朱明忠 上海鐵路局上海車輛工貿(mào)有限公司

傅佩喜 上海鐵路局科研所

動(dòng)客車多協(xié)議一體化LED屏幕綜合檢測儀研究

朱明忠 上海鐵路局上海車輛工貿(mào)有限公司

傅佩喜 上海鐵路局科研所

介紹動(dòng)客車LED屏幕綜合測試儀的系統(tǒng)組成，以及LED屏幕性能檢測的多協(xié)議一體化的解決手段。

LED屏幕;故障檢測檢修;通訊協(xié)議分析;多協(xié)議一體化開發(fā)

動(dòng)車組LED屏幕是旅客正確乘坐動(dòng)車組的重要信息來源，它提供旅客有關(guān)本編組列車的車次、車號(hào)、當(dāng)前時(shí)間、起點(diǎn)終點(diǎn)站和各停靠車站、列車運(yùn)行速度、當(dāng)前車內(nèi)外溫度、旅客乘坐注意事項(xiàng)以及與高鐵運(yùn)行的相關(guān)信息，始終保證動(dòng)車組LED屏幕的功能正常，對于方便旅客乘車至關(guān)重要。

目前我局配屬的動(dòng)車組型號(hào)主要有CRH1，CRH2和CRH3等車型，動(dòng)車組LED屏幕基本由車次、車號(hào)、時(shí)間和滾動(dòng)顯示信息模塊組成，如圖1所示。

圖1 動(dòng)車組LED屏幕組成

由于每種車型的制造廠商不同，主控臺(tái)控制系統(tǒng)軟硬件不同，網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議（物理接口，電氣特性）不同，因此，對于LED顯示屏的故障檢修工作帶來諸多不便，為了開展現(xiàn)場維護(hù)工作，迫切需要開發(fā)一套基于多協(xié)議一體化的LED屏幕檢修測試平臺(tái)。

1 LED顯示屏綜合檢測平臺(tái)的組成及功能

LED顯示屏綜合檢測平臺(tái)由電源系統(tǒng)、多協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器、系統(tǒng)顯示單元、多功能串口通信控制軟件和屏幕測試主控軟件等部分組成。該系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計(jì)，可以分為電源測試系統(tǒng)、檢測通信接口、測試屏幕壞點(diǎn)、檢測顯示模式。電源系統(tǒng)是把220 V交流電轉(zhuǎn)換為各種LED屏幕的不同供電標(biāo)準(zhǔn)電源DC100 V或AC110 V。多協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器由系統(tǒng)主機(jī)、運(yùn)行控制軟件、測試主控軟件組成。系統(tǒng)顯示單元是在面板上顯示系統(tǒng)電源狀態(tài)，各項(xiàng)參數(shù)。

2 LED屏幕綜合檢測平臺(tái)各模塊原理

2.1 多協(xié)議轉(zhuǎn)換控制器

針對各車型不同的LED屏幕物理接口，接線方式，串口通信的實(shí)現(xiàn)方式，識(shí)別電壓差分與電流環(huán)模式，調(diào)整不同的通信規(guī)程參數(shù)，統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為可以與主機(jī)串口232進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的方式。根據(jù)不同車型的車控總線協(xié)議，分別與之對應(yīng)的LED設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，以達(dá)到測試的目的。

2.2 多功能通信控制軟件

設(shè)置豐富的調(diào)試功能，非常專業(yè)的測試功能，監(jiān)視功能可以監(jiān)視別的應(yīng)用程序?qū)Υ诘娜魏卧L問，過濾可以不占用串口資源而對數(shù)據(jù)流進(jìn)行更改。

調(diào)試檢測方式主要針對不同車型或不同LED廠家設(shè)備與之進(jìn)行調(diào)試檢測，逐行檢測掃描、字庫檢測、LED故障定位、模擬顯示車站信息、目的地信息、速度信息等。

2.3 輔助模塊

GPS定位檢測模塊:利用GPS模擬信息仿真實(shí)際環(huán)境顯示定位位置信息。環(huán)境溫度/濕度檢測模塊:采集實(shí)際的環(huán)境參數(shù)，模擬仿真顯示到LED屏幕。工作電壓電流檢測模塊:檢測LED實(shí)際的供電模塊的狀態(tài)。

2.4 屏幕測試主控軟件

主要包括以下模塊：系統(tǒng)設(shè)置模塊（廠商選擇，通信方式）；主要針對LED廠家的選擇顯示數(shù)據(jù)處理模塊（根據(jù)不同廠商型號(hào)LED屏幕進(jìn)行不同顯示方式的控制字符打包）;顯示控制模塊（顯示內(nèi)容輸入，顯示方式選擇，顯示效果展現(xiàn)）;測試內(nèi)容記錄與歷史記錄保存。

