車載無線數據傳輸裝置檢測設備的製作方法

2023-12-07 19:43:16

本發明涉及列車運行監控領域，更具體地，涉及一種車載無線數據傳輸裝置的檢測設備。

背景技術：

為了檢測列車運行中的各種狀態和數據，現有技術中已開發了許多檢測設備和系統。如中國專利申請(cn201620675747.1)就描述了一種機車綜合無線通信設備動態檢測系統，其主要包括車載cir(機車綜合無線通信設備(cabintegratedradiocommunicationequipment)數據採集單元、車載gprs模塊、車載gprs天線、車載gsm-r模塊、車載gsm-r天線、地面伺服器、用戶終端；系統利用既有車載dms-cir設備間的數據接口，實現cir運行狀態信息、功能號註冊信息、調度命令和進路預告發布信息的實時採集，並利用車載dms系統既有的監測信息、車-地無線傳輸通道和地面伺服器等相關設備，實現機車綜合無線通信設備的動態監測；用戶終端能夠查詢實時、歷史的列車cir設備狀態信息。該技術方案僅僅利用機車電臺的數據鏈路和接口，進行cir設備的狀態及相關應用類數據進行動態監測，不論技術實現還是應用領域，都存在許多局限性。

其他的一些現有的類似技術普遍具有如下技術問題：

(1)現有技術僅能依靠使用pc機連接tsc裝置主機調試口進行簡單接口測試，通過調試口列印信息和tsc裝置主機面板指示燈觀察測試結果，且測試時需要接入實際的lkj裝置、tax裝置作為陪測設備，搭建過程複雜，操作不便

(2)現有技術在針對tsc裝置天饋線檢測時，需將天饋線實際連接至tsc裝置主機，通過pc機連接tsc主機調試口，通過觀察調試口列印結果來進行測試，測試步驟繁瑣，列印數據較為專業，尤其不適用應用現場故障檢修作業；

(3)檢修人員需在機車上狹窄空間安裝、維護tsc無線數據傳輸裝置，在車載環境下，無法提供ac220v市電，且受制於其它關聯設備(如lkj裝置、tax裝置等)的上電情況，因此，現有技術中使用pc機上車進行tsc裝置檢測作業幾乎不可行。

技術實現要素：

提供本發明內容以便以簡化形式介紹將在以下具體實施方式中進一步描述的一些概念。本發明內容並非旨在標識所要求保護的主題的關鍵特徵或必要特徵，也不旨在用於幫助確定所要求保護的主題的範圍。

針對背景技術部分提到的技術問題，本發明提供的車載無線數據傳輸裝置檢測設備具有如下技術效果：

(1)通過集成tsc裝置主機測試運行所需完整的通信接口，通過模擬lkj裝置、tax裝置等與tsc裝置主機間的通信數據和通信機制，實現tsc裝置主機的功能、接口性能及內部無線移動通信模塊、衛星定位模塊的測試，並可通過人機操作終端實現測試指令下達、測試過程監視及測試結果顯示記錄等，檢測操作終端可利用手持式終端，採用觸控螢幕，操作簡便，顯示直觀，人機界面友好；

(2)本發明所提供的檢測設備內部集成了獨立的無線移動通信模塊和衛星定位模塊，直接構建了被測天饋線的測試環境，測試時可將天饋線直接連接至本發明所提供的檢測設備，通過檢測操作終端進行天饋線測試指令下達、測試過程監視，並直觀顯示測試結果，實現對天饋線信號接收性能的測試，且極大地提高了測試效率；

(3)本發明所提供的檢測設備易於攜帶，且測試適配器部件可與測試操作終端分離，便於檢修人員在機車上狹窄空間開展tsc裝置檢測作業；另外，本發明所提供的檢測設備自帶可充電蓄電池供電，適用於在機車上無外部電源時較長時間獨立測試工作。

根據本發明的一個實施例，提供了一種用於列車車載無線數據傳輸裝置的檢測設備，所述檢測設備包括：

測試適配器，所述測試適配器被配置成：

根據接收到的測試指令向被測無線數據傳輸裝置發出激勵測試數據包；

檢測來自所述被測無線數據傳輸裝置的反饋數據包；以及

向檢測操作終端返回測試結果；

通信地耦合到的所述測試適配器的檢測操作終端，所述檢測操作終端被配置成：

向所述測試適配器發出測試指令，以及

接收所述測試適配器返回的測試結果。

通過閱讀下面的詳細描述並參考相關聯的附圖，這些及其他特點和優點將變得顯而易見。應該理解，前面的概括說明和下面的詳細描述只是說明性的，不會對所要求保護的各方面形成限制。

