專利名稱：紅外線遠程故障診斷設備的制作方法
技術領域：
紅外線遠程故障診斷設備
技術領域：
本實用新型是關于一種鐵路用電子設備，特別是指一種紅外線遠程故障診斷設 備。
背景技術：
鐵路5T設備是保證鐵路貨車安全運行的重要技術裝備，具體5T是指THDS (紅外線軸溫探測設備)TFDS (貨車運行故障動態圖像檢測設備)TADS (貨車滾動軸承早期故障軌邊升學診斷設備)TPDS (貨車運行狀態地面安全監測設備)TFDS (車輛輪對故障、尺寸動態檢測設備)TCDS (客車運行安全監控設備)5T設備是通過在鐵路沿線每隔30Km設置一個專用的機房來實現對車輛有關5T的 安全指標進行監測，并通過網絡傳輸到各車間、復示中心等有關安全監控和保障部門。中國幅員遼闊，鐵路沿線地形復雜，因此在給5T設備的維護和故障的及時排除帶 來了一定的困難；同時因隨著電氣化鐵路的不斷改進，鐵路周邊的電氣環境越來越復雜，很 大程度上會影響5T設備的安全運行；雷擊、高壓高頻串擾進入5T機房后，5T設備經常出 現死機、通信設備燒毀等嚴重故障，必須需要人員進行現場處理；隨著中國鐵路的進一步建 設，原5T設備的使用和維護部門的工作強度越來越大。按照鐵道部5T設備維護規程，必須按照規定的時間間隔對5T設備進行半月檢、月 檢等必要的檢修工作，設備的一些潛在故障成因，在例行檢修中才能被發現，這樣導致了設 備潛在的故障不能及時快速地被發現。原紅外線遠程故障診斷系統是以PSTN為通道，以DTMF(雙音多頻，Dual Tone Multi Frequency)為數據交互方式，實現了使用電話或者計算機與紅外線故障診斷設備進 行通信和數據交互，遠程實現了對5T設備的電源上電、停電、復位、工作電壓監測、模擬通 道監聽功能。目前已經在中國鐵路全網中得到廣泛的應用。如圖2所示，是現有一種紅外線遠程故障診斷系統的結構框圖。該紅外線遠程故 障診斷系統包括電話電路、DTMF發送和解碼單元、語音回放電路、單片機、AC220繼電器控 制組，以及電壓檢測信號繼電器組。所述電話電路、AC220繼電器控制組，以及電壓檢測信 號繼電器組均連接到單片機。所述DTMF發送和解碼單元連接到電話電路。所述語音回放 電路一端連接到電話電路，一端連接到單片機。所述電話電路實現了電話信號的輸入、輸出。實現了 DTMF命令的接收和檢測數據 以DTMF方式進行發送。所述DTMF發送和解碼單元實現了 DTMF命令的解碼；同時可發送 DTMF信號。所述語音回放電路實現了交互語音的播放功能。所述單片機實現系統的工作控 制。所述AC220繼電器控制組實現了控制設備上電、停電、復位功能。所述電壓檢測信號繼 電器組實現了使用1路AD檢測多路電壓的功能，使用繼電器形成一個多路選擇開關，根據測試需要接入不同的待檢測電壓。但是，目前的紅外線遠程故障診斷設備仍有如下缺點缺點1 無法實現對光纖通信網及5T機房內部以太網通道進行監聽。現有遠程故障診斷設備僅能檢測模擬電話信道的通信狀態，并不能實現對日益普 及的數字通信鏈路接入設備，如光纖、ADSL等進行檢測。而在實際設備維護過程中，因雷 擊、電壓波動等因素導致的數據通信鏈路接入設備，如光端機、ADSL調制解調器等燒毀，此 時5T設備車間并不能準確的確認是否是5T設備損壞還是數據通信鏈路接入設備損壞。不 利于故障的準確定位和快速維修。缺點2 無法對光纖、ADSL等外網通道做動態切換。現有5T設備機房均有2路數字通道，一路作為正常數據通信使用，另外一路作為 備用，但第一路發生故障時，需要人工到現場將備用線路接入通信鏈路中，實現數據的正常 通信。