3 LED屏幕綜合檢測平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)和攻關(guān)點(diǎn)

分析和確認(rèn)各廠商通信硬件接口數(shù)據(jù)線定義，分析和判斷數(shù)據(jù)通信協(xié)議，分析和判斷數(shù)據(jù)通信硬件實(shí)現(xiàn)方式（差分電壓的不同方式，電流環(huán)），分析和判斷顯示屏顯示控制的數(shù)據(jù)打包方式和控制字符定義，軟件各個(gè)模塊的編程。

4 測試平臺(tái)操作臺(tái)技術(shù)要求和檢測功能

4.1 操作臺(tái)要求

廣義的長白山是指長白山脈的主峰與主脈，包括中國遼寧、吉林、黑龍江三省東部山地以及俄羅斯遠(yuǎn)東和朝鮮半島諸多余脈的總稱；狹義的長白山則是指位于白山市東南部地區(qū)，東經(jīng)127°40'—128° 16'， 北 緯 41° 35'—42°25'之間的地帶。

操作臺(tái)內(nèi)架采用鋼件構(gòu)成，可拆卸組裝，均采用噴塑工藝。

主機(jī)采用IPC-610L工控機(jī)（硬盤160 G，內(nèi)存1 G，標(biāo)準(zhǔn)主板），顯示器采用19寸液晶顯示屏（聯(lián)想配套鍵盤），菜單選項(xiàng)，界面操作友好；

在操作臺(tái)操作面的顯示器上模擬電子屏顯示器各種功能輸出，以便觀察檢測顯示器的動(dòng)態(tài)，采用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，自動(dòng)生成檢測表格，并具有查詢打印功能。

能檢測多種車型電子顯示屏的主控CPU電路板;符合設(shè)置車號(hào)的條件。

操作面板應(yīng)設(shè)AC220 V、DC110 V、DC5 V電壓表?？傠娫丛O(shè)漏電開關(guān)，開啟采用鑰匙開關(guān)，帶有急停按鈕。待測設(shè)備電源配啟動(dòng)按鈕，總電源與待測設(shè)備電源由接觸器控制。接線端子具有打印線號(hào)標(biāo)示。

4.2 便攜式要求

采用新型箱式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，配備移動(dòng)工作站、電源模塊、溫濕度采樣模塊、GPS定位器、外置LED接口插座，具有易儲(chǔ)放、攜帶方便特點(diǎn) 。

箱體采用工程塑料，耐熱抗寒、可抗強(qiáng)力沖擊；防水并耐高低溫性能好，可承受各種惡劣條件。

電源部分具有防止過充、過放、短路保護(hù)裝置及開關(guān)防誤操作功能。

4.3 檢修功能

能檢測顯示的電子顯示屏的工作電壓及電流（計(jì)算顯示電子顯示屏的功率），自動(dòng)計(jì)算顯示功率。通電試驗(yàn)電源應(yīng)在-40℃~+45℃工作可靠。檢測各型號(hào)LED的原有顯示模式與顯示內(nèi)容；檢測16點(diǎn)陣LED漏點(diǎn)率；檢測國家Ⅱ級字庫集成塊。檢測通訊接口應(yīng)符合RS485接口協(xié)議（非RS485接口的屏幕另外設(shè)計(jì)），檢測顯示主控站信息顯示應(yīng)正常，掉電不保存，但應(yīng)顯示預(yù)置內(nèi)容。檢測顯示模塊應(yīng)于主控板采用規(guī)定接口連接，采用串行數(shù)據(jù)及十六分之一行掃描，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路和電阻限流處理后，使信息顯示在模塊上。檢測外接溫度傳感器接口與CPU的控制信號(hào)工作的關(guān)系是否良好。外溫檢測及GPS能同步良好工作。

5 結(jié)束語

動(dòng)客車多協(xié)議一體化LED屏幕綜合測試平臺(tái)系統(tǒng)的使用，能提高LED的檢修效率，大大降低維護(hù)成本，采用軟硬件相結(jié)合的技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、本地、簡單、方便的檢測，具備較高的智能化程序；能提高檢測速度，降低錯(cuò)、漏檢率，提高工作效率，滿足鐵路降低維護(hù)成本的需要。

責(zé)任編輯：王華 宋立成

來稿日期：2015-08-12