附圖說明

為了能詳細地理解本發明的上述特徵所用的方式，可以參照各實施例來對以上簡要概述的內容進行更具體的描述，其中一些方面在附圖中示出。然而應該注意，附圖僅示出了本發明的某些典型方面，故不應被認為限定其範圍，因為該描述可以允許有其它等同有效的方面。

圖1是根據本發明的一個實施例的車載無線數據傳輸裝置檢測設備的結構示意圖。

圖2是根據本發明的一個實施例的測試適配器中的主控通信板的實現原理示意圖。

圖3是根據本發明的一個實施例的測試適配器中的電源模塊的實現原理示意圖。

圖4是根據本發明的另一實施例的車載無線數據傳輸裝置檢測設備的結構示意圖。

圖5是根據本發明的另一實施例的測試適配器中的電源模塊的實現原理示意圖。

具體實施方式

圖1是根據本發明的一個實施例的車載無線數據傳輸裝置檢測設備的結構示意圖。如圖1中所示，本發明的檢測設備主要包括測試適配器和檢測操作終端構成，兩者之間可通過乙太網或wlan連接。

測試適配器是本發明的檢測設備的核心部件，其根據接收到檢測操作終端發出的測試指令，在測試tsc主機時，控制通信接口向被測tsc裝置發出激勵測試數據包。作為一個實施例，測試數據包括：can數據、rs485數據、rs422數據、乙太網數據以及wlan測試數據、或者任何合適的測試數據。同時，測試適配器檢測來自被測tsc裝置的反饋數據包，進行統計判斷，向檢測操作終端回送測試結果。在測試天饋線時，檢測接入天饋線後的無線移動通信信號以及衛星定位信號狀態，最終將測試結果向檢測操作終端回送。

檢測操作終端是本發明的檢測設備的人機操作接口部件，其與測試適配器通過乙太網線或wlan連接。在測試過程中，檢測操作終端向測試適配器發出測試指令，接收測試適配器返回的測試結果，並且進行顯示、記錄和轉儲。

如圖1中所示，測試適配器可包含主控通信板、電源模塊、以及wlan天線。

圖2是根據本發明的一個實施例的測試適配器中的主控通信板的實現原理示意圖。如圖2中所示，主控通信板作為測試適配器的核心部件，提供tsc裝置和配套天饋線測試時所需要的各種測試通信和信號接口，以及與檢測操作終端的通信接口，執行測試指令，回送測試結果。

作為一些示例，通信接口類型包括：rs485、can、rs422、rs232、乙太網、wlan無線接入點、移動通信信號、以及bds/gps混合衛星定位信號，其中：

rs485，用於模擬tax裝置接口進行tsc裝置的rs485通信測試；

can，用於模擬lkj裝置接口進行tsc裝置的can通信測試；

rs422，用於進行tsc裝置的rs422通信測試；

rs232，作為測試適配器調試接口；

乙太網，用於進行tsc裝置的乙太網通信測試，以及測試適配器與檢測操作終端的通信連接；

wlan無線接入點，用於進行tsc裝置wlan信號測試，並做測試適配器與檢測操作終端的無線wlan通信連接；

移動通信信號，用於進行天饋線的移動信號狀態測試；

bds/gps混合衛星定位信號，用於進行天饋線衛星定位信號狀態測試。

在具體設計方面，主控通信板包括以下組件：

cpu，優選地，本發明採用高性能且低功耗的cpu；

乙太網交換機，用於擴展多路乙太網，以分別連接tsc裝置乙太網接口、檢測操作終端、移動通信模塊和wlan無線接入點(ap)模塊等；

無線通信電路，其中可包含移動通信模塊，通過連接器接入天饋線，用於天饋線移動信號狀態測試，該模塊可支持全網通移動通信信號，sim卡槽外置，通過usb或乙太網與cpu通信；另外，在無線通信電路中還可包含高精度bds/gps模塊，通過連接器接入天饋線，用於天饋線衛星定位/授時信號狀態測試，可接收其定位和授時數據，並可進行參數配置，該模塊通過串口與cpu通信；無線通信電路中還可包含wlan無線接入點(ap)模塊，用於tsc裝置主機wlan通信測試，並可用於與檢測操作終端建立無線通信連接，通過pci或乙太網與cpu通信。

圖3是根據本發明的一個實施例的測試適配器中的電源模塊的實現原理示意圖。如圖3中所示，電源模塊用於向被測tsc裝置和測試適配器本身供電，供電方式可分為：

1、電源模塊在接入ac220v外部電源時，通過ac-dc向被測tsc裝置輸出dc110v，通過ac-dc向測試適配器主控通信板輸出dc5v，同時向模塊內部電池組充電；

