編解碼器3。PC104總線接口模塊5負(fù)責(zé)將MCUl輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為符合PC104總線通訊的信號(hào) (不妨稱為第一 PC104總線通訊信號(hào))、并輸出到PC104CPU板卡6，以及將PC104CPU板卡 6輸出的符合PC104總線通訊的信號(hào)(不妨稱為第二 PC104總線通訊信號(hào))轉(zhuǎn)換成MCU可處理的數(shù)據(jù)、并輸出到MCU1。PC104CPU板卡6負(fù)責(zé)處理所述第一 PC104總線通訊信號(hào)、并將處理結(jié)果存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置7，以及依據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置7中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)生成所述第二 PC104總線通訊信號(hào)、 并向PC104總線接口模塊5輸出。實(shí)施例二圖2為本發(fā)明提供的WTB記錄儀的結(jié)構(gòu)示意圖二。如圖2所示，本實(shí)施例與圖1 對(duì)應(yīng)實(shí)施例的區(qū)別在包括提高數(shù)據(jù)處理速度，MCU可為高速單片機(jī)，優(yōu)選為Z8S180處理器11。為了滿足用戶的不同需求，PC104CPU板卡可選用擴(kuò)展性能較好的基于X86系列的PC104CPU板卡，即 X86-CPU 卡 61 ；為了提高設(shè)備的擴(kuò)展性能，滿足用戶的不同需求，本實(shí)施例便攜式WTB數(shù)據(jù)分析卡進(jìn)行了冗余布置，即還可包括冗余WTB編解碼器8和冗余WTB驅(qū)動(dòng)器9 ；冗余WTB編解碼器8的一端通過(guò)內(nèi)部總線和WTB協(xié)議控制器2雙向連接，另一端通過(guò)內(nèi)部總線和冗余WTB 驅(qū)動(dòng)器9的一端雙向連接；冗余WTB驅(qū)動(dòng)器9的另一端和外部WTB冗余總線雙向連接。冗余WTB驅(qū)動(dòng)器9負(fù)責(zé)將經(jīng)冗余WTB總線輸入的WTB總線數(shù)據(jù)(不妨稱為第三 WTB總線數(shù)據(jù))解調(diào)為曼徹斯特信號(hào)(不妨稱為第三曼徹斯特信號(hào))、并輸出到冗余WTB 編解碼器8，以及將冗余WTB編解碼器8輸出的第二曼徹斯特信號(hào)，轉(zhuǎn)換為第二 WTB總線數(shù)據(jù)，并經(jīng)冗余WTB總線輸出。冗余WTB編解碼器8負(fù)責(zé)將第三曼徹斯特信號(hào)解碼為HDLC數(shù)字信號(hào)(不妨稱為 第三HDLC數(shù)字信號(hào))、并輸出到WTB協(xié)議控制器2，以及將WTB協(xié)議控制器2輸出的第二 HDLC數(shù)字信號(hào)編碼為第二曼徹斯特信號(hào)。相應(yīng)的，WTB協(xié)議控制器2還負(fù)責(zé)將第三HDLC數(shù)字信號(hào)解析為MCU可處理的數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生中斷信號(hào)；以及將第二 HDLC數(shù)字信號(hào)輸出到冗余WTB編解碼器。上述技術(shù)方案中，冗余WTB編解碼器8和冗余WTB驅(qū)動(dòng)器9，可分別采用與WTB編解碼器3和WTB驅(qū)動(dòng)器4相同的設(shè)備，作為一組冗余接口連接到WTB冗余總線上。實(shí)施例三圖3為本發(fā)明提供的WTB數(shù)據(jù)記錄儀工作方法流程圖一。如圖3所示的流程，是從WTB總線流入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的數(shù)據(jù)流方向，描述WTB數(shù)據(jù)記錄儀的工作方法。請(qǐng)參見(jiàn)圖 1和圖3所示，該方法包括步驟31 =WTB驅(qū)動(dòng)器將經(jīng)WTB總線輸入的第一 WTB總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第一曼徹斯特信號(hào)、并輸出到WTB編解碼器。步驟32 =WTB編解碼器將所述第一曼徹斯特信號(hào)解碼為第一 HDLC數(shù)字信號(hào)、并輸出到WTB協(xié)議控制器。步驟33 =WTB協(xié)議控制器將第一 HDLC數(shù)字信號(hào)解析為MCU可處理的數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生中斷信號(hào)。步驟34 :MCU接收所述中斷信號(hào)，對(duì)所述可處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將處理后的數(shù)據(jù)輸出到PC104總線接口模塊。