動客車多協議一體化LED屏幕綜合檢測儀研究

朱明忠 上海鐵路局上海車輛工貿有限公司

傅佩喜 上海鐵路局科研所

動客車多協議一體化LED屏幕綜合檢測儀研究

朱明忠 上海鐵路局上海車輛工貿有限公司

傅佩喜 上海鐵路局科研所

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

LED屏幕;故障檢測檢修;通訊協議分析;多協議一體化開發

動車組LED屏幕是旅客正確乘坐動車組的重要信息來源，它提供旅客有關本編組列車的車次、車號、當前時間、起點終點站和各停靠車站、列車運行速度、當前車內外溫度、旅客乘坐注意事項以及與高鐵運行的相關信息，始終保證動車組LED屏幕的功能正常，對于方便旅客乘車至關重要。

目前我局配屬的動車組型號主要有CRH1，CRH2和CRH3等車型，動車組LED屏幕基本由車次、車號、時間和滾動顯示信息模塊組成，如圖1所示。

圖1 動車組LED屏幕組成

由于每種車型的制造廠商不同，主控臺控制系統軟硬件不同，網絡通信協議（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，為了開展現場維護工作，迫切需要開發一套基于多協議一體化的LED屏幕檢修測試平臺。

1 LED顯示屏綜合檢測平臺的組成及功能

LED顯示屏綜合檢測平臺由電源系統、多協議轉換控制器、系統顯示單元、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。該系統采用模塊化的設計，可以分為電源測試系統、檢測通信接口、測試屏幕壞點、檢測顯示模式。電源系統是把220 V交流電轉換為各種LED屏幕的不同供電標準電源DC100 V或AC110 V。多協議轉換控制器由系統主機、運行控制軟件、測試主控軟件組成。系統顯示單元是在面板上顯示系統電源狀態，各項參數。

2 LED屏幕綜合檢測平臺各模塊原理

2.1 多協議轉換控制器

針對各車型不同的LED屏幕物理接口，接線方式，串口通信的實現方式，識別電壓差分與電流環模式，調整不同的通信規程參數，統一轉換為可以與主機串口232進行數據通訊的方式。根據不同車型的車控總線協議，分別與之對應的LED設備進行數據交換，以達到測試的目的。

2.2 多功能通信控制軟件

設置豐富的調試功能，非常專業的測試功能，監視功能可以監視別的應用程序對串口的任何訪問，過濾可以不占用串口資源而對數據流進行更改。

調試檢測方式主要針對不同車型或不同LED廠家設備與之進行調試檢測，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模擬信息仿真實際環境顯示定位位置信息。環境溫度/濕度檢測模塊:采集實際的環境參數，模擬仿真顯示到LED屏幕。工作電壓電流檢測模塊:檢測LED實際的供電模塊的狀態。

2.4 屏幕測試主控軟件

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

3 LED屏幕綜合檢測平臺關鍵技術和攻關點

分析和確認各廠商通信硬件接口數據線定義，分析和判斷數據通信協議，分析和判斷數據通信硬件實現方式（差分電壓的不同方式，電流環），分析和判斷顯示屏顯示控制的數據打包方式和控制字符定義，軟件各個模塊的編程。

4 測試平臺操作臺技術要求和檢測功能

4.1 操作臺要求

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，東經127°40'—128° 16'， 北 緯 41° 35'—42°25'之間的地帶。

操作臺內架采用鋼件構成，可拆卸組裝，均采用噴塑工藝。

主機采用IPC-610L工控機（硬盤160 G，內存1 G，標準主板），顯示器采用19寸液晶顯示屏（聯想配套鍵盤），菜單選項，界面操作友好；

在操作臺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態，采用數據庫管理系統，自動生成檢測表格，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;符合設置車號的條件。

操作面板應設AC220 V、DC110 V、DC5 V電壓表。總電源設漏電開關，開啟采用鑰匙開關，帶有急停按鈕。待測設備電源配啟動按鈕，總電源與待測設備電源由接觸器控制。接線端子具有打印線號標示。

4.2 便攜式要求

采用新型箱式結構設計，配備移動工作站、電源模塊、溫濕度采樣模塊、GPS定位器、外置LED接口插座，具有易儲放、攜帶方便特點 。

箱體采用工程塑料，耐熱抗寒、可抗強力沖擊；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、短路保護裝置及開關防誤操作功能。

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（計算顯示電子顯示屏的功率），自動計算顯示功率。通電試驗電源應在-40℃~+45℃工作可靠。檢測各型號LED的原有顯示模式與顯示內容；檢測16點陣LED漏點率；檢測國家Ⅱ級字庫集成塊。檢測通訊接口應符合RS485接口協議（非RS485接口的屏幕另外設計），檢測顯示主控站信息顯示應正常，掉電不保存，但應顯示預置內容。檢測顯示模塊應于主控板采用規定接口連接，采用串行數據及十六分之一行掃描，經驅動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的控制信號工作的關系是否良好。外溫檢測及GPS能同步良好工作。

5 結束語

動客車多協議一體化LED屏幕綜合測試平臺系統的使用，能提高LED的檢修效率，大大降低維護成本，采用軟硬件相結合的技術實現自動化、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、漏檢率，提高工作效率，滿足鐵路降低維護成本的需要。

責任編輯：王華 宋立成

來稿日期：2015-08-12