此種人工切換方式，需要維修人員到現場操作，不利于故障的快速恢復。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種能夠實現對以太網為主的數字通 道進行有效監聽，并且可以對光纖、ADSL等外網通道做動態切換的紅外線遠程故障診斷設備。本實用新型是通過以下技術方案解決上述技術問題的一種紅外線遠程故障診斷 設備，包括原紅外線遠程故障診斷系統，還包括第一接入設備、第二接入設備、數據通道切 換開關、以太網交換機、嵌入式以太網模塊、以及串行通信線；所述第一接入設備及第二接 入設備均是數據通信鏈路接入設備，第一接入設備作為機房內數據正常通道使用，第二接 入設備作為機房內數據備用通道使用；所述數據通道切換開關與第一接入設備、第二接入 設備互聯，然后輸出一路以太網數據通道，以RJ-45接口方式與機房本地以太網交換機進 行互聯；所述數據通道切換開關受嵌入式以太網模塊的控制；所述以太網交換機將嵌入式 以太網模塊及在本地需要接入以太網的設備進行互聯；所述原紅外線遠程故障診斷系統使 用其串口通過串行通信線與嵌入式以太網模塊進行通信；原紅外線遠程故障診斷系統連接 第一接入設備及第二接入設備的電源。所述第一接入設備及第二接入設備是光端機或ADSL調制解調器。所述本地需要接入以太網的設備包括紅外線軸溫探測設備、貨車運行故障動態圖 像檢測設備、貨車滾動軸承早期故障軌邊升學診斷設備、貨車運行狀態地面安全監測設備、 車輛輪對故障、尺寸動態檢測設備、客車運行安全監控設備，以及鐵路車號識別系統。所述原紅外線遠程故障診斷系統包括電話電路、雙音多頻發送和解碼單元、語音 回放電路、單片機、AC220繼電器控制組，以及電壓檢測信號繼電器組。所述電話電路、AC220 繼電器控制組，以及電壓檢測信號繼電器組均連接到單片機。所述DTMF發送和解碼單元連 接到電話電路。所述語音回放電路一端連接到電話電路，一端連接到單片機，所述第一接入 設備和第二接入設備的電源連接到該AC220繼電器控制組，所述單片機通過串行通信線與 嵌入式以太網模塊進行通信。本實用新型紅外線遠程故障診斷設備的優點在于1、能夠實現對以太網為主的數字通道進行有效監聽[0027]用戶可通過紅外線車間的主機，對轄區內指定機房的外部接入網絡和內部5T設 備數字通道是否暢通進行監聽和判斷，并以直觀的方式顯示給用戶。用戶可以通過撥打紅外線遠程故障診斷設備分機電話，輸入監聽各段數字通道命 令，即可通過語音方式獲得最終的數字通道監聽結果。2、能夠對光纖、ADSL等外網通道做動態切換用戶通過紅外線車間的主機，對轄區內指定機房的外部接入網絡的信道可以做動 態切換，將備用信道切換為當前可用數據信道；也可以將備用信道取消，恢復原來使用信 道。用戶可以通過撥打紅外線遠程故障診斷設備分機電話，輸入切換數字通道命令， 即可實現將備用信道切換為當前可用數據信道；也可以將備用信道取消，恢復原來使用信 道。
下面參照附圖結合實施例對本實用新型作進一步的描述。圖1是本實用新型紅外線遠程故障診斷設備的組成結構框圖。圖2是原紅外線遠程故障診斷系統的一種結構框圖。
