列車車載GPS智能里程表的網(wǎng)絡化設計

摘    要：本文提出了采用基于GPS的行駛里程數(shù)據(jù)采集和通過網(wǎng)絡通信控制器WebChip進行網(wǎng)絡化數(shù)據(jù)管理的智能里程表設計,并給出了具體設計方案。
關鍵詞：車輛管理；GPS；WebChip；CPLD

引言
在鐵路列車車輛管理過程中，對列車每一節(jié)車廂行駛里程的統(tǒng)計，是對車廂進行管理和維護的一個重要依據(jù)。因此，獲取精確的行駛里程對于鐵路系統(tǒng)的高效、安全運營無疑是非常重要的。
計算行駛里程的傳統(tǒng)方法：一種是靠人工估計，費時費力且不夠準確；另一種是通過計算列車車輪行駛的距離，這種方法操作復雜，并且測量數(shù)據(jù)也不精確。針對傳統(tǒng)統(tǒng)計列車里程方法效率低、數(shù)據(jù)不準確的弱點，本文提出了采用基于GPS的行駛里程數(shù)據(jù)采集和通過網(wǎng)絡通信控制器WebChip進行網(wǎng)絡化數(shù)據(jù)管理的智能里程表設計方案。實現(xiàn)了對鐵路列車車輛行駛里程的高速、高效管理與維護，提高了列車運營安全系數(shù)。

系統(tǒng)網(wǎng)絡化設計
具體設計框架如圖1所示。首先，GPS接收機接收GPS衛(wèi)星發(fā)送的報文信息，并傳遞給車載GPS智能里程表，里程表系統(tǒng)對其進行報文解析，從中取出相關信息，計算出行駛里程。然后由網(wǎng)絡通信控制器WebChip將列車行駛里程及檢修狀態(tài)等數(shù)據(jù)通過RS-485總線傳遞到網(wǎng)關服務器mBeded Server。網(wǎng)關服務器通常是一臺處于列車內(nèi)的PC機，而指揮控制中心處于列車外特定的地點，這就要求網(wǎng)關服務器和指揮控制中心以某種方式進行通信。如果列車處于站內(nèi)，由于其傳輸距離比較短，可以用無線Modem或有線方式將其接入Internet/Intranet網(wǎng)絡和指揮控制中心。如果列車處于站外，由于其傳輸距離比較長，因此必須采用無線方式接入。無線方式有電臺方式或現(xiàn)在流行的短信方式，通過GSM/GPRS通信網(wǎng)完成數(shù)據(jù)傳輸。

圖1  列車車載GPS智能里程表的網(wǎng)絡化設計示意圖

圖2  車載GPS智能里程表組成框圖

圖３  主控制器MCU軟件流程圖

車載GPS智能里程表
硬件系統(tǒng)的設計
車載GPS智能里程表是整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)終端，是設計的核心，其組成框圖如圖2所示。
主控制器MCU
MCU選用高性能單片機W78E58，主要完成下列功能: 通過串口通信口能夠接收GPS接收機信號并算出行駛里程；通過鍵盤能夠設定或修改行駛里程初值；通過LCD液晶屏能夠顯示時間、速度、經(jīng)度、緯度等觀測量；行駛到達一定里程可以通過LED狀態(tài)指示，蜂鳴器自動報警；通過SPI方式將數(shù)據(jù)傳送至RS-485總線；通過I2C方式或并行口存儲數(shù)據(jù)等。
GPS接收機
GPS接收機選用GN80，這一款接收機的優(yōu)點是功耗低，跟蹤時電流為58mA；體積小，僅為33