一种地铁门控单元随车故障记录系统

1.一种地铁门控单元随车故障记录系统，其特征在于，包括相互连接的随车故障记录子系统和便携式信息查询子系统，所述的随车故障记录子系统分别与各门控单元连接；
在列车运行过程中，所述的随车故障记录子系统实时记录门控单元所有的列车控制信号和状态变化，当故障发生时，马上记录详细的故障信息；所述的便携式信息查询子系统随时与随车故障记录子系统连接，对列车门控单元的实时状态和故障信息进行查看，或者查询已保存的历史记录；
所述的随车故障记录子系统挂载到列车客室原有通讯总线上，监听通讯总线上所有的通讯信息，并记录相关状态信息和故障信息，并进行存储；
所述的随车故障记录子系统包含基于ARM内核的微处理器、RS-485数据采集模块、基于SPI模式的SD卡读写模块以及蓝牙通讯模块，所述的微处理器通过RS-485数据采集模块与通讯总线连接，所述的微处理器通过蓝牙通讯模块与便携式信息查询子系统连接，所述的微处理器与SD卡读写模块连接；
所述的随车故障记录子系统设有基于嵌入式实时操作系统的软件系统，该软件系统中配置了相应的功能任务，通过操作系统的调度来实现具体的功能，包括工作模式选择，对RS-485数据总线上的数据采集，对采集数据进行识别和解析得到所需的列车运行状态和故障信息，基于微型FAT文件系统的数据管理，对数据的记录与读取，以及与便携式信息查询子系统进行蓝牙通讯。
2.根据权利要求1所述的地铁门控单元随车故障记录系统，其特征在于，该系统结构设计采用上位机与下位机的结构模式，所述的随车故障记录子系统作为下位机，其仅负责数据的采集记录与通讯功能，所述的便携式信息查询子系统提供人机交互界面，并与下位机协调完成的完整测试任务。
3.根据权利要求1所述的地铁门控单元随车故障记录系统，其特征在于，所述的便携式信息查询子系统包含安装有Android操作系统的便携移动终端设备以及运行在Android系统上的信息查询应用软件；该软件包含人机界面，通过蓝牙设备随时与随车故障记录子系统进行通讯完成相应的系统配置功能，将随车故障记录子系统采集的数据在便携式信息查询子系统上显示。

一种地铁门控单元随车故障记录系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种地铁门控单元故障检测系统，尤其是涉及一种地铁门控单元随车故障记录系统，可运用于地铁门控单元故障诊断领域，扩充故障诊断技术。\n背景技术\n[0002] PMC20-110R门控单元是德国IFE公司生产的整个地铁车门系统的主控单元。该门控单元以微处理器为中心，通过RS485、RS232等通讯接口与机车主控设备以及其他设备通讯，并接收列车控制信号，如开门车辆控制信号、关门车辆控制信号、零速车辆控制信号，以及门驱动机构上的元件上发出的信号，如限位开关、紧急开关等，通过内置电机驱动电路驱动电机完成对门的开启和关闭。\n[0003] 地铁客室车门是车辆所有系统中故障比例最高的系统，已知查明原因的主要故障表现为门控单元、继电器、行程开关、切除装置等故障，其中门控单元故障是影响客室门正常运作的主要因素。因此对门控单元的检测是保证车门系统正常运行乃至地铁列车安全运行不可缺少的部分。但当前的维修和保障方式主要停留于离线式的维护，即将门控单元取下后，放置在专用的故障检测平台上对其进行检测，这种维修方式延长了维修时间，不利于对故障的判断。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实时性强、操作便捷、人机交互友好、故障数据完整的地铁门控单元随车故障记录系统。\n[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：\n[0006] 一种地铁门控单元随车故障记录系统，其特征在于，包括相互连接的随车故障记录子系统和便携式信息查询子系统，所述的随车故障记录子系统分别与各门控单元连接；\n[0007] 在列车运行过程中，所述的随车故障记录子系统实时记录门控单元所有的列车控制信号和状态变化，当故障发生时，马上记录详细的故障信息；所述的便携式信息查询子系统随时与随车故障记录子系统连接，对列车门控单元的实时状态和故障信息进行查看，或者查询已保存的历史记录。\n[0008] 该系统结构设计采用上位机与下位机的结构模式，所述的随车故障记录子系统作为下位机，其仅负责数据的采集记录与通讯功能，所述的便携式信息查询子系统提供人机交互界面，并与下位机协调完成的完整测试任务。\n[0009] 所述的随车故障记录子系统挂载到列车客室原有通讯总线上，监听通讯总线上所有的通讯信息，并记录相关状态信息和故障信息，并进行存储。\n[0010] 所述的随车故障记录子系统包含基于ARM内核的微处理器、RS-485数据采集模块、基于SPI模式的SD卡读写模块以及蓝牙通讯模块，所述的微处理器通过RS-485数据采集模块与通讯总线连接，所述的微处理器通过蓝牙通讯模块与便携式信息查询子系统连接，所述的微处理器与SD卡读写模块连接。\n[0011] 所述的随车故障记录子系统设有基于嵌入式实时操作系统的软件系统，该软件系统中配置了相应的功能任务，通过操作系统的调度来实现具体的功能，包括工作模式选择，对RS-485数据总线上的数据采集，对采集数据进行识别和解析得到所需的列车运行状态和故障信息，基于微型FAT文件系统的数据管理，对数据的记录与读取，以及与便携式信息查询子系统进行蓝牙通讯。