列車車載GPS智能里程表的網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)

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(luò)通信控制器WebChip進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)管理的智能里程表設(shè)計(jì),并給出了具體設(shè)計(jì)方案。
關(guān)鍵詞：車輛管理；GPS；WebChip；CPLD

引言
在鐵路列車車輛管理過程中，對(duì)列車每一節(jié)車廂行駛里程的統(tǒng)計(jì)，是對(duì)車廂進(jìn)行管理和維護(hù)的一個(gè)重要依據(jù)。因此，獲取精確的行駛里程對(duì)于鐵路系統(tǒng)的高效、安全運(yùn)營無疑是非常重要的。
計(jì)算行駛里程的傳統(tǒng)方法：一種是靠人工估計(jì)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且不夠準(zhǔn)確；另一種是通過計(jì)算列車車輪行駛的距離，這種方法操作復(fù)雜，并且測量數(shù)據(jù)也不精確。針對(duì)傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)列車?yán)锍谭椒ㄐ实?、?shù)據(jù)不準(zhǔn)確的弱點(diǎn)，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(luò)通信控制器WebChip進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)管理的智能里程表設(shè)計(jì)方案。實(shí)現(xiàn)了對(duì)鐵路列車車輛行駛里程的高速、高效管理與維護(hù)，提高了列車運(yùn)營安全系數(shù)。

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)
具體設(shè)計(jì)框架如圖1所示。首先，GPS接收機(jī)接收GPS衛(wèi)星發(fā)送的報(bào)文信息，并傳遞給車載GPS智能里程表，里程表系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行報(bào)文解析，從中取出相關(guān)信息，計(jì)算出行駛里程。然后由網(wǎng)絡(luò)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(guān)服務(wù)器mBeded Server。網(wǎng)關(guān)服務(wù)器通常是一臺(tái)處于列車內(nèi)的PC機(jī)，而指揮控制中心處于列車外特定的地點(diǎn)，這就要求網(wǎng)關(guān)服務(wù)器和指揮控制中心以某種方式進(jìn)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(luò)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(tái)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(luò)化設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)
車載GPS智能里程表是整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)終端，是設(shè)計(jì)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(jī)W78E58，主要完成下列功能: 通過串口通信口能夠接收GPS接收機(jī)信號(hào)并算出行駛里程；通過鍵盤能夠設(shè)定或修改行駛里程初值；通過LCD液晶屏能夠顯示時(shí)間、速度、經(jīng)度、緯度等觀測量；行駛到達(dá)一定里程可以通過LED狀態(tài)指示，蜂鳴器自動(dòng)報(bào)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(chǔ)數(shù)據(jù)等。
GPS接收機(jī)
GPS接收機(jī)選用GN80，這一款接收機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是功耗低，跟蹤時(shí)電流為58mA；體積小，僅為33