機車信息監控設備及其運行方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及機車信息監控領域，具體涉及一種機車信息監控設備及其運行方法。
【背景技術】
[0002]隨著鐵路建設的迅速發展，對鐵路運輸的安全要求也越來越高，從安全行車要求及實際情況出發，加裝了各種監測診斷車載設備，如走行部監測診斷設備、車頂絕緣檢測設備、各種視頻監控設備、防火監測設備等等。這些設備在保障機車安全運營方面發揮了重要作用，但同時也面臨一系列問題需要解決。這些設備都是各自獨立、功能單一、分散安裝的系統，兼容性和可擴展性差，給使用和維護帶來很多不便。而且，將來開發新的系統，每一種特定功能的系統開發，都需要對數據通信、系統電源、數據接口、總線協議等進行重復開發。在機車視頻監控方面，對數據圖像的多態性，以及視頻的分發處理，來達到適應不同用戶對不同視頻圖像的要求，不能夠得到很好的滿足。對數據的存儲、實時處理，電源控制及設備的穩定運行不能達到很高要求。
【發明內容】
[0003]為了解決現有技術中存在的問題，本發明提出一種機車信息監控設備及其運行方法，將分散系統融合，預留擴展功能插槽，采用滿足多種需要的多總線技術，具備冗余切換功能。
[0004]根據本發明的一個方面，提出了一種機車信息監控設備。所述機車信息監控設備包括:機箱；固定在機箱中的背板；從機箱前面板插入并與背板一側插接的多個功能板卡；從機箱后面板插入并與背板另一側插接的一個或多個外部接口板；其中:所述背板包括插接所述多個功能板卡的多個插槽；所述多個功能板卡包括數據交換板，第一主控板，備用主控板，電源板以及一個或多個存儲板；所述一個或多個外部接口板在機箱后面板提供多個輸入輸出接口，包括電源輸入接口，數字信號輸入輸出接口以及模擬信號輸入輸出接口。
[0005]根據本發明的一個方面，所述背板具有位于一側的第一插接件和第二插接件，以及位于另一側的第三插接件，其中第二插接件和第三插接件耦接；所述功能板卡具有與所述第一插接件插接的第四插接件和與所述第二插接件插接的第五插接件；所述外部接口板具有與所述第三插接件插接的第六插接件。
[0006]根據本發明的一個方面，所述背板為3U 14槽的PC1-E背板，具有兩個交換槽位，分別為PC1-E交換槽位和網絡交換槽位，每個交換槽位都有兩對高速差分線對與各個槽位互聯，提供PC1-Exl或千兆以太網的數據傳輸通道，各個槽位之間通過一對高速差分對兩兩互聯。
[0007]根據本發明的一個方面，所述背板還具有RS485、CAN和/或I2C總線。
[0008]根據本發明的一個方面，所述數據交換板包括PC1-E數據交換板和網絡交換板；所述PC1-E數據交換板具有主芯片，所述主芯片為PLX的8619交換芯片。
[0009]根據本發明的一個方面，所述第一主控板和備用主控板均具有控制芯片和編解碼芯片，并均具有視頻輸入接口，背板總線接口，顯示接口，鍵盤輸入接口，電源輸入接口，網絡接口以及外部輸入輸出報警輸入接口。
[0010]根據本發明的一個方面，所述一個或多個存儲板分別包括一個或多個固態硬盤。
[0011]根據本發明的一個方面，所述電源板包括主電源板和備用電源板。
[0012]還提出了一種如上文所述的機車信息監控設備的運行方法，其特征在于:
[0013]步驟一，所述機車信息監控設備上電后，所述數據交換板的主芯片檢測背板各個槽位插接的功能板卡；
[0014]步驟二，當發現存在功能板卡時，查詢所述功能板卡的配置信息；
[0015]步驟三，當所述配置信息指示所述功能板卡支持網絡，則為所述功能板卡分配IP地址；
[0016]步驟四，控制各個功能板卡的上電順序直到各個功能板卡穩定運行。
[0017]根據本發明的一個方面，在步驟四后，執行步驟五，所述主芯片把各個功能板卡的配置信息通過廣播的方式發送給所有功能板卡，各個功能板卡根據該配置信息決定是否建立通信。
