列車(chē)車(chē)載GPS智能里程表的網(wǎng)絡(luò )化設計

摘    要：本文提出了采用基于GPS的行駛里程數據采集和通過(guò)網(wǎng)絡(luò )通信控制器WebChip進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )化數據管理的智能里程表設計,并給出了具體設計方案。
關(guān)鍵詞：車(chē)輛管理；GPS；WebChip；CPLD

引言
在鐵路列車(chē)車(chē)輛管理過(guò)程中，對列車(chē)每一節車(chē)廂行駛里程的統計，是對車(chē)廂進(jìn)行管理和維護的一個(gè)重要依據。因此，獲取精確的行駛里程對于鐵路系統的高效、安全運營(yíng)無(wú)疑是非常重要的。
計算行駛里程的傳統方法：一種是靠人工估計，費時(shí)費力且不夠準確；另一種是通過(guò)計算列車(chē)車(chē)輪行駛的距離，這種方法操作復雜，并且測量數據也不精確。針對傳統統計列車(chē)里程方法效率低、數據不準確的弱點(diǎn)，本文提出了采用基于GPS的行駛里程數據采集和通過(guò)網(wǎng)絡(luò )通信控制器WebChip進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )化數據管理的智能里程表設計方案。實(shí)現了對鐵路列車(chē)車(chē)輛行駛里程的高速、高效管理與維護，提高了列車(chē)運營(yíng)安全系數。

系統網(wǎng)絡(luò )化設計
具體設計框架如圖1所示。首先，GPS接收機接收GPS衛星發(fā)送的報文信息，并傳遞給車(chē)載GPS智能里程表，里程表系統對其進(jìn)行報文解析，從中取出相關(guān)信息，計算出行駛里程。然后由網(wǎng)絡(luò )通信控制器WebChip將列車(chē)行駛里程及檢修狀態(tài)等數據通過(guò)RS-485總線(xiàn)傳遞到網(wǎng)關(guān)服務(wù)器mBeded Server。網(wǎng)關(guān)服務(wù)器通常是一臺處于列車(chē)內的PC機，而指揮控制中心處于列車(chē)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(chē)處于站內，由于其傳輸距離比較短，可以用無(wú)線(xiàn)Modem或有線(xiàn)方式將其接入Internet/Intranet網(wǎng)絡(luò )和指揮控制中心。如果列車(chē)處于站外，由于其傳輸距離比較長(cháng)，因此必須采用無(wú)線(xiàn)方式接入。無(wú)線(xiàn)方式有電臺方式或現在流行的短信方式，通過(guò)GSM/GPRS通信網(wǎng)完成數據傳輸。

圖1  列車(chē)車(chē)載GPS智能里程表的網(wǎng)絡(luò )化設計示意圖

圖2  車(chē)載GPS智能里程表組成框圖

圖３  主控制器MCU軟件流程圖

車(chē)載GPS智能里程表
硬件系統的設計
車(chē)載GPS智能里程表是整個(gè)系統的數據終端，是設計的核心，其組成框圖如圖2所示。
主控制器MCU
MCU選用高性能單片機W78E58，主要完成下列功能: 通過(guò)串口通信口能夠接收GPS接收機信號并算出行駛里程；通過(guò)鍵盤(pán)能夠設定或修改行駛里程初值；通過(guò)LCD液晶屏能夠顯示時(shí)間、速度、經(jīng)度、緯度等觀(guān)測量；行駛到達一定里程可以通過(guò)LED狀態(tài)指示，蜂鳴器自動(dòng)報警；通過(guò)SPI方式將數據傳送至RS-485總線(xiàn)；通過(guò)I2C方式或并行口存儲數據等。
GPS接收機
GPS接收機選用GN80，這一款接收機的優(yōu)點(diǎn)是功耗低，跟蹤時(shí)電流為58mA；體積小，僅為33