步驟35 :PC104總線接口模塊依據(jù)MCU輸出的數(shù)據(jù)生成第一 PC104總線通訊信號(hào)， 并輸出到PC104CPU板卡。步驟36 :PC104CPU板卡對(duì)第一 PC104總線通訊信號(hào)進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。如果便攜式WTB數(shù)據(jù)分析卡采用如圖2所示的冗余布置，則上述步驟31還可包括冗余WTB驅(qū)動(dòng)器將經(jīng)WTB冗余總線輸入的第三WTB總線數(shù)據(jù)其轉(zhuǎn)換為第三曼徹斯特信號(hào)，并輸出到冗余WTB編解碼器。上述步驟32還可包括冗余WTB編解碼器將第三曼徹斯特信號(hào)轉(zhuǎn)換為第三HDLC數(shù)字信號(hào)，并輸出到WTB協(xié)議控制器。上述步驟33還可包括WTB 協(xié)議控制器將第三HDLC數(shù)字信號(hào)解析為MCU可處理的數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生中斷信號(hào)。實(shí)施例四圖4為本發(fā)明提供的WTB數(shù)據(jù)記錄儀工作方法流程圖二。如圖4所示的流程，是從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置流入WTB總線的數(shù)據(jù)流方向，描述WTB數(shù)據(jù)記錄儀的工作方法。請(qǐng)參見(jiàn)圖 1和圖4所示，該方法包括步驟41 :PC104CPU板卡依據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)生成第二 PC104總線通訊信號(hào)，并向PC104總線接口模塊輸出。步驟42 :PC104總線接口模塊將第二 PC104總線通訊信號(hào)轉(zhuǎn)換為MCU可處理的信號(hào)，并輸入到MCU。步驟43 =MCU對(duì)PC104總線接口模塊輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。MCU待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可包括過(guò)程數(shù)據(jù)、消息數(shù)據(jù)和/或監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。其中過(guò)程數(shù)據(jù)為周期性數(shù)據(jù)，消息數(shù)據(jù)為非周期性數(shù)據(jù)，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)為周期性或偶發(fā)性數(shù)據(jù)。步驟44 =WTB協(xié)議控制器依據(jù)所述待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)生成第二 HDLC數(shù)字信號(hào)，并發(fā)送給WTB編解碼器。步驟45 =WTB編解碼器將第二 HDLC數(shù)字信號(hào)編碼為第二曼徹斯特信號(hào)，并輸出到 WTB驅(qū)動(dòng)器。
步驟46 :WTB驅(qū)動(dòng)器將第二曼徹斯特信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二 WTB總線數(shù)據(jù)，并經(jīng)WTB總線輸出。如果WTB數(shù)據(jù)記錄儀采用如圖2所示的冗余布置，則上述步驟43還可包括WTB協(xié)議控制器將所述第二 HDLC數(shù)字信號(hào)輸出到冗余WTB編解碼器；上述步驟44還可包括冗余 WTB編解碼器將第二 HDLC數(shù)字信號(hào)編碼為第二曼徹斯特信號(hào)，并輸出到冗余WTB驅(qū)動(dòng)器； 上述步驟45還可包括冗余WTB驅(qū)動(dòng)器將第二曼徹斯特信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二 WTB總線數(shù)據(jù)，并經(jīng)冗余WTB總線輸出。需要說(shuō)明的是，目前地鐵輕軌以及機(jī)車車輛普遍設(shè)置有WTB數(shù)據(jù)記錄儀，但是，由于WTB總線的專用性，很多廠家不能提供具有WTB接口的數(shù)據(jù)記錄儀，而且該項(xiàng)技術(shù)被國(guó)外一直壟斷，設(shè)備成本居高不下，通用性也不如人意?；诖耍景l(fā)明申請(qǐng)人通過(guò)自制研制的技術(shù)，將機(jī)車車輛專用的總線技術(shù)與工業(yè)控制領(lǐng)域的專用技術(shù)相互結(jié)合，研制出機(jī)車車輛專用的WTB數(shù)據(jù)記錄儀，該WTB數(shù)據(jù)記錄儀具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)上述技術(shù)方案的具體分析可知，本發(fā)明具有以下有益效果1、本發(fā)明將PC104總線技術(shù)與WTB總線技術(shù)結(jié)合起來(lái)，將專用的WTB數(shù)據(jù)變換為通用的PC104總線通訊信號(hào)。