[0018]根據本發明的一個方面，所述運行方法還包括對新插入功能板卡的啟動流程，所述啟動流程包括:
[0019]當有新功能板卡插入背板的功能板卡槽位時，向所述數據交換板發送中斷信號；
[0020]所述數據交換板根據中斷信號啟動上電程序使所述新功能板卡上電；
[0021]新功能板卡上電穩定后，數據交換板查詢新功能板卡的配置信息；
[0022]新功能板卡向交換板上報槽位號和配置信息；
[0023]對帶網絡功能的新功能板卡分配內部IP地址；
[0024]數據交換板把新功能板卡的所有信息向除新功能板卡外的已有的其他功能板卡廣播；
[0025]其他功能板卡根據收到的信息更新本地配置信息表，建立和新功能板卡的通信。
[0026]根據本發明的一個方面，所述運行方法還包括第一主控板和備用主控板的切換流程，所述切換流程包括:
[0027]數據交換板將總線的控制權交給第一主控板所在的端口 ；
[0028]備用主控板監視第一主控板的工作狀態；
[0029]當第一主控板的工作狀態顯示出現故障時，備用主控板通知所述數據交換板；
[0030]所述數據交換板將總線的控制權從第一主板所在的端口切換到備用主控板所在的端口。
[0031]根據本發明的一個方面，所述運行方法還包括主控板的啟動流程，包括:
[0032]主控板上電后，首先讀取系統預設的參數配置，然后初始化編解碼芯片，掛載存儲板卡上的存儲器，最后啟動系統監控線程、存儲線程、編解碼線程以及輸入輸出線程。
[0033]根據本發明的一個方面，所述運行方法還包括主控板對于各個功能板卡的監控流程，包括:
[0034]讀取各個功能板卡的參數配置，獲得各個功能板卡的I2C地址；
[0035]通過I2C地址對各個功能板卡進行查詢；
[0036]選擇一塊功能板卡進行查詢，如果查詢結果表示該功能板卡運行正常，則選擇下一塊功能板卡繼續查詢；否則，檢查錯誤碼，復位該功能板卡，并選擇下一塊功能板卡繼續查詢；執行這一步驟直到所有功能板都完成檢查。
[0037]根據本發明的一個方面，所述運行方法還包括主控板對于存儲線程、編解碼線程、輸入輸出線程的監控流程，包括:
[0038]讀取存儲線程、編解碼線程、輸入輸出線程的狀態；
[0039]判斷是否有線程出錯，如果沒有出錯，則開始下一次檢查；否則，檢查錯誤碼，復位主控板，開始下一次檢查。
[0040]根據本發明的一個方面，所述運行方法還包括主控板的編解碼流程，包括:
[0041]讀取系統預設的參數配置；
[0042]利用所述參數配置對編解碼芯片進行初始化；
[0043]創建編碼線程和解碼線程以并行執行編碼流程和解碼流程；
[0044]其中，編碼流程執行以下步驟:
[0045]從編解碼芯片讀取一幀視頻壓縮數據，發送給存儲線程以將壓縮數據存儲在存儲板中，讀取下一幀視頻壓縮數據，重復執行本步驟直到完成所有幀的視頻壓縮和存儲；
[0046]其中，解碼線程執行以下步驟:
[0047]接收視頻回放信號；
[0048]判斷是否有回放要求，如果沒有，繼續執行上一步驟，否則，執行下一步驟；
[0049]根據回放時間參數調用存儲接口 ；
[0050]從存儲板讀取視頻幀并發送給編解碼芯片；
[0051]解碼并輸出視頻幀以顯示；
[0052]判斷回放是否結束，如果沒有，讀取下一幀并執行解碼直到回放結束；否則返回接收視頻回放信號步驟繼續執行。
[0053]根據本發明的一個方面，所述運行方法還包括視頻信號的處理流程，包括:
[0054]視頻信號輸入到機車信息監控設備的后面板；
[0055]后面板上的插接件將信號輸送到外部接口板；
[0056]經過外部接口板和背板以及背板和功能板卡的插接件，信號被輸送給主控板以對視頻信號進行處理，所述主控板將處理后的數據發給存儲板進行存儲或發送至網絡。
[0057]本發明提出的機車信息監控設備采用三段式板卡結構的插卡設計，多總線融合技術，有效的解決了系統通信傳輸、功能擴展和系統平滑升級等各方面問題，且大大節約了二次開發成本。