动客车多协议一体化LED屏幕综合检测仪研究

朱明忠 上海铁路局上海车辆工贸有限公司

傅佩喜 上海铁路局科研所

动客车多协议一体化LED屏幕综合检测仪研究

朱明忠 上海铁路局上海车辆工贸有限公司

傅佩喜 上海铁路局科研所

介绍动客车LED屏幕综合测试仪的系统组成，以及LED屏幕性能检测的多协议一体化的解决手段。

LED屏幕;故障检测检修;通讯协议分析;多协议一体化开发

动车组LED屏幕是旅客正确乘坐动车组的重要信息来源，它提供旅客有关本编组列车的车次、车号、当前时间、起点终点站和各停靠车站、列车运行速度、当前车内外温度、旅客乘坐注意事项以及与高铁运行的相关信息，始终保证动车组LED屏幕的功能正常，对于方便旅客乘车至关重要。

目前我局配属的动车组型号主要有CRH1，CRH2和CRH3等车型，动车组LED屏幕基本由车次、车号、时间和滚动显示信息模块组成，如图1所示。

图1 动车组LED屏幕组成

由于每种车型的制造厂商不同，主控台控制系统软硬件不同，网络通信协议（物理接口，电气特性）不同，因此，对于LED显示屏的故障检修工作带来诸多不便，为了开展现场维护工作，迫切需要开发一套基于多协议一体化的LED屏幕检修测试平台。

1 LED显示屏综合检测平台的组成及功能

LED显示屏综合检测平台由电源系统、多协议转换控制器、系统显示单元、多功能串口通信控制软件和屏幕测试主控软件等部分组成。该系统采用模块化的设计，可以分为电源测试系统、检测通信接口、测试屏幕坏点、检测显示模式。电源系统是把220 V交流电转换为各种LED屏幕的不同供电标准电源DC100 V或AC110 V。多协议转换控制器由系统主机、运行控制软件、测试主控软件组成。系统显示单元是在面板上显示系统电源状态，各项参数。

2 LED屏幕综合检测平台各模块原理

2.1 多协议转换控制器

针对各车型不同的LED屏幕物理接口，接线方式，串口通信的实现方式，识别电压差分与电流环模式，调整不同的通信规程参数，统一转换为可以与主机串口232进行数据通讯的方式。根据不同车型的车控总线协议，分别与之对应的LED设备进行数据交换，以达到测试的目的。

2.2 多功能通信控制软件

设置丰富的调试功能，非常专业的测试功能，监视功能可以监视别的应用程序对串口的任何访问，过滤可以不占用串口资源而对数据流进行更改。

调试检测方式主要针对不同车型或不同LED厂家设备与之进行调试检测，逐行检测扫描、字库检测、LED故障定位、模拟显示车站信息、目的地信息、速度信息等。

2.3 辅助模块

GPS定位检测模块:利用GPS模拟信息仿真实际环境显示定位位置信息。环境温度/湿度检测模块:采集实际的环境参数，模拟仿真显示到LED屏幕。工作电压电流检测模块:检测LED实际的供电模块的状态。

2.4 屏幕测试主控软件

主要包括以下模块：系统设置模块（厂商选择，通信方式）；主要针对LED厂家的选择显示数据处理模块（根据不同厂商型号LED屏幕进行不同显示方式的控制字符打包）;显示控制模块（显示内容输入，显示方式选择，显示效果展现）;测试内容记录与历史记录保存。

3 LED屏幕综合检测平台关键技术和攻关点

分析和确认各厂商通信硬件接口数据线定义，分析和判断数据通信协议，分析和判断数据通信硬件实现方式（差分电压的不同方式，电流环），分析和判断显示屏显示控制的数据打包方式和控制字符定义，软件各个模块的编程。

4 测试平台操作台技术要求和检测功能

4.1 操作台要求

广义的长白山是指长白山脉的主峰与主脉，包括中国辽宁、吉林、黑龙江三省东部山地以及俄罗斯远东和朝鲜半岛诸多余脉的总称；狭义的长白山则是指位于白山市东南部地区，东经127°40'—128° 16'， 北 纬 41° 35'—42°25'之间的地带。

操作台内架采用钢件构成，可拆卸组装，均采用喷塑工艺。

主机采用IPC-610L工控机（硬盘160 G，内存1 G，标准主板），显示器采用19寸液晶显示屏（联想配套键盘），菜单选项，界面操作友好；

在操作台操作面的显示器上模拟电子屏显示器各种功能输出，以便观察检测显示器的动态，采用数据库管理系统，自动生成检测表格，并具有查询打印功能。

能检测多种车型电子显示屏的主控CPU电路板;符合设置车号的条件。

操作面板应设AC220 V、DC110 V、DC5 V电压表。总电源设漏电开关，开启采用钥匙开关，带有急停按钮。待测设备电源配启动按钮，总电源与待测设备电源由接触器控制。接线端子具有打印线号标示。

4.2 便携式要求

采用新型箱式结构设计，配备移动工作站、电源模块、温湿度采样模块、GPS定位器、外置LED接口插座，具有易储放、携带方便特点 。

箱体采用工程塑料，耐热抗寒、可抗强力冲击；防水并耐高低温性能好，可承受各种恶劣条件。

电源部分具有防止过充、过放、短路保护装置及开关防误操作功能。

4.3 检修功能

能检测显示的电子显示屏的工作电压及电流（计算显示电子显示屏的功率），自动计算显示功率。通电试验电源应在-40℃~+45℃工作可靠。检测各型号LED的原有显示模式与显示内容；检测16点阵LED漏点率；检测国家Ⅱ级字库集成块。检测通讯接口应符合RS485接口协议（非RS485接口的屏幕另外设计），检测显示主控站信息显示应正常，掉电不保存，但应显示预置内容。检测显示模块应于主控板采用规定接口连接，采用串行数据及十六分之一行扫描，经驱动电路和电阻限流处理后，使信息显示在模块上。检测外接温度传感器接口与CPU的控制信号工作的关系是否良好。外温检测及GPS能同步良好工作。

5 结束语

动客车多协议一体化LED屏幕综合测试平台系统的使用，能提高LED的检修效率，大大降低维护成本，采用软硬件相结合的技术实现自动化、本地、简单、方便的检测，具备较高的智能化程序；能提高检测速度，降低错、漏检率，提高工作效率，满足铁路降低维护成本的需要。

责任编辑：王华 宋立成

来稿日期：2015-08-12