[发明专利]一种用于机车的WORLDFIP数据记录单元及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于WORLDFIP网络技术的机车车辆的网络控制装置，尤其涉及一种用于机车的WORLDFIP数据记录单元及其工作方法。

背景技术

WORLDFIP网络是一种专门为机车车辆总线设计的网络，目前已成为一种在国外和国内大量使用的高可靠性现场总线网络，是IEC61375-3标准的一个重要组成部分，但由于专业性强，对外接口还不是特别方便。

数据记录仪是目前机车车辆上逐渐广泛应用的一个数据存储设备，一般放置在司机室内，方便维护人员对数据进行下载和分析。当车辆回库后，维护人员可以下载存储在数据记录仪上的故障以及车辆运行的文件，并借助相关的上位机分析软件进行对整车的运行情况做相关的判断和分析。

虽然各个厂家生产的数据记录单元结构不一样，但都遵循方便安装和维护、方便下载数据进行分析的原则。不过，由于机车车辆的特殊应用性，很多的核心技术被国外垄断，导致国外的数据记录仪价格十分昂贵。而且，国外的数据记录仪结构和功能上均不能完全满足用户需求，很多用户的需求很多，需要记录单元的可扩展性能，需要对数据记录单元接口进行更改，可国外厂家从来不满足用户的需求。因此，发明一种价格低、实用性强，功能完善的机车车辆用数据记录单元十分必要。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种价格低、实用性强的用于机车的WORLDFIP数据记录单元及其工作方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于机车的WORLDFIP数据记录单元，包括WORLDFIP协议控制器、WORLDFIP总线收发器和WORLDFIP变压器隔离器，所述的WORLDFIP协议控制器通过内部总线依次与WORLDFIP总线收发器、WORLDFIP变压器隔离器和WORLDFIP总线双向连接；所述的WORLDFIP协议控制器还通过内部总线依次与高速单片机、PC104总线接口双向连接，所述的PC104总线接口与PC104 X86接口卡的PC104总线通过内部总线双向连接，所述的PC104 X86接口卡的PC104输出端与数据存储单元的输入端连接；所述的高速单片机是C8051F040处理器，所述的PC104X86接口卡是x86的PC104 CPU板卡。

一种用于机车的WORLDFIP数据记录单元的工作方法，包括以下步骤：

A、WORLDFIP总线收发器将WORLDFIP协议控制器送来的数字信号转换成曼彻斯特信号，经WORLDFIP变压器隔离器送出，或者将WORLDFIP变压器隔离器送来的曼彻斯特网络信号解码为数字信号，送入WORLDFIP协议控制器；

B、WORLDFIP协议控制器将高速单片机要传输的变量MPC或消息MSG打包成WORLDFIP网络协议规定的数据流送到WORLDFIP总线收发器或者将WORLDFIP总线收发器送来的信号解析成标准数据并存储起来；

C、高速单片机负责控制WORLDFIP协议控制器的工作时序和PC104数据流的生成，并负责电压监视、软件狗和/或工作电源的控制；

D、PC104总线接口是PC104总线的对外接口电路，它将外总线信号解调成PC104总线的数据流，将数据传送给高速单片机进行数据处理，并将其生成的PC104信号送到PC104总线接口生成符合PC104总线通讯的信号与PC104X86接口卡通信，PC104X86接口卡将数据处理后交由数据存储单元进行存储和记录。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、由于本发明采用的PC104通讯方式是目前应用广泛的通讯方式之一，具有接口简单、价格低廉、调试方便、性能可靠、而且在通信速率上完全和WORLDFIP网络匹配等优点。特别是在机车车辆、电厂等领域，具有数据记录的实时性高、响应时间快等特点，将PC104总线与WORLDFIP总线技术结合起来，将专用的WORLDFIP数据流变换为通用的PC104总线数据。PC104X86接口卡在工业控制领域被广泛应用，其扩展性能强，对数据存储单元的扩展十分方便，而且也支持键盘、显示屏和鼠标等接口的接入，方便了系统的调试。本发明将机车车辆领域专用的WORLDFIP总线机制和有着广泛应用基础的PC104X86接口卡以及相关的数据存储单元相结合，创造出了一种新型的基于WORLDFIP接口的数据记录单元，对于实现机车车辆的数据记录单元的推广具有十分重要的意义，具有可靠性、灵活性、通用性、成本低等优点。