英德斯CPCI主板在軌道交通中的應(yīng)用
jiaotong
英德斯電子
一、 系統(tǒng)概述
火車在諸路段運(yùn)行期間，各鐵路局有必要也必須對駛經(jīng)本轄區(qū)的車輛進(jìn)行監(jiān)控統(tǒng)計(jì)。應(yīng)用于此的工控機(jī)，傳統(tǒng)使用的是PCI總線的金手指插卡形式。由于設(shè)備靠近鐵軌，火車經(jīng)過時(shí)會(huì)對其造成震動(dòng)影響，金手指連接方式不牢固的缺點(diǎn)就明顯的暴露出來，容易出現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定、信號采集不完整、通信錯(cuò)誤等問題，而一旦設(shè)備出現(xiàn)問題進(jìn)行維修時(shí)還必須將其停止運(yùn)行。面對鐵路運(yùn)輸任務(wù)日益繁重、對開車輛逐漸增多的現(xiàn)狀，使用CPCI產(chǎn)品代替原有IPC工控機(jī)是一大趨勢。
二、 系統(tǒng)要求
CPCI標(biāo)準(zhǔn)是一種新的開放式工業(yè)計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，它具有開放性、良好的散熱性、高穩(wěn)定性、高可靠性及可熱插拔等特點(diǎn)，適用于工業(yè)現(xiàn)場、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、儀器測量，共同特點(diǎn)是模塊化、強(qiáng)固結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要由三項(xiàng)領(lǐng)先技術(shù)綜合而成：
1、PCI局部總線的電氣特性。
2、工業(yè)級封裝結(jié)構(gòu)和規(guī)格
3、2mm高密度針孔連接器
從機(jī)箱前/后面插拔板卡，板卡通過連接器和導(dǎo)軌固定，前面板還有緊固螺絲，豎直安裝的板卡，改善了散熱條件，比PCI的金手指連接具有更好的抗沖擊、抗震動(dòng)特性。針孔連接器完全氣密的特點(diǎn)，使得板卡抗腐蝕性大大提高，并且增加了負(fù)載能力。更具吸引力的特點(diǎn)是熱插拔，就是在運(yùn)行系統(tǒng)不斷電條件下，拔出或插入功能模板，而不破壞系統(tǒng)的正常工作的一種技術(shù)，這大大提高了設(shè)備的易維護(hù)性。
三、 系統(tǒng)描述
火車車輛監(jiān)控統(tǒng)計(jì)中，使用一整套CPCI設(shè)備，包括CPCI機(jī)箱、底板、主板、功能板等。在各路局路段交界處，將設(shè)備安放于鐵軌附件的基站內(nèi)，鐵軌上置有數(shù)個(gè)傳感器，其功能是探測過軌的車輪，每當(dāng)有車輪經(jīng)過，傳感器均會(huì)發(fā)出相應(yīng)信號，使用CPCI功能板將此信號采集、存儲(chǔ)，進(jìn)而實(shí)行下一步處理。比如可以據(jù)此得出經(jīng)過車輪的數(shù)量，推算出火車車節(jié)數(shù)；根據(jù)采集信號的時(shí)間間隔，可以推算出火車行駛車速；根據(jù)傳感器發(fā)出信號的先后順序確定列車行駛方向。利用另一種CPCI解碼板對車廂類型進(jìn)行探測，大多客運(yùn)車廂、貨運(yùn)車廂及其它功能車廂都有其獨(dú)特的標(biāo)簽號，在列車經(jīng)過時(shí)，通過解碼板采集到各車廂的標(biāo)簽號，即可知悉所過列車執(zhí)行的是何種運(yùn)輸。上述信息對于各鐵路局對轄區(qū)內(nèi)行駛車輛的統(tǒng)一調(diào)配具有重要意義。每種功能板都實(shí)現(xiàn)備份安裝，這既確保了采集數(shù)據(jù)的正確性，又使得萬一其中一塊板卡失常，另一塊仍然繼續(xù)工作，不影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。同時(shí)對于失常的板卡，可以直接從機(jī)箱內(nèi)拔出，將新卡插入，充分利用CPCI產(chǎn)品熱插拔特性，保證系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行，方便維護(hù)。
四、 系統(tǒng)框圖
系統(tǒng)構(gòu)成示意圖
五、 項(xiàng)目產(chǎn)品清單
上述功能利用英德斯CPCI平臺(tái)實(shí)現(xiàn)：選擇4U機(jī)箱CPC-QM77，有8個(gè)CPCI插槽，配冗余可熱插拔專用電源，風(fēng)扇模塊易于拆卸，方便維修。主控卡采用CPCI-QM77，這是一款I(lǐng)NTEL Ivy bridge的系統(tǒng)板，具有高性能、低功耗的特點(diǎn)，集成了豐富的外圍接口，板載4G內(nèi)存，抗震動(dòng)性強(qiáng)。為了滿足使用多個(gè)串口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?，，它提供?個(gè)串口，其中1個(gè)是RS232,4個(gè)TTL。在此基礎(chǔ)上配合鐵路部門專用的功能板卡，即可完成車輛監(jiān)控統(tǒng)計(jì)。
六、產(chǎn)品優(yōu)勢
1、國內(nèi)最強(qiáng)大的CPCI產(chǎn)品研發(fā)隊(duì)伍，可提供國內(nèi)最完善、最齊全的CPCI加固產(chǎn)品解決方案。
2、英德斯CPCI產(chǎn)品應(yīng)用于軌道交通、物聯(lián)網(wǎng)、智能交通、軍工國防、智能制造、醫(yī)療儀器、智慧城市、智能家居等多個(gè)行業(yè)。
3、產(chǎn)品經(jīng)過如性能、功能、可靠性、可維護(hù)性、抗震動(dòng)性、抗沖擊性、抗寬溫環(huán)境變化性等各種測試，完全能保證其產(chǎn)品的穩(wěn)定性與可靠性。
七、結(jié)論
綜上所述，CompactPCI是PCI總線的電氣和軟件加上歐洲卡，它具有在不關(guān)閉系統(tǒng)的情況下的“即插即用“功能，該功能的實(shí)現(xiàn)對高可用系統(tǒng)和容錯(cuò)系統(tǒng)非常重要。使用CPCI產(chǎn)品，可以縮短開發(fā)時(shí)間、降低維護(hù)費(fèi)用、提升系統(tǒng)的整體性能。隨著國家對鐵路建設(shè)的大力投入，也隨著高速鐵路的大力發(fā)展，鐵路系統(tǒng)對其設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性要求越來越高。英德斯人用實(shí)際行動(dòng)創(chuàng)造出高可靠的英德斯產(chǎn)品。
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