由于本發(fā)明采用的PC104通訊方式是目前應(yīng)用廣泛的通訊方式之一，具有接口簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、調(diào)試方便、性能可靠、而且在通信速率上完全和WTB網(wǎng)絡(luò)匹配等優(yōu)點(diǎn)。將本發(fā)明提供的WTB數(shù)據(jù)記錄儀應(yīng)用于機(jī)車車輛、電廠等領(lǐng)域，具有數(shù)據(jù)記錄的實(shí)時(shí)性高、響應(yīng)時(shí)間快等特點(diǎn)。2、本發(fā)明采用的PC104CPU板卡，特別是X86-CPU卡在工業(yè)控制領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用， 其擴(kuò)展性能強(qiáng)，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的擴(kuò)展十分方便。具體的，可根據(jù)客戶的不同需求進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄單元的功能擴(kuò)展，具體可以實(shí)現(xiàn)的功能包括第一，可以根據(jù)用戶的數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)量特點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的容量擴(kuò)展；第二，可以根據(jù)用戶對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全性能等級(jí)要求進(jìn)行對(duì)存儲(chǔ)部分的加固；第三，可以根據(jù)用戶對(duì)某些特殊數(shù)據(jù)的采集要求進(jìn)行數(shù)據(jù)采集卡的擴(kuò)展，比如客戶需要采集數(shù)字輸入量，數(shù)據(jù)記錄單元可以根據(jù)客戶的需求擴(kuò)展數(shù)字量輸入的采集接口卡。如果客戶需要速度信號(hào)采集和記錄，數(shù)據(jù)記錄單元可以根據(jù)客戶的需求擴(kuò)展模擬量的采集接口卡。此外，由于采用了 X86-CPU卡，因此本發(fā)明WTB數(shù)據(jù)記錄儀也支持鍵盤(pán)、顯示屏和鼠標(biāo)等接口的接入，方便了系統(tǒng)的調(diào)試。綜上，本發(fā)明將機(jī)車車輛領(lǐng)域?qū)Ｓ玫腤TB總線機(jī)制和有著廣泛應(yīng)用基礎(chǔ)的 PC104CPU板卡，特別是X86-CPU卡以及相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置相結(jié)合，創(chuàng)造出了一種新型的基于WTB接口的數(shù)據(jù)記錄儀。本發(fā)明提供的WTB數(shù)據(jù)記錄儀具有可靠性、靈活性、通用性、 成本低等優(yōu)點(diǎn)，方便安裝、維護(hù)和數(shù)據(jù)下載。此外，本發(fā)明所需要實(shí)現(xiàn)的功能成為機(jī)車系統(tǒng)的一個(gè)部分，使對(duì)機(jī)車領(lǐng)域不熟悉或不具備WTB總線研發(fā)能力的廠商，能將自己的產(chǎn)品快速的推向鐵路市場(chǎng)，所以本發(fā)明非常適合在機(jī)車車輛的應(yīng)用領(lǐng)域中廣泛推廣。最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種WTB數(shù)據(jù)記錄儀，其特征在于，包括MCU、WTB協(xié)議控制器、WTB編解碼器和WTB驅(qū)動(dòng)器，通過(guò)內(nèi)部總線順次雙向連接，且所述 WTB驅(qū)動(dòng)器和外部WTB總線雙向連接；PC104總線接口模塊、PC104CPU板卡和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置；所述PC104總線接口模塊的一端通過(guò)所述內(nèi)部總線與所述MCU雙向連接、且另一端通過(guò)所述內(nèi)部總線與所述PC104CPU板卡的一端雙向連接；所述PC104CPU板卡的另一端與所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的WTB數(shù)據(jù)記錄儀，其特征在于，所述WTB驅(qū)動(dòng)器負(fù)責(zé)將所述WTB總線輸入的第一 WTB總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第一曼徹斯特信號(hào)、并輸出到所述WTB編解碼器，以及將所述WTB編解碼器輸出的第二曼徹斯特信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二 