[发明专利]一种基于PowerBus总线的铁鞋动态智能充电系统及其方法

说明书

本发明公开了一种基于PowerBus总线的铁鞋动态智能充电系统，它包括防溜器具箱主站、16个智能铁鞋从站、以及PowerBus总线；16个智能铁鞋从站基于PowerBus总线连接于防溜器具箱主站上。主站检测到某铁鞋电量后、动态判断是否需充电、远程启动或关闭从站充电电路，动态调整充电电流供给；铁鞋电量充满后，电量采集电路输出一个控制信号断开电源充电开关，停止给铁鞋充电。

技术领域

本发明涉及铁路车辆防溜领域，尤其是适用于铁鞋使用管理密度较大站场，具体涉及一种基于PowerBus总线的铁鞋动态智能充电系统及其方法。

背景技术

传统的智能铁鞋充电方式是将防溜器具箱充电线路上直接串联多个智能铁鞋，充电供电线路与铁鞋的电量数据通信线路相互独立，需要铁鞋对外接口多，不易提高铁鞋防护等级，造成维护难、不易工程实施或实施成本高的问题；对于铁鞋使用管理密度较大的站场，大量铁鞋数据与充电系统通信时会导致上传数据拥塞甚至错误，并有可能导致整个系统崩溃。现有的铁鞋充电系统，不易集中管理铁鞋充电，没有智能化充电方法，铁鞋与防溜器具箱之间通信不可靠、数据不同步、实时性差、数据传输效率低。无法根据铁鞋数量进行相应的电源数量配置，导致系统电量浪费、充电电流不稳定以及充电效率低。

发明内容

本发明针对背景技术中存在的问题，提出了一种基于PowerBus总线的铁鞋动态智能充电系统及其方法。

技术方案：

本发明首先公开了一种基于PowerBus总线的铁鞋动态智能充电系统，它包括防溜器具箱主站、16个智能铁鞋从站、以及PowerBus总线；16个智能铁鞋从站基于PowerBus总线连接于防溜器具箱主站上。

优选的，所述的防溜器具箱主站包括主站控制器、主站通信模块、显示模块、存储模块、以太网模块、以及电源转化模块；

所述的主站控制器是防溜器具箱的控制核心，协调各模块的运行以及对数据进行处理，具有3路串口、2路I2C接口、2路SPI接口；其中，一路UART串口与主站通信模块的串行数据总线连接；一路I2C接口与显示模块的二线制同步串行总线连接；SPI1接口与存储模块的通信接口连接；SPI2接口与以太网模块通信接口连接；所述的主站通信模块负责对总线提供电源管理，实现对总线的供电、通讯和故障检测；

所述的主站通信模块输入端与电源转化模块输出端相连，主站通信模块输出端与所述的 PowerBus总线相连接以调制控制信号并提供充电电源，主站通信模块的串口通信接口与主站控制器的串口UART连接；

所述的显示模块为LCD显示屏，显示模块显示各个从站智能铁鞋编码以及剩余电量，显示模块的二线制同步串行总线与主站控制器的I2C接口连接；

所述的存储模块为FLASH非易失存储器，存储模块的通信接口与主站控制器的SPI1接口连接；

所述的以太网模块支持硬件化的TCP/IP协议，将防溜器具箱与防溜监控系统上位机连接在一起，以太网模块的通信接口与主站控制器SPI2接口连接；

所述的电源转化模块包括降压电路、整流电路、多路电子开关以及供电电源，电源转化模块输入端接市电220V，将其降压和整流输出为12V，多路电子开关根据需要充电铁鞋的数量动态调整电源供给数量，电源转化模块的输入端接市电，电源转化模块的输出端与主站通信模块的输入端相连。

优选的，所述的智能铁鞋从站包括从站控制器、从站通信模块、隔离电路、电源模块、以及状态检测单元；

所述的从站控制器是智能铁鞋的控制核心，协调各模块的运行以及对数据进行计算处理，具有3路串口、2路I2C接口、2路SPI接口；其中，串口UART1与电源模块串行数据总线连接，串口UART2与隔离电路的逻辑输出接口连接，从站控制器通信总线与状态检测单元通信接口连接；