數字量輸出單元及數字量輸出板卡的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種數字量輸出單元及數字量輸出板卡。
【背景技術】
[0002]列車網絡控制系統主要通過遠程輸入輸出模塊(Remote Input Output Module,R1M)控制外部設備的工作，而數字量輸出板卡是R1M的重要組成部分，它采用繼電器作為開關元件，通過背板集成的控制器局域網(Controller Area Network, CAN)和RS485通信介質與控制單元進行數據交換，從而控制外部設備工作，數字量輸出板卡的穩定性直接關系到整個R1M的穩定性和可靠性，從而對列車安全運行有這舉足輕重的作用。
[0003]現有技術中，數字量輸出板卡沒有自檢功能，也就是說，數字量輸出板卡穩定性和可靠性低。
【發明內容】
[0004]本發明提供一種數字量輸出單元及數字量輸出板卡，從而提高數字量輸出板卡的穩定性和可靠性，進而保證列車的安全運行。
[0005]第一方面，本發明實施例提供一種數字量輸出單兀，包括:第一發電I禹合器、發光二極管、繼電器、第二發電耦合器和反相器，所述發光二極管分別與所述第一發電耦合器的輸出端和所述第二發電耦合器的輸入端連接，所述繼電器與所述發光二極管并聯連接，所述反相器與所述第二發電耦合器的輸出端連接；所述第一發電耦合器，用于當與控制單元連接的端口電壓為O時導通，以使所述發光二極管和所述繼電器上電，并觸發所述繼電器的常開觸點閉合，當與所述控制單元連接的端口電壓為3.3V時截止，以使所述發光二極管和所述繼電器下電，并觸發所述繼電器的常開觸點斷開；所述發光二極管，用于當所述第一發電耦合器導通時則點亮，當所述第一發電耦合器截止時則熄滅；所述繼電器，用于當所述繼電器的常開觸點閉合時，則為受控設備提供電源，當所述繼電器的常開觸點斷開時，則停止為所述受控設備提供電源；所述第二發電耦合器，用于當所述第一發電耦合器與所述控制單元連接的端口電壓為O時導通，以使所述反相器上電，當所述第一發電耦合器與所述控制單元連接的端口電壓為3.3V時截止，以使所述反相器下電；所述反相器，用于接收所述第二發電耦合器輸入的信號，對所述信號進行反向處理。
[0006]結合第一方面，在第一方面的第一種可能實施方式中，還包括瞬態電壓抑制器，所述瞬態電壓抑制器與所述繼電器并聯連接；所述瞬態電壓抑制器，用于當所述第一光電耦合器的輸出端的負極輸出電壓大于預設電壓值時，將所述第一光電I禹合器的輸出端的負極接地。
[0007]結合第一方面或第一方面的第一種可能實施方式，在第一方面的第二種可能實施方式中，還包括至少一個電容器，所述至少一個電容器與所述繼電器并聯連接，所述至少一個電容器用于濾波。
[0008]結合第一方面或第一方面的第一種可能實施方式，在第一方面的第三種可能實施方式中，還包括第一二極管，所述第一二極管與所述繼電器并聯連接；其中，所述第一二極管，用于吸收所述繼電器的線圈上的電流。
[0009]結合第一方面或第一方面的第一種可能實施方式，在第一方面的第四種可能實施方式中，還包括第二二極管，所述第二二極管與所述繼電器連接；其中所述第二二極管，用于防止反向電流。
[0010]第二方面，本發明實施例提供一種數字量輸出板卡，包括:第一通信單元、控制單元、前面板接口單元及背板接口單元，和所述的至少一個數字量輸出單元；所述第一通信單元，用于向所述控制單元輸入數字量信號；所述控制單元，用于將控制信號輸入至所述數字量輸出單元，并接收所述數字量輸出單元輸入的檢測結果；所述前面板接口單元，用于接收所述數字量輸出單元輸出的控制信號，并將所述控制信號輸入至受控設備以控制所述受控設備；所述背板接口單元，用于接收網關輸入的數字量信號。
[0011]結合第二方面，在第二方面的第一種可能實施方式中，還包括:第二通信單元，用于當所述第一通信單元出現故障時向所述控制單元輸入數字量信號。
