專利名稱：數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)，尤其涉及一種數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著鐵路跨越式發(fā)展的需要，CRH5、CRH2、HXD1等列車在國內(nèi)主干線路上廣泛地應(yīng)用，國外先進(jìn)的列車通信網(wǎng)絡(luò)(TCN)控制技術(shù)已引入國內(nèi)。同時(shí)我國的電力機(jī)車車輛也開始陸續(xù)采用TCN控制技術(shù)，即通過TCN網(wǎng)絡(luò)解決現(xiàn)場所有信號的采集與控制等問題。IEC61375-1《列車通信網(wǎng)絡(luò)》(簡稱TCN標(biāo)準(zhǔn))，是一項(xiàng)國際標(biāo)準(zhǔn)，也是我國鐵路行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TB/T3035-2002。TCN標(biāo)準(zhǔn)定義了多功能車輛總線(MVB總線)和絞線式列車總線(WTB總線)兩種形式，是為鐵路行業(yè)這一特殊應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)計(jì)的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，它制定了一個(gè)開放的通信系統(tǒng)，從而使得各種鐵道機(jī)車車輛能夠相互聯(lián)掛、不同廠商的設(shè)備能夠互聯(lián)?？刂破骶钟蚓W(wǎng)絡(luò)總線(CAN總線)是公認(rèn)的最具發(fā)展前途的現(xiàn)場總線之一，IS011898標(biāo)準(zhǔn)是它的國際標(biāo)準(zhǔn)。CAN總線標(biāo)準(zhǔn)遵循IS0/0SI模型，采用了其中的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。CAN總線是一種有效支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的串行通信網(wǎng)絡(luò)，具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。隨著MVB總線和CAN總線的廣泛應(yīng)用，目前很多鐵道機(jī)車車輛的列車通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都采用了以CAN總線和MVB總線共同組成的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)形式。因此，如何對CAN總線和MVB總線的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，以從CAN總線和MVB總線提取所需數(shù)據(jù)，從而以利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行故障狀態(tài)及運(yùn)行分析等具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)從CAN總線和MVB總線提取所需數(shù)據(jù)。本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)包括MVB總線收發(fā)模塊、CAN總線收發(fā)模塊、總控模塊、存儲模塊和接口模塊，其中所述MVB總線收發(fā)模塊分別與MVB總線和總控模塊雙向連接，用于完成所述MVB總線與所述總控模塊之間的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送；所述CAN總線收發(fā)模塊分別與CAN總線和所述總控模塊雙向連接，用于完成所述 CAN總線與所述總控模塊之間的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送；所述總控模塊用于對從所述MVB總線和所述CAN總線接收的數(shù)據(jù)按照預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行篩選，并將符合所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)寫入所述存儲模塊；所述接口模塊與所述總控模塊連接，用于通過所述總控模塊獲取所述存儲模塊所存儲的數(shù)據(jù)并發(fā)送。根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，由于實(shí)時(shí)從MVB總線和CAN總線上提取數(shù)據(jù)，按照預(yù)定規(guī)則執(zhí)行數(shù)據(jù)篩選和格式轉(zhuǎn)換等操作，對符合預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，并通過接口模塊提供給外部計(jì)算機(jī)進(jìn)行后續(xù)分析，因此實(shí)現(xiàn)了對CAN總線和MVB總線進(jìn)行實(shí)時(shí)處理以獲取所需數(shù)據(jù)，為機(jī)車的故障狀態(tài)及運(yùn)行分析等提供了充分、可靠的依據(jù)及保障。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為MVB總線收發(fā)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為CAN總線收發(fā)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
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)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動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。圖1為本發(fā)明數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)包括MVB總線收發(fā)模塊11、CAN總線收發(fā)模塊12、總控模塊13、存儲模塊14和接口模塊15，其中
·