具體實施方式請參閱圖1，本實用新型紅外線遠程故障診斷設備包括接入設備1、接入設備2、數 據通道切換開關、以太網交換機、嵌入式以太網模塊、原紅外線遠程故障診斷系統，以及串 行通信線。所述接入設備1是數據通信鏈路接入設備，在實際應用現場可能會是光端機、 ADSL調制解調器，但其與機房內部互聯的接口是統一符合IEEE802. 3接口規范的以太網接口，物理接線端子表現為RJ-45接口。接入設備1作為 機房內數據正常通道使用。所述接入設備2也是與接入設備1同樣的設備，接入設備2作為機房內數據備用 通道使用。所述數據通道切換開關與接入設備1、接入設備2互聯，然后輸出一路以太網數據 通道，以RJ-45接口方式與機房本地以太網交換機進行互聯。該數據通道切換開關受嵌入 式以太網模塊的控制，由嵌入式以太網模塊決定選擇接入設備1還是接入設備2的數據通 道作為本地對外通道使用。所述以太網交換機為標準以太網交換機，其負責將經過數據通道切換開關選擇后 的外部通道接入該以太網交換機；同時負責將嵌入式以太網模塊、THDS(紅外線軸溫探測 設備)主機、AEI (鐵路車號識別系統)等其他在本地需要接入以太網的設備進行互聯。所述嵌入式以太網模塊完成對接入設備的ping命令偵測；同時完成對本地THDS 主機、AEI和其他需要接入到以太網的的設備進行ping命令偵測。并將偵測結果通過串行 通信線傳輸給原紅外線遠程故障診斷系統。該嵌入式以太網模塊根據發送來的數據通道切 換命令，進行數據通道切換控制操作，該數據通道切換命令由原紅外線遠程故障診斷系統 發送。[0042]所述原紅外線遠程故障診斷系統使用其串口與嵌入式以太網模塊進行通信。原紅 外線遠程故障診斷系統負責接收外部來的數據信道探測命令，并把探測命令通過串行通信 線發送給嵌入式以太網模塊；同時接收嵌入式以太網模塊偵測后的結果，并把結果以語音 和數據的方式反饋給操作者。原紅外線遠程故障診斷系統還負責接收數據通道切換命令， 并將該命令轉發給嵌入式以太網模塊；同時該設備負責根據當前數據通道切換命令，關閉 不用的接入設備電源，開啟啟用的接入設備電源。請同時參閱圖2，是所述原紅外線遠程故障診斷系統的一個實施例，包括電話電 路、DTMF發送和解碼單元、語音回放電路、單片機、AC220繼電器控制組，以及電壓檢測信號 繼電器組。所述電話電路、AC220繼電器控制組，以及電壓檢測信號繼電器組均連接到單片 機。所述DTMF發送和解碼單元連接到電話電路。所述語音回放電路一端連接到電話電路， 一端連接到單片機。所述電話電路實現了電話信號的輸入、輸出。實現了 DTMF命令的接收和檢測數據 以DTMF方式進行發送。所述DTMF發送和解碼單元實現了 DTMF命令的解碼；同時可發送 DTMF信號。所述語音回放電路實現了交互語音的播放功能。所述單片機實現系統的工作控 制。所述AC220繼電器控制組實現了控制設備上電、停電、復位功能。接入設備1和2的電 源就連接到該AC220繼電器控制組，從而實現了對接入設備的電源控制。所述電壓檢測信 號繼電器組實現了使用1路AD檢測多路電壓的功能，使用繼電器形成一個多路選擇開關， 根據測試需要接入不同的待檢測電壓。所述單片機使用其串口與嵌入式以太網模塊進行通所述串行通信線負責原紅外線遠程故障診斷系統與嵌入式以太網模塊之間的數 據通信。本實用新型紅外線遠程故障診斷設備的操作順序如下所述。1、5T機房數字接入信道監聽操作順序操作方式1 通過固定電話或者手機撥打原紅外線遠程故障診斷系統電話后，經 過身份確認后，用戶使用30 命令進行啟動5Τ機房數字接入信道監聽操作，首先原紅外線 遠程故障診斷系統會發送啟動監聽接入網命令給嵌入式以太網模塊，嵌入式以太網模塊收 到該命令后發送5個ping數據包到當前接入設備的IP地址，然后等待ping包返回，在規 定的超時時間內嵌入式以太網模塊統計收到的對應5個ping包的返回時間和數據，核對后 形成監聽結果報文；然后將監聽結果報文通過串行通信線發送給原紅外線遠程故障診斷系 統，原紅外線遠程故障診斷系統接收到該監聽報文后，進行結果分析，然后以語音方式播放 給撥打的固定電話或者手機。