機車安全信息綜合監測裝置便攜式檢測儀的設計與實現

張華++黃娟娟

摘 要：機車安全信息綜合監測裝置便攜式測試儀不僅可以解決TAX裝置內部通信狀態檢測的問題，同時還可以解決TAX裝置與LKJ監控裝置主機之間的通信狀態檢測的問題。操作界面簡單便捷，使作業者在現場能夠迅速、準確的判斷故障點，縮短故障處理時間，大大提高了工作效率。

關鍵詞：監測裝置 TAX 便攜式 硬件 軟件

中圖分類號：U26 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）06（b）-0048-02

隨著TAX2、TAX3型監測裝置信息平臺的全面推廣使用，與機車運行相關的輔助安全信息監測插件也在不斷增加，這些插件可以實現行車過程的信息傳遞、操作控制、安全檢測、事件記錄等功能，通過對記錄數據的分析能確定發生事件及原由，為安全行車提供了強大的技術保證。而由于這些輔助插件的增加，導致TAX裝置的工作量大大增加，故障率增高，結合部增多，插件之間相互影響的問題也隨之而來。但是目前對TAX裝置的檢測手段單一，檢測所需時間較長，無法滿足現場的需求。因此，要想在作業現場能夠迅速、準確的判斷故障點，縮短故障處理時間，提高工作效率。同時，通過檢測及時發現故障隱患，提高TAX裝置通信的穩定性、可靠性，為相關的輔助安全信息監測插件提供準確的信息，確保機車運行安全。只能依靠自行研制一種便于車上使用、可以兼容檢測TAX2、TAX3裝置、可以全面檢測TAX裝置通信狀態的便攜式測試設備。

1 便攜式檢測儀的設計

1.1 技術路線

TAX裝置的通信主要分為兩部分，一部分是與LKJ裝置之間的RS485通信，實時獲取監控裝置采集的時間、公里標、速度、車號和車次等重要列車運行信息；另一部分是與其內部的插件之間的RS485通信，將實時獲取的信息發送到RS485總線，供其他功能單元取用。

根據TAX裝置的通信特點，檢測也分為兩部分，一是檢測LKJ裝置與TAX裝置之間的通信狀態；二是TAX裝置內部的通信狀態。因此，便攜式測試儀的外部連接也需要兩種方式，可以分別檢測兩種狀態。同時，TAX裝置作為一個信息平臺，同時兼顧接收與發送兩種功能，那便攜式測試儀也應具備讀取與發送兩種功能，才能完整的測試TAX裝置的通信狀態。

1.2 硬件的選取與設計

一款手持式的測試設備，主要由主模塊、存儲設備、電源、液晶屏、輸入設備、外殼等組成，而主模塊的選擇決定了其余設備及開發平臺的選擇。

（1）主模塊：Intel ATOM n270低功耗平臺最為適合，該主板體積小（3.5寸），采用的是INTEL ATOM N270處理器1.6GHz，處理速度快，支持電阻觸摸屏，并且帶有RS232、RS485串口。

（2）存儲設備：綜合比較后，選擇了1.8寸16G的固態硬盤作為測試儀的存儲設備，體積小、功耗小、穩定性高。

（3）液晶屏：從便攜性、功耗等因素上考慮，采用杭州平望科技有限公司生產的AT50TV型8寸顯示屏。

（4）電源：采用日本三洋電機株式會社生產的鋰電池單節，定制了專用的充放電電路。

（5）輸入設備：選擇了市場上普通的數字鍵盤。這樣如果鍵盤損壞，維修和更換的成本都很低廉，保證了設備的可用性。

設備選型完成后，就要開始組裝調試，為保證在機車上可靠使用，手工制作了一個鋼板外殼。首先為了實現監聽LKJ2000型監控主機對外發出的RS485信息的功能，該研究者制作了一根LKJ2000型監控主機X37插頭至機車安全信息綜合監測裝置便攜式檢測儀的通信連接線，可以通過此連接線，將LKJ2000型監控主機的RS485信息傳輸到測試儀上。通過測試儀的液晶顯示屏來查看LKJ2000型監控主機對外發布的RS485信息是否正確。其電氣連接線路圖如圖1。