MVB總線收發(fā)模塊11分別與MVB總線和總控模塊13雙向連接，用于完成MVB總線與總控模塊13之間的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送；CAN總線收發(fā)模塊12分別與CAN總線和總控模塊13雙向連接，用于完成CAN總線與總控模塊13之間的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送；總控模塊13用于對從所述MVB總線和所述CAN總線接收的數(shù)據(jù)按照預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行篩選，并將符合所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)寫入所述存儲模塊14 ；接口模塊15與總控模塊13連接，用于通過總控模塊13獲取所述存儲模塊14所存儲的數(shù)據(jù)并發(fā)送。上述實(shí)施例的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)例如應(yīng)用在機(jī)車的牽引變流器中，其與MVB總線和CAN總線相掛接，通過MVB總線和CAN總線接收機(jī)車駕駛員發(fā)出的指令及機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)信息等，并且還可通過MVB總線和CAN總線向與總線連接的其他設(shè)備發(fā)送牽引變流器的運(yùn)行信息等MVB數(shù)據(jù)和CAN數(shù)據(jù)。具體地，MVB總線收發(fā)模塊11與總控模塊13能通過數(shù)據(jù)地址總線連接，CAN總線收發(fā)模塊12與總控模塊13通過總控模塊專用接口連接，存儲模塊14與總控模塊13通過串行外設(shè)接口 (Serial Peripheral Interface, SPI)連接，接口模塊15與總控模塊13通過總控模塊13自帶的串口連接。其中，總控模塊13為數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)控制MVB總線收發(fā)模塊11和CAN總線收發(fā)模塊12進(jìn)行MVB數(shù)據(jù)及CAN數(shù)據(jù)的收發(fā)，并從所接收的MVB數(shù)據(jù)及CAN數(shù)據(jù)中篩選所有需要保存的數(shù)據(jù)并保存以進(jìn)行后續(xù)分析，例如當(dāng)該數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)應(yīng)用在牽引變流器中時(shí)，總控模塊13篩選與牽引變流器控制相關(guān)的數(shù)據(jù)，例如牽引控制參數(shù)等。優(yōu)選地，總控模塊13可包括MVB總控單元和CAN總控單元。圖2為MVB總線收發(fā)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1和圖2所示，MVB總線收發(fā)模塊11包括順次雙向連接的MVB編解碼器21、MVB協(xié)議控制器22和MVB總線驅(qū)動器23，并且MVB總線驅(qū)動器23直接與MVB總線雙向連接，且MVB編解碼器21與總控模塊13雙向連接。MVB總線驅(qū)動器23從MVB總線提取MVB數(shù)據(jù)并發(fā)送至MVB協(xié)議控制器21 ；MVB協(xié)議控制器22對從MVB總線驅(qū)動器23接收的MVB數(shù)據(jù)進(jìn)行隔離，例如為電壓隔離。其中，由于MVB總線通常處于高頻環(huán)境，導(dǎo)致MVB總線上所傳送的數(shù)據(jù)攜帶有干擾信息，因此通過隔離操作來濾除該MVB數(shù)據(jù)所攜帶的干擾信息。MVB協(xié)議控制器22在對MVB數(shù)據(jù)進(jìn)行隔離處理后發(fā)送至MVB編碼器21 ；MVB編解碼器21對從MVB協(xié)議控制器22接收的MVB數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，以將MVB總線上所傳送的MVB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為總控模塊可識別的數(shù)據(jù)格式；此外，由于MVB總線與大量設(shè)備相連，所以MVB總線上傳送的MVB數(shù)據(jù)量極為龐大，MVB編碼器21還需根據(jù)需要對經(jīng)格式轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)進(jìn)行初次篩選，例如為篩選出某些指定端口所發(fā)送的MVB數(shù)據(jù)。具體地，MVB編碼器21對經(jīng)格式轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)進(jìn)行端口識別，例如識別某一數(shù)據(jù)由與MVB總線連接的哪個(gè)設(shè)備端口所發(fā)送的。其中，MVB編解碼器21中可預(yù)置一個(gè)端口列表，該端口列表中存儲有需發(fā)送至總控模塊的數(shù)據(jù)的端口信息。MVB編解碼器21在進(jìn)行端口識別過程中，將其發(fā)送端口與該端口列表中所存儲的端口信息相匹配的數(shù)據(jù)發(fā)送至總控模塊13?？偪啬K13，例如為總控模塊13的MVB總控單元，接收MVB編解碼器21發(fā)送的數(shù)據(jù)后，還根據(jù)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行二次篩選，以篩選出符合預(yù)定類型的數(shù)據(jù)寫入存儲模塊14，例如與該數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)所在機(jī)車設(shè)備的控制信息相關(guān)數(shù)據(jù)。此外，總控模塊13還可將所篩選出的符合預(yù)定類型的數(shù)據(jù)發(fā)送至CAN總線收發(fā)模塊12，以使CAN總線收發(fā)模塊在對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換后通過CAN總線發(fā)送至與CAN總線連接的其他設(shè)備。圖3為CAN總線收發(fā)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1和圖3所示，CAN總線收發(fā)模塊12包括CAN協(xié)議控制器31和CAN總線驅(qū)動器32，并且CAN總線驅(qū)動器32直接與CAN總線雙向連接，且CAN協(xié)議控制器31與總控模塊13雙向連接。