舉例1 當在規定的超時時間內完全收到了 5個ping包的返回，則播放語音為數 字接入信道監聽5。舉例2 當在規定的超時時間內沒有收到5個ping包的任何返回，則播放語音為 數字接入信道監聽0。操作方式2 通過紅外線值班車間內的主機進行監聽。主機首先通過其通道向想 要監聽的紅外線機房內的原紅外線遠程故障診斷系統發送啟動接入信道監聽命令，原紅外 線遠程故障診斷系統接收到該命令后會發送啟動監聽接入網命令給嵌入式以太網模塊，嵌 入式以太網模塊收到該命令后發送5個ping數據包到當前接入設備的IP地址，然后等待P ing包返回，在規定的超時時間內嵌入式以太網模塊統計收到到對應5個ρ ing包的返回時 間和數據，核對后形成監聽結果報文；然后將監聽結果報文通過與原紅外線遠程故障診斷 系統連接的串口發送給原紅外線遠程故障診斷系統，原紅外線遠程故障診斷系統接收到該 監聽報文后，將該報文轉發給發起監聽的主機，主機通過監控軟件界面進行顯示。2、5T機房內THDS數字通道監聽操作順序操作方式1 通過固定電話或者手機撥打原紅外線遠程故障診斷系統電話后，經 過身份確認后，用戶使用303#命令進行啟動5Τ機房數字接入信道監聽操作，首先原紅外線 遠程故障診斷系統會發送啟動監聽THDS主機命令給嵌入式以太網模塊，嵌入式以太網模 塊收到該命令后發送5個ping數據包到當前THDS主機IP地址，然后等待ping包返回，在 規定的超時時間內嵌入式以太網模塊統計收到到對應5個ping包的返回時間和數據，核對 后形成監聽結果報文；然后將監聽結果報文通過與原紅外線遠程故障診斷系統連接的串口 發送給原紅外線遠程故障診斷系統，原紅外線遠程故障診斷系統接收到該監聽報文后，進 行結果分析，然后以語音方式播放給撥打的固定電話或者手機。舉例1 當在規定的超時時間內完全收到了 5個ping包的返回，則播放語音為主 機數據信道監聽5。舉例2 當在規定的超時時間內沒有收到5個ping包的任何返回，則播放語音為 主機數據信道監聽0。操作方式2 通過紅外線值班車間內主機進行監聽。主機首先通過其通道向想要 監聽的紅外線機房內的紅外線遠程故障診斷設備發送啟動THDS主機數據信道監聽命令， 原紅外線遠程故障診斷系統接收到該命令后會發送啟動監聽接入網命令給嵌入式以太網 模塊，嵌入式以太網模塊收到該命令后發送5個ping數據包到當前THDS主機的IP地址， 然后等待Ping包返回，在規定的超時時間內嵌入式以太網模塊統計收到到對應5個ping 包的返回時間和數據，核對后形成監聽結果報文；然后將監聽結果報文通過與原紅外線遠 程故障診斷系統連接的串口發送給遠程故障診斷系統，遠程故障診斷系統接收到該監聽報 文后，將該報文轉發給發起監聽的主機，主機通過監控軟件界面進行顯示。3、5T系統可用數字通道監聽操作順序通過紅外線值班車間內主機發送5個ping包到對應的THDS主機設備，在規定的 超時時間內統計THDS主機設備每個ping包返回的時間、經過的轉發次數、數據完整性，形 成統計報文后，在主機監控軟件界面進行顯示。4、數字通道切換操作順序操作方式1 通過固定電話或者手機進行切換。通過固定電話或者手機撥打原紅外線遠程故障診斷系統電話后，經過身份確認 后，用戶使用401#命令進行使用接入設備1的操作。