2、電源模塊未外接ac220v外部電源時，不提供dc110v，通過模塊內部電池組放電，向測試適配器主控通信板輸出dc5v。

在具體設計方面，可提供三路ac-dc：

1、ac-dc1，提供1路dc5v電源，在電源模塊接入ac220v時向主控通信板供電；

2、ac-dc2，輸出1路dc5v電源，接入電池管理電路後，提供鋰電池組充電；以及

3、ac-dc3，經輸出過流保護向被測tsc裝置提供dc110v功率電源。

此外，電源模塊蓄電池可採用聚合物鋰電池組，dc5v輸入輸出，在未接入ac220v時向主控通信板供電。電池管理電路可用於進行鋰電池組充放電管理、電池電量指示燈的控制與驅動。另外，在切換電路檢測到ac-dc1端電流時，自動切斷電池輸出的dc5v，未檢測到ac-dc1端電流時接通電池輸出的dc5v。

作為一個示例性實施例，電源輸入、輸出端均可設置過流保護，以在出現過流故障時，執行保護動作以切斷電路。

為進一步減輕本發明的檢測設備適配器的重量，減小其尺寸，提高檢測設備的便攜性，減輕檢測作業人員的體力強度，且考慮到車上檢測時正常情況下tsc裝置為加電狀態，作為替代方案，本專利所述檢測設備測試適配器中電源模塊可設計為不向被測tsc裝置主機提供dc110v電源，且測試適配器供電通過單獨的外部電源適配器實現。圖4示出了該替代方案的車載無線數據傳輸裝置檢測設備的結構示意圖。

圖4與圖1的各部分基本類似，除了在ac220v電源和電源模塊之間增加了一個單獨的電源適配器，用於將ac220v轉換成dc5v提供給測試適配器中的電源模塊。圖5是根據該替代實施例的測試適配器中的電源模塊的實現原理示意圖。

該替代方案下供電方式變為：

接入ac220v轉dc5v電源適配器實現為本測試設備的測試適配器供電以及為電池充電；

電源模塊在接入外部電源適配器dc5v時直接向測試適配器主控通信板輸出dc5v，同時向模塊內部電池組充電，此時控制鋰電池組不放電；

被測tsc裝置主機供電由外接dc110v電源提供。

與圖3所示的方案不同，在該替代方案中，具體設計為：

電源模塊蓄電池採用聚合物鋰電池組，dc5v輸入輸出，在未接入電源適配器時向主控通信板供電；電池管理電路用於進行鋰電池組充放電管理、電池電量指示燈的控制與驅動。換電路檢測到外接電源適配器電流時自動切斷電池輸出的dc5v，未檢測到外接電源適配器電流時接通電池輸出的dc5v。電源適配器、電源模塊輸入及輸出端可仍然均設置過流保護，在出現過流故障時，執行保護動作以切斷電路。

本發明的測試適配器中的wlan天線可通過機械接口接入主控通信板的wlan無線接入點模塊，用於增強wlan無線網絡通信信號。根據一個實施例，wlan天線可被具體設計為採用鞭型天線。作為一個優選方案，wlan天線可使用支持90°或180°旋轉的鞭型天線，以增加便攜性。

檢測操作終端是本發明的檢測設備的人機操作接口部件，其採用一臺高性能人機接口設備，具備顯示、操作、通信和存儲功能。作為一個優選方案，本發明的檢測操作終端可使用一臺高性能的工業級pda作為手持式檢測操作終端，使本測試設備更為輕便，有利於在狹小空間作業。

該手持式檢測操作終端配備可觸摸顯示屏，並且具備wlan、乙太網、usb等通信接口，並具有數據存儲功能。

以上描述了本發明提供的車載無線數據傳輸裝置檢測設備，其具備進行tsc無線數據傳輸裝置主機和配套天饋線檢測作業所需完整測試接口，可通過模擬lkj裝置、tax裝置等與tsc裝置主機間的通信數據和機制，實現tsc裝置主機功能、接口性能測試、內部無線通信模塊的測試。本發明提供的檢測設備內部集成了獨立的無線移動通信模塊和衛星定位模塊，可方便的實現對天饋線信號接收性能的測試。此外，本發明提供的檢測設備體積小，易於攜帶，測試適配器部件可與人機操作終端分離使用，便於在機車上狹窄空間開展tsc裝置檢測作業。本發明提供的檢測設備還自帶可充電蓄電池供電，適用於在機車上無外部電源時較長時間獨立測試工作。另外，本發明提供的檢測設備支持使用手持式pda作為檢測操作終端，帶觸控螢幕，操作簡便，顯示直觀，人機界面友好。

以上所已經描述的內容包括所要求保護主題的各方面的示例。當然，出於描繪所要求保護主題的目的而描述每一個可以想到的組件或方法的組合是不可能的，但本領域內的普通技術人員應該認識到，所要求保護主題的許多進一步的組合和排列都是可能的。從而，所公開的主題旨在涵蓋落入所附權利要求書的精神和範圍內的所有這樣的變更、修改和變化。