CAN總線驅(qū)動器32從CAN總線提取CAN數(shù)據(jù)并發(fā)送至CAN協(xié)議控制器31 ；CAN協(xié)議控制器31對從CAN總線驅(qū)動器32接收的CAN數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，以將CAN總線上所傳送的CAN數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為總控模塊13可識別的數(shù)據(jù)格式，并發(fā)送至總控模塊13?？偪啬K13，例如為總控模塊13的CAN總控單元，接收CAN協(xié)議控制器31發(fā)送的數(shù)據(jù)后，由于CAN總線為現(xiàn)場總線，其上所傳送的CAN數(shù)據(jù)通常與數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)所在設(shè)備相關(guān)，并且數(shù)據(jù)量較小，因此總控模塊13通常無需對從CAN協(xié)議控制器31接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，即將全部從CAN總線提取的數(shù)據(jù)均寫入存儲模塊14。此外，總控模塊13還可將這些數(shù)據(jù)發(fā)送至MVB總線收發(fā)模塊12，以使MVB總線收發(fā)模塊在對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換后通過MVB總線發(fā)送至與MVB總線連接的其他設(shè)備。此外，接口模塊15用于實(shí)現(xiàn)通過外部計(jì)算機(jī)對數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)的存儲模塊14進(jìn)行讀寫操作。例如，故障分析員可向外部計(jì)算機(jī)(Personal Computer, PC)輸入數(shù)據(jù)讀請求，該數(shù)據(jù)讀請求通過接口模塊15傳送至總控模塊13，以使總控模塊13響應(yīng)該數(shù)據(jù)讀請求從存儲模塊14中讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)并經(jīng)由接口模塊15返回至外部PC。根據(jù)上述實(shí)施例的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，由于實(shí)時(shí)從MVB總線和CAN總線上提取數(shù)據(jù)，按照預(yù)定規(guī)則執(zhí)行數(shù)據(jù)篩選和格式轉(zhuǎn)換等操作，對符合預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，并通過接口模塊提供給外部計(jì)算機(jī)進(jìn)行后續(xù)分析，因此實(shí)現(xiàn)了對CAN總線和MVB總線進(jìn)行實(shí)時(shí)處理以獲取所需數(shù)據(jù)，為機(jī)車的故障狀態(tài)及運(yùn)行分析等提供了充分、可靠的依據(jù)及保障。進(jìn)一步地，在上述實(shí)施例的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)中，所述MVB總線收發(fā)模塊、所述CAN總線收發(fā)模塊、所述總控模塊、所述存儲模塊和所述接口模塊集成設(shè)置在3U型號的印刷電路板上。進(jìn)一步地，在上述實(shí)施例的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)中，所述預(yù)定格式為FAT32文件系統(tǒng)格式，相應(yīng)地，所述接口模塊為RS232模塊。根據(jù)上 述實(shí)施例的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，總控芯片直接將需要保存的數(shù)據(jù)按照計(jì)算機(jī)能夠識別的格式寫入存儲模塊，并且由于采用了 RS232接口模塊，能夠當(dāng)外部計(jì)算機(jī)與該RS232接口模塊連接時(shí)，可方便地通過串口讀取存儲模塊中的數(shù)據(jù)，以進(jìn)行分析。進(jìn)一步地，在上述實(shí)施例的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)中，所述RS232模塊還用于通過串口調(diào)試助手對所述存儲模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。根據(jù)上述實(shí)施例的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，RS232模塊可方便地對存儲模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)管理及讀/寫操作等，為數(shù)據(jù)分析提供了便利。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(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)方案的范圍。