WTB總線數(shù)據(jù)、并經(jīng)所述WTB總線輸出；所述WTB編解碼器負(fù)責(zé)將所述第一曼徹斯特信號(hào)解碼為第一 HDLC數(shù)字信號(hào)、并輸出到所述WTB協(xié)議控制器，以及將所述WTB協(xié)議控制器輸出的第二 HDLC數(shù)字信號(hào)編碼為所述第二曼徹斯特信號(hào)；所述MCU負(fù)責(zé)所述WTB協(xié)議控制器的時(shí)序控制，以及處理所述WTB協(xié)議控制器和所述 PC104總線接口模塊輸入的數(shù)據(jù)；所述WTB協(xié)議控制器負(fù)責(zé)將所述第一 HDLC數(shù)字信號(hào)解析為MCU可處理的數(shù)據(jù)、并產(chǎn)生中斷信號(hào)，以及依據(jù)MCU待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)生成第二 HDLC數(shù)字信號(hào)，并輸出到所述WTB編解碼器；所述PC104總線接口模塊負(fù)責(zé)將所述MCU輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第一 PC104總線通訊信號(hào)、并輸出到所述PC104CPU板卡，以及將所述PC104CPU板卡輸出的第二 PC104總線通訊信號(hào)轉(zhuǎn)換成MCU可處理的數(shù)據(jù)、并輸出到所述MCU ；所述PC104CPU板卡負(fù)責(zé)處理所述第一 PC104總線通訊信號(hào)、并將處理結(jié)果存儲(chǔ)到所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，以及依據(jù)所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)生成所述第二 PC104總線通訊信號(hào)、并向所述PC104總線接口模塊輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的WTB數(shù)據(jù)記錄儀，其特征在于，還包括冗余WTB編解碼器和冗余WTB驅(qū)動(dòng)器；所述冗余WTB編解碼的一端通過(guò)所述內(nèi)部總線和所述WTB協(xié)議控制器雙向連接，另一端通過(guò)所述內(nèi)部總線和所述冗余WTB驅(qū)動(dòng)器的一端雙向連接；所述冗余WTB驅(qū)動(dòng)器的另一端和外部WTB冗余總線雙向連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的WTB數(shù)據(jù)記錄儀，其特征在于，所述冗余WTB驅(qū)動(dòng)器負(fù)責(zé)將經(jīng)所述冗余WTB總線輸入的第三WTB總線數(shù)據(jù)解調(diào)為第三曼徹斯特信號(hào)、并輸出到所述冗余WTB編解碼器，以及將所述冗余WTB編解碼器輸出的第二曼徹斯特信號(hào)，轉(zhuǎn)換為第二 WTB總線數(shù)據(jù)，并經(jīng)所述冗余WTB總線輸出；所述冗余WTB編解碼器負(fù)責(zé)將所述第三曼徹斯特信號(hào)解碼為第三HDLC數(shù)字信號(hào)、并輸出到所述WTB協(xié)議控制器，以及將所述WTB協(xié)議控制器輸出的第二 HDLC數(shù)字信號(hào)編碼為所述第二曼徹斯特信號(hào)；所述WTB協(xié)議控制器還負(fù)責(zé)將所述第三HDLC數(shù)字信號(hào)解析為MCU可處理的數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生中斷信號(hào)；以及將所述第二 HDLC數(shù)字信號(hào)輸出到所述冗余WTB編解碼器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4任一所述的WTB數(shù)據(jù)記錄儀，其特征在于，所述MCU具體為Z8S180處理器，所述PC104CPU板卡具體為X86-CPU卡。
6.一種權(quán)利要求1 5任一所述的WTB數(shù)據(jù)記錄儀的工作方法，其特征在于，包括WTB驅(qū)動(dòng)器將經(jīng)WTB總線輸入的第一 WTB總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第一曼徹斯特信號(hào)、并輸出到WTB編解碼器；所述WTB編解碼器將所述第一曼徹斯特信號(hào)解碼為第一 HDLC數(shù)字信號(hào)、 并輸出到WTB協(xié)議控制器；所述WTB協(xié)議控制器將所述第一 HDLC數(shù)字信號(hào)解析為MCU可處理的數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生中斷信號(hào)；所述MCU接收所述中斷信號(hào)，對(duì)所述可處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理， 