[0012]本發明實施例提供了一種數字量輸出單元，包括:第一發電耦合器、發光二極管、繼電器、第二發電稱合器和反相器，發光二極管分別與第一發電稱合器的輸出端和第二發電耦合器的輸入端連接，繼電器與發光二極管并聯連接，反相器與第二發電耦合器的輸出端連接；第一發電耦合器，用于當與控制單元連接的端口電壓為O時導通，以使發光二極管和繼電器上電，并觸發繼電器的常開觸點閉合，當與控制單元連接的端口電壓為3.3V時截止，以使發光二極管和所述繼電器下電，并觸發繼電器的常開觸點斷開；發光二極管，用于當第一發電耦合器導通時則點亮，當第一發電耦合器截止時則熄滅；繼電器，用于當繼電器的常開觸點閉合時，則為受控設備提供電源，當繼電器的常開觸點斷開時，則停止為受控設備提供電源；第二發電耦合器，用于當第一發電耦合器與控制單元連接的端口電壓為O時導通，以使反相器上電，當第一發電耦合器與控制單元連接的端口電壓為3.3V時截止，以使反相器下電；反相器，用于接收第二發電耦合器輸入的信號，對信號進行反向處理。從而提高數字量輸出板卡的穩定性和可靠性。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明一實施例提供的數字量輸出單元的結構示意圖；
[0014]圖2為本發明一實施例提供的一種數字量輸出板卡的結構示意圖；
[0015]圖3為本發明一實施例提供的第一通信單元的結構示意圖；
[0016]圖4為本發明一實施例提供的第二通信單元的結構示意圖；
[0017]圖5為本發明一實施例提供的供電單元的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0019]圖1為本發明一實施例提供的數字量輸出單元的結構示意圖。如圖1所示，該數字量輸出單兀包括:第一發電稱合器101、發光二極管102、繼電器103、第二發電稱合器104和反相器105，所述發光二極管102分別與所述第一發電耦合器101的輸出端和所述第二發電耦合器104的輸入端連接，所述繼電器103與所述發光二極管102并聯連接，所述反相器105與所述第二發電耦合器104的輸出端連接；其中，所述第一發電耦合器101，用于當與控制單元連接的端口電壓為O時導通，以使所述發光二極管102和所述繼電器103上電，并觸發所述繼電器103的常開觸點閉合，當與控制單元連接的端口電壓為3.3V時截止，以使所述發光二極管102和所述繼電器103下電，并觸發所述繼電器103的常開觸點斷開；所述發光二極管102，用于當所述第一發電耦合器101導通時則點亮，當所述第一發電耦合器101截止時則熄滅；所述繼電器103，用于當所述繼電器103的常開觸點閉合時，則為受控設備提供電源，當所述繼電器103的常開觸點斷開時，則停止為受控設備提供電源；所述第二發電耦合器104，用于當所述第一發電耦合器101與所述控制單元連接的端口電壓為O時導通，以使所述反相器105上電，當所述第一發電耦合器101與所述控制單元連接的端口電壓為3.3V時截止，以使所述反相器105下電；所述反相器105，用于接收所述第二發電耦合器輸入的信號，對所述信號進行反向處理。
[0020]通常,控制單元即中央處理器(Central Processing Unit, CPU)引腳與端口 Dl連接，當端口 Dl電壓為O時，第一發電耦合器101導通，發光二極管102點亮，繼電器103線圈有電流通過，繼電器的常開觸點Al吸合，即OUTl端輸出為公共端Vout+電平；同時，第二發電耦合器104導通，通過反相器105后，反饋信號引腳FBl端電壓為O。
[0021]當端口 Dl端電壓為3.3V時，第一發電耦合器101截止，發光二極管102熄滅，同時繼電器103線圈中電流為0，繼電器的常開觸點Al斷開，即OUTl端無輸出；同時，第二發電耦合器104截止，通過反相器105后，反饋信號引腳FBl端電壓為I。
[0022]上述兩種情況說明數字量輸出板沒有故障，一切正常，一旦數字量輸出板出現其他情況即FBl端電壓非O或非1，則可以根據FBl端電壓來判斷數字量輸出是否存在故障。若反饋信號引腳FBl端電壓不正確，則控制單元會將錯誤信息通過第一通信單元或第二通信單元上傳于總線網絡，提示司機停車檢查或維修更換。
[0023]一種可選實施方式，所述數字量輸出單元，還包括瞬態電壓抑制器106，所述瞬態電壓抑制器106與所述繼電器103并聯連接；所述瞬態電壓抑制器106，用于當所述第一光電稱合器101的輸出端的負極輸出電壓大于預設電壓值時，將所述第一光電I禹合器101的輸出端的負極接地。
[0024]另一種可選實施方式，所述數字量輸出單元，還包括至少一個電容器107，所述至少一個電容器107與所述繼電器103并聯連接，所述至少一個電容器107用于濾波。
[0025]又一種可選實施方式，所述數字量輸出單元，還包括第一二極管108，所述第一二極管108與所述繼電器103并聯連接；其中，所述第一二極管108，用于吸收所述繼電器103的線圈上的電流。
[0026]可選地，數字量輸出單元還包括第二二極管109，所述第二二極管109