原紅外線遠程故障診斷系統接收到該 命令后首先關閉接入設備1和接入設備2的電源，然后轉發使用接入設備1命令到嵌入式 以太網模塊，嵌入式以太網模塊接收到該命令后，首先關閉數據通道切換開關的接入設備1 開關和接入設備2開關，然后再接通接入設備1開關，然后回發數據通道切換開關切換完畢 結果給原紅外線遠程故障診斷系統，原紅外線遠程故障診斷系統接收到該返回結果后，開 啟接入設備1電源，然后發送開啟接入設備1電源結果給嵌入式以太網模塊，嵌入式以太網 模塊接收到該結果后，發起Ping接入設備1和ping對應THDS主機操作，在規定的超時時間內統計接入設備1和THDS主機ping包的返回，并將結果發送給原紅外線遠程故障診斷 系統。如果Ping正確則原紅外線遠程故障診斷系統通過語音向撥打的固定電話或者手機 播放數據信道1切換成功；如果Ping不正確則播放數據信道1切換失敗。通過固定電話或者手機撥打原紅外線遠程故障診斷系統電話后，經過身份確認 后，用戶使用40 命令進行使用接入設備1的操作。原紅外線遠程故障診斷系統接收到該 命令后首先關閉接入設備1和接入設備2的電源，然后轉發使用接入設備2命令到嵌入式 以太網模塊，嵌入式以太網模塊接收到該命令后，首先關閉數據通道切換開關的接入設備1 開關和接入設備2開關，然后再接通接入設備2開關，然后回發數據通道切換開關切換完畢 結果給原紅外線遠程故障診斷系統，原紅外線遠程故障診斷系統接收到該返回結果后，開 啟接入設備2電源，然后發送開啟接入設備2電源結果給嵌入式以太網模塊，嵌入式以太網 模塊接收到該結果后，發起Ping接入設備2和ping對應THDS主機操作，在規定的超時時 間內統計接入設備2和THDS主機ping包的返回，并將結果發送給原紅外線遠程故障診斷 系統。如果Ping正確則原紅外線遠程故障診斷系統通過語音向撥打的固定電話或者手機 播放數據信道2切換成功；如果ping不正確則播放數據信道2切換失敗。操作方式2 通過紅外線值班車間的主機進行數字通道切換。主機通過其數字通道向原紅外線遠程故障診斷系統發送使用數字通道1命令，原 紅外線遠程故障診斷系統接收到該命令后首先關閉接入設備1和接入設備2的電源，然后 轉發使用接入設備1命令到嵌入式以太網模塊，嵌入式以太網模塊接收到該命令后，首先 關閉數據通道切換開關的接入設備1開關和接入設備2開關，然后再接通接入設備1開關， 然后回發數據通道切換開關切換完畢結果給原紅外線遠程故障診斷系統，原紅外線遠程故 障診斷系統接收到該返回結果后，開啟接入設備1電源，然后發送開啟接入設備1電源結果 給嵌入式以太網模塊，嵌入式以太網模塊接收到該結果后，發起Ping接入設備1和Ping對 應THDS主機操作，在規定的超時時間內統計接入設備1和THDS主機ping包的返回，并將結 果發送給原紅外線遠程故障診斷系統。原紅外線遠程故障診斷系統將該結果轉發給主機， 主機通過界面向操作者顯示。如果Ping正確則界面顯示數據信道1切換成功；如果ping 不正確界面顯示數據信道1切換失敗。主機通過其數字通道向原紅外線遠程故障診斷系統發送使用數字通道2命令，原 紅外線遠程故障診斷系統接收到該命令后首先關閉接入設備1和接入設備2的電源，然后 轉發使用接入設備1命令到嵌入式以太網模塊，嵌入式以太網模塊接收到該命令后，首先 關閉數據通道切換開關的接入設備1開關和接入設備2開關，然后再接通接入設備2開關， 然后回發數據通道切換開關切換完畢結果給原紅外線遠程故障診斷系統，原紅外線遠程故 障診斷系統接收到該返回結果后，開啟接入設備2電源，然后發送開啟接入設備2電源結果 給嵌入式以太網模塊，嵌入式以太網模塊接收到該結果后，發起Ping接入設備2和ping對 應THDS主機操作，在規定的超時時間內統計接入設備2和THDS主機ping包的返回，并將結 果發送給原紅外線遠程故障診斷系統。原紅外線遠程故障診斷系統將該結果轉發給主機， 主機通過界面向操作者顯示。如果Ping正確則界面顯示數據信道2切換成功；如果ping 不正確界面顯示數據信道2切換失敗。