將處理后的數(shù)據(jù)輸出到PC104總線接口模塊；所述PC104總線接口模塊依據(jù)所述MCU輸出的數(shù)據(jù)生成第一 PC104總線通訊信號(hào)，并輸出到PC104CPU板卡；所述PC104CPU板卡對(duì)所述第一 PC104總線通訊信號(hào)進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置；所述PC104CPU板卡依據(jù)所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)生成第二 PC104總線通訊信號(hào)，并向所述PC104總線接口模塊輸出；所述PC104總線接口模塊將所述第二 PC104總線通訊信號(hào)轉(zhuǎn)換為MCU可處理的信號(hào)，并輸入到所述MCU ；所述MCU對(duì)所述PC104總線接口模塊輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；所述WTB協(xié)議控制器依據(jù)所述待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)生成第二 HDLC數(shù)字信號(hào)，并發(fā)送給所述WTB編解碼器；所述WTB編解碼器將所述第二 HDLC數(shù)字信號(hào)編碼為第二曼徹斯特信號(hào)，并輸出到所述WTB驅(qū)動(dòng)器；所述WTB驅(qū)動(dòng)器將所述第二曼徹斯特信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二 WTB總線數(shù)據(jù)，并經(jīng)所述WTB總線輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的工作方法，其特征在于，還包括所述WTB協(xié)議控制器將所述第二 HDLC數(shù)字信號(hào)輸出到冗余WTB編解碼器；所述冗余 WTB編解碼器將所述第二 HDLC數(shù)字信號(hào)編碼為所述第二曼徹斯特信號(hào)，并輸出到冗余WTB 驅(qū)動(dòng)器；所述冗余WTB驅(qū)動(dòng)器將所述第二曼徹斯特信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二 WTB總線數(shù)據(jù)，并經(jīng)冗余 WTB總線輸出；所述冗余WTB驅(qū)動(dòng)器將經(jīng)所述WTB冗余總線輸入的第三WTB總線數(shù)據(jù)其轉(zhuǎn)換為第三曼徹斯特信號(hào)，并輸出到冗余WTB編解碼器；所述冗余WTB編解碼器將所述第三曼徹斯特信號(hào)轉(zhuǎn)換為第三HDLC數(shù)字信號(hào)，并輸出到所述WTB協(xié)議控制器；所述WTB協(xié)議控制器將所述第三HDLC數(shù)字信號(hào)解析為MCU可處理的數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生中斷信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的工作方法，其特征在于，所述待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括過(guò)程數(shù)據(jù)、消息數(shù)據(jù)和/或監(jiān)視數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種WTB數(shù)據(jù)記錄儀及其工作方法，其中，WTB數(shù)據(jù)記錄儀包括MCU、WTB協(xié)議控制器、WTB編解碼器和WTB驅(qū)動(dòng)器，通過(guò)內(nèi)部總線順次雙向連接，且所述WTB驅(qū)動(dòng)器和外部WTB總線雙向連接；PC104總線接口模塊、PC104CPU板卡和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置；所述PC104總線接口模塊的一端通過(guò)所述內(nèi)部總線與所述MCU雙向連接、且另一端通過(guò)所述內(nèi)部總線與所述PC104CPU板卡的一端雙向連接；所述PC104CPU板卡的另一端與所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置連接。本發(fā)明具有可靠性、靈活性、通用性、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04L29/08GK102231751SQ20111013590
公開(kāi)日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24日
發(fā)明者于躍, 姜悅禮, 張小玲, 牟巖, 王曉鵬 申請(qǐng)人:中國(guó)北車股份有限公司大連電力牽引研發(fā)中心