[發明專利]CANOPEN接口型機車用能耗記錄儀及其控制方法

無效

• 申請號: 200910010196.1
• 申請日: 2009-01-19
• 公開（公告）號: CN101477715A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 董笑辰;馬晨普;田雅華
• 申請（專利權）人: 中國北車股份有限公司大連電力牽引研發中心
• 主分類號: G07C5/08
• 分類號: G07C5/08
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司
• 代理人: 曲永祚

技術領域

本發明涉及機車網絡應用。

背景技術

目前用于機車能耗測量記錄的方法是基于傳統的控制方式，通過電壓、電流傳感器接收設備的電壓和電流值，然后將這些值通過硬線直接連接的方式送到司機室內，并與儀表相連，從而顯示或記錄能耗情況。由于這種方法需要將每個設備分別接入，設備越多所需的接線量越大，故搭建的測能系統復雜，使系統構成成本增加，可靠性降低，操作、維護及檢修工作也相對繁瑣。如今很多機車在控制上實現了網絡化，而記錄能耗需測量的電壓電流信息也和其他數據一樣在網絡上傳輸，如何使用一種設備從已搭建好的網絡上直接得到相關信息，從而避免傳統的測量方式帶來的問題，成為能耗測量的新方向。

發明內容

鑒于上述現有技術中所存在的問題，本發明的目的是研究設計一種新型的CANOPEN接口型機車用能耗記錄儀及其控制方法，直接從網絡上取出電壓電流信息進行記錄，從而拋棄了傳統的基于傳感器的控制方式，解決了所需設備多、接線量越大、搭建的測能系統復雜、使系統構成成本增加、可靠性降低、操作、維護及檢修工作也相對繁瑣等問題。本發明所述的CANOPEN接口型機車用能耗記錄儀，包括主控制器模塊、CAN信號接口單元、CAN信號采集單元、數據顯示控制單元和供電單元。所述的CAN信號接口單元通過主控制器模塊專用引腳TXD、RXD與主控制器模塊內置的CAN收發器接口CANRX、CANTX相連。所述的CAN信號采集單元通過多路地址數據總線AD0-AD7分別與主控制器模塊的P3.0-P3.7管腳建立連接，并將二者的ALE、WR、RD信號對應相連，將主控制器模塊的P0.4、P0.7、P5.7腳分別連接到控制引腳INT、RESET、CS。所述的數據顯示控制單元的D0-D7管腳與主控制器模塊的P7口數據線相連，鍵盤控制接口與主控制器模塊的P2.1-P2.5腳相連。所述的主控制器模塊通過P3口與前級模塊通信，通過P7口與后級模塊通信，并通過P0、P2、P4、P5口的部分引腳完成控制功能。所述的供電單元部分將+5V電壓送入到CAN信號接口單元、CAN信號采集單元、數據顯示控制單元的VCC供電引腳，將+3.3V電壓送入到主控制器模塊的+3.3V供電引腳，其中，供電單元的參考地輸出GND與所有GND引腳相連。其特征還在于CAN信號從CAN總線通過CAN信號接口單元和CAN信號采集單元輸入主控制器模塊，數據在主控制器模塊內進行解析、處理、存儲，最后以8位并口數據的形式發送給數據顯示控制單元。

本發明所述的主控制器模塊包括主控制芯片C8051F040；所述的CAN信號接口單元包括CAN收發器PCA82C250；所述的CAN信號采集單元包括CAN控制器SJA1000和CAN收發器PCA82C250；所述的數據顯示控制單元包括LCM12864ZK型液晶顯示屏和控制鍵盤；所述的供電單元部分包括+5V隔離芯片B0505T，電源轉換芯片AS1117M3-3.3，電源轉換芯片MIC5207。

本發明所述的CAN信號接口單元的CAN收發器PCA82C250通過專用接口TXD、RXD與CAN信號采集單元(2)的CAN控制器SJA1000接口CANRX、CANTX相連。

本發明所述CANOPEN接口型機車用能耗記錄儀的控制方法，其控制過程包括系統初始化和CAN郵箱初始化的步驟，其特征在于還包括下述步驟：

(1)CANOPEN參數配置；

(2)讀取電壓電流信息；

(3)計算能耗；

(4)顯示存儲信息；

(5)對是否檢測到按鍵信息進行判斷，并在下述步驟中進行選擇：

(6)無按鍵信息，返回初始化；

(7)有按鍵信息，進行鍵盤處理。

本發明的目的是提供一種基于CAN網絡系統的CANOPEN接口型機車用能耗記錄儀。當CANOPEN網絡應用于機車上時，幾乎所有數據都是通過網絡進行傳輸，在這個過程中機車運行的電壓電流等信息也由網絡系統的主控制器發送到CAN網(此過程由網絡自主完成)，設備則直接從網上讀取電壓電流信息進行記錄。整個系統包括硬件和軟件兩部分。

硬件的作用主要是為各模塊電路提供物理連接，接收或截留CAN?OPEN總線中的電壓、電流信號并負責信號物理傳輸過程，同時為設備提供工作電源。

軟件的作用是根據現場應用要求，將送入主控制器模塊中的數據進行處理。同時處理人機接口的鍵盤掃描工作。

附圖說明

本發明共有七張附圖，其中：

圖1系統結構框圖；

圖2總電路圖；