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權利要求1.一種紅外線遠程故障診斷設備，包括原紅外線遠程故障診斷系統，其特征在于還 包括第一接入設備、第二接入設備、數據通道切換開關、以太網交換機、嵌入式以太網模塊、 以及串行通信線；所述第一接入設備及第二接入設備均是數據通信鏈路接入設備，第一接 入設備作為機房內數據正常通道使用，第二接入設備作為機房內數據備用通道使用；所述 數據通道切換開關與第一接入設備、第二接入設備互聯，然后輸出一路以太網數據通道，以 RJ-45接口方式與機房本地以太網交換機進行互聯；所述數據通道切換開關受嵌入式以太 網模塊的控制；所述以太網交換機將嵌入式以太網模塊及在本地需要接入以太網的設備進 行互聯；所述原紅外線遠程故障診斷系統使用其串口通過串行通信線與嵌入式以太網模塊 進行通信；原紅外線遠程故障診斷系統連接第一接入設備及第二接入設備的電源。
2.如權利要求1所述的紅外線遠程故障診斷設備，其特征在于所述第一接入設備及 第二接入設備是光端機或ADSL調制解調器。
3.如權利要求1所述的紅外線遠程故障診斷設備，其特征在于所述本地需要接入以 太網的設備包括紅外線軸溫探測設備、貨車運行故障動態圖像檢測設備、貨車滾動軸承早 期故障軌邊升學診斷設備、貨車運行狀態地面安全監測設備、車輛輪對故障、尺寸動態檢測 設備、客車運行安全監控設備，以及鐵路車號識別系統。
4.如權利要求1所述的紅外線遠程故障診斷設備，其特征在于所述原紅外線遠程故 障診斷系統包括電話電路、雙音多頻發送和解碼單元、語音回放電路、單片機、AC220繼電器 控制組，以及電壓檢測信號繼電器組，所述電話電路、AC220繼電器控制組，以及電壓檢測信 號繼電器組均連接到單片機，所述雙音多頻發送和解碼單元連接到電話電路，所述語音回 放電路一端連接到電話電路，一端連接到單片機，所述第一接入設備和第二接入設備的電 源連接到該AC220繼電器控制組，所述單片機通過串行通信線與嵌入式以太網模塊進行通
專利摘要一種紅外線遠程故障診斷設備，包括原紅外線遠程故障診斷系統、接入設備1、接入設備2、數據通道切換開關、以太網交換機、嵌入式以太網模塊及串行通信線；接入設備1及2均是數據通信鏈路接入設備，接入設備1作為數據正常通道，接入設備2作為備用通道；數據通道切換開關與接入設備1、2互聯，然后輸出一路至以太網交換機；數據通道切換開關受嵌入式以太網模塊控制；以太網交換機將嵌入式以太網模塊及本地需要接入以太網的設備進行互聯；原紅外線遠程故障診斷系統通過串行通信線與嵌入式以太網模塊通信，并連接接入設備1及2的電源。本實用新型實現了對以太網為主的數字通道進行有效監聽，并且可以對數據通信鏈路接入設備做動態切換。
文檔編號H04L12/24GK201878171SQ201020634209
公開日2011年6月22日 申請日期2010年11月30日 優先權日2010年11月30日
發明者劉湘毅 申請人:合肥安迅鐵道應用技術有限公司