\n[0012] 所述的便携式信息查询子系统通过蓝牙方式与随车故障子系统通讯，完成随车故障记录子系统的相关设置以及问询随车故障记录子系统存储的记录信息，并显示在人机界面上，根据设置可显示当前列车门控单元的实时状态，或者读取已存储的历史信息。\n[0013] 所述的便携式信息查询子系统包含安装有Android操作系统的便携移动终端设备以及运行在Android系统上的信息查询应用软件；该软件包含人机界面，通过蓝牙设备随时与随车故障记录子系统进行通讯完成相应的系统配置功能，将随车故障记录子系统采集的数据在便携式信息查询子系统上显示。\n[0014] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：\n[0015] 1)提供了一款可以针对PMC20-110R门控单元进行随车故障检测和记录的系统；\n[0016] 2)本系统实时性强，可实时监控门控单元运行状态和故障信息，对门控单元所有的状态和故障信息有完整的记录；\n[0017] 3)本系统适用面广，便携式信息查询子系统兼容大部分Android系统智能移动终端，应用场合灵活；\n[0018] 4)本系统提供简单友好的人机界面，提供完整的故障状态信息，方便检修人员日常操作，并有利于故障数据的信息化备案。\n[0019] 5)本系统采用了嵌入式实时操作系统，当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度予以处理，其处理的结果能在规定时间内来控制生产过程或对处理系统做出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行。采用嵌入式实时操作系统能够支持多任务，使得程序开发更加容易，便于维护，同时能够提高系统的稳定性和可靠性。\n附图说明\n[0020] 图1为本发明的系统框图；\n[0021] 图2为随车故障记录子系统硬件功能模块框图；\n[0022] 图3为随车故障记录子系统软件任务调度逻辑图。\n具体实施方式\n[0023] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。\n[0024] 实施例\n[0025] 如图1所示，一种地铁门控单元随车故障记录系统，由两个子系统组成：随车故障记录子系统和便携式信息查询子系统。所述的系统结构设计采用上位机与下位机的结构模式。作为下位机的随车故障记录子系统不带有人机交互功能，仅负责数据的采集记录与通讯功能。便携式信息查询子系统着重于提供一个良好的人机交互界面，辅之以通讯程序和相应的配置程序与下位机协调完成一个完整的测试任务。\n[0026] 所述的随车故障记录子系统在不改变列车客室原有通讯总线拓扑的情况下，挂载到通讯总线上，监听通讯总线上所有的通讯信息，并记录相关状态信息和故障信息，存储于系统的SD卡中。\n[0027] 如图2所示，所述的随车故障记录子系统的硬件部分包含基于ARM内核的微处理器为控制核心的硬件系统，以及基于嵌入式实时操作系统的软件系统。硬件系统还包含RS-\n485数据采集模块、基于SPI模式的SD卡读写模块以及蓝牙通讯模块等功能模块。\n[0028] 如图3所示，所述的随车故障记录子系统的软件系统中配置了相应的功能任务，通过操作系统的调度来实现具体的功能，包括工作模式选择；对RS-485数据总线监听和数据采集；对采集数据进行识别和解析，得到所需的列车运行状态和故障信息；基于微型FAT文件系统的数据管理；对有关数据的记录与读取；与便携式信息查询子系统进行蓝牙通讯等。\n[0029] 所述的便携式信息查询子系统通过蓝牙方式与随车故障子系统通讯，完成随车故障记录子系统的相关设置以及问询随车故障记录子系统存储的相关记录信息，并显示在人机界面上，根据设置可显示当前列车门控单元的实时状态，或者读取已存储的历史信息。\n[0030] 所述的便携式信息查询子系统包含安装有Android操作系统的便携移动终端设备以及运行在Android系统上的专用信息查询应用软件。本发明开发了一款兼容大部分Android系统智能移动终端的专用信息查询应用软件，将该软件安装于带有蓝牙设备的Android智能移动终端上，该应用包含人机界面，通过蓝牙设备可以随时与随车故障记录子系统进行通讯完成相应的系统配置功能，将随车故障记录子系统采集的数据在便携式信息查询子系统上显示。\n[0031] 使用本测试系统对PMC20-110R门控单元进行实际检测的具体操作步骤如下：\n[0032] 步骤1：将随车故障记录子系统的RS485端口与列车的RS485总线相连，开启系统，系统运行在默认状态；此时系统执行监听任务，开始读取总线上的状态和故障信息，并记录到SD卡中。\n[0033] 步骤2：在Android移动终端上打开信息查询子系统软件，打开系统蓝牙功能，[0034] 系统软件左侧操作栏有明确的指令按钮和当前可连接的蓝牙设备，点击相应设备，与随车故障记录子系统的蓝牙模块建立连接。\n[0035] 步骤3：点击操作软件上的相应按钮，向随车故障记录子系统发送指令，接收到的数据会在软件右侧显示栏中显示，连接在总线上的门控单元的状态信息和故障信息在窗口中都有显示；在不同的任务下，可调取不同的显示内容，包括实时信息和已存储的历史信息。\n[0036] 整个测试不需要将门控单元拆离列车即可进行，连接在列车总线上的随车故障记录子系统可以保持长时间工作状态，选择适当的SD卡存储容量，随车故障记录子系统可至少记录地铁车辆两个星期的正常运营数据。作为上位机的信息查询子系统在所有安装该软件的移动终端上均可操作，适用性强。通过上述操作，可以监控门控单元日常运行中的状态和故障，为门控单元正常工作提供保障。