其次為了實現模擬LKJ2000型監控主機向TAX機車安全信息綜合檢測裝置發送RS485信息的功能，該研究者制作了一根機車安全信息綜合監測裝置X1插頭至機車安全信息綜合監測裝置便攜式檢測儀的通信連接線，可以通過此連接線，將模擬LKJ2000型監控主機將的測試儀上RS485信息傳輸到TAX機車安全信息綜合檢測裝置，供TAX機車安全信息綜合檢測裝置上的其他功能單元讀取信息。通過測試儀的液晶顯示屏來的輸入信息，以及TAX機車安全信息綜合監測裝置上功能單元讀取的信息來核對信息的正確性。其電氣連接線路圖如圖2。

最后為了實現通過過渡插件監聽每個功能單元上發出的RS485信息的功能，該研究者制作了一塊過渡插件和一根過渡插件至機車安全信息綜合監測裝置便攜式檢測儀的通信連接線，可以通過此連接線和過渡插件，能單獨監聽TAX機車安全信息綜合檢測裝置信息平臺對每個功能單元所發出的RS485信息是否正確。通過測試儀的液晶顯示屏來查看LKJ2000型監控主機對外發布的RS485信息是否正確。其電氣連接線路圖如圖3、圖4。

2 軟件開發

由于硬件平臺確定為Intel架構，操作系統選擇Windows，軟件的開發就有了許多選擇。經過對比，最終決定選擇.Net平臺進行軟件模塊開發。其原因有三：第一使用的.Net平臺可以提高開發效率，快速研制出產品。第二無論是LKJ與TAX箱之間的通訊還是TAX箱內部的通訊均屬于LKJ生產廠家的內部協議（尤其是LKJ與TAX箱之間的通訊協議廠家可任意改變）。使用.Net平臺可以保證LKJ、TAX通訊協議變更時該研究者快速對軟件進行調整。第三使用.Net平臺可以提供友好的人機對話界面，便于現場操作。

根據測試儀的功能需求，軟件分為TAX和LKJ兩大模塊，兩個模塊都具有監聽和發送雙重功能，且兩個模塊信息項點都是相同的，全面覆蓋了目前各種設備需取用的信息內容，顯示方式如圖5。

通過軟件檢測儀可在LKJ和TAX裝置之間及TAX裝置內部監聽各種信息，直觀的顯示在觸摸屏上，工作人員能根據這些信息迅速判斷信息的正確性。同時也可模擬LKJ向TAX裝置發送指定信息，還能在TAX裝置內部模擬廣播信息。

3 結語

TAX裝置便攜式測試儀的研制成功，不僅解決了TAX裝置內部通信狀態檢測的問題，同時還解決了TAX裝置與LKJ監控裝置主機之間的通信狀態檢測的問題。同時，簡單便捷的操作界面，即可以監聽TAX裝置、LKJ2000裝置的通信信息，還可以模擬TAX裝置、LKJ2000型監控裝置的RS-485通訊接口實現相關信息的收發。使作業者在現場能夠迅速、準確的判斷故障點，縮短故障處理時間，大大提高了工作效率。

參考文獻

[1] 陳大海.便攜式內燃機車過渡裝置檢測儀的研制[J].上海鐵道科技，2005（5）：49-50.

[2] 霍凱，陳志鴻，趙譚羿.基于LPC的便攜式機車供電檢測儀的研制[J].中國儀器儀表，2011（11）：54-57.

[3] 杜連超，田成元，車軍.便攜式機車牽引電機絕緣檢測儀的設計[J]，工業儀表與自動化裝置，2010（5）：105-106，62.

[4] 黃國平.C#實用開發參考大全[M].北京：北京電子工業出版社，2008.

[5] 李全江.計算機典型測控與串口通信開發軟件應用實踐[M].北京：人民郵電出版社，2008.