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，其特征在于，包括多功能車輛總線收發(fā)模塊、控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線收發(fā)模塊、總控模塊、存儲模塊和接口模塊，其中 所述多功能車輛總線收發(fā)模塊分別與多功能車輛總線和總控模塊雙向連接，用于完成所述多功能車輛總線與所述總控模塊之間的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送； 所述控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線收發(fā)模塊分別與控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線和所述總控模塊雙向連接，用于完成所述控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線與所述總控模塊之間的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送； 所述總控模塊用于對從所述多功能車輛總線和所述控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線接收的數(shù)據(jù)按照預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行篩選，并將符合所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)寫入所述存儲模塊； 所述接口模塊與所述總控模塊連接，用于通過所述總控模塊獲取所述存儲模塊所存儲的數(shù)據(jù)并發(fā)送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，其特征在于，所述多功能車輛總線收發(fā)模塊還用于對在所述多功能車輛總線與所述總控模塊之間傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行隔離處理和格式轉(zhuǎn)換處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線收發(fā)模塊還用于對在所述控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線與所述總控模塊之間傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，其特征在于，所述多功能車輛總線收發(fā)模塊還用于在從所述多功能車輛總線接收數(shù)據(jù)之后、且向所述總控模塊發(fā)送之前，對所接收數(shù)據(jù)進(jìn)行端口識別，并將預(yù)定端口發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送至所述總控模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，其特征在于，所述多功能車輛總線收發(fā)模塊、所述控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線收發(fā)模塊、所述總控模塊、所述存儲模塊和所述接口模塊集成設(shè)置在3U型號的印刷電路板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定格式為FAT32文件系統(tǒng)格式，相應(yīng)地，所述接口模塊為RS232模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，其特征在于，所述RS232模塊還用于通過串口調(diào)試助手對所述存儲模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，其特征在于，所述總控模塊包括 多功能車輛總線總控單元，用于對通過所述多功能車輛總線收發(fā)模塊從所述多功能車輛總線接收的數(shù)據(jù)按照預(yù)定數(shù)據(jù)類型進(jìn)行篩選，將符合所述預(yù)定數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)寫入所述存儲模塊，并發(fā)送至所述控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線收發(fā)模塊，以使所述控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線收發(fā)模塊對所述數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換并向所述控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線發(fā)送； 控制器局域網(wǎng)絡(luò)總控單元，用于對通過所述控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線收發(fā)模塊從所述控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線接收的全部數(shù)據(jù)寫入所述存儲模塊，并發(fā)送至多功能車輛總線收發(fā)模塊，以使所述多功能車輛總線收發(fā)模塊對所述數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換并向所述多功能車輛總線發(fā)送。
全文摘要
本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)。該數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)包括MVB總線收發(fā)模塊、CAN總線收發(fā)模塊、總控模塊、存儲模塊和接口模塊，其中MVB總線收發(fā)模塊分別與MVB總線和總控模塊雙向連接，用于執(zhí)行MVB總線與總控模塊之間的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送；CAN總線收發(fā)模塊分別與CAN總線和所述總控模塊雙向連接，用于執(zhí)行CAN總線與總控模塊之間的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送；總控模塊用于對從MVB總線和CAN總線接收的數(shù)據(jù)按照預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行篩選，并將符合預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)寫入存儲模塊；接口模塊與總控模塊連接，用于通過所述總控模塊獲取存儲模塊所存儲的數(shù)據(jù)并發(fā)送。根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)從CAN總線和MVB總線提取所需數(shù)據(jù)。
文檔編號H04L12/24GK103067213SQ201110316239
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者鄒代厚, 車向中, 耿輝 申請人:中國北車股份有限公司大連電力牽引研發(fā)中心