[实用新型]基于CAN总线的电动轨道车分布式驱动和集中监控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于CAN总线的电动轨道车分布式驱动和集中监控系统，适用于车载电源轨道车的多电机分布式驱动控制与运行状态的实时监测，属于车辆控制技术与工业现场监控技术领域。

背景技术

现有的城市轨道交通运输工具包括轻轨、地铁及少量的有轨电车。这些轨道车辆都采用集中驱动控制的形式，如图1所示，整个系统采用统一电源供电；由一台电动机集中驱动；车内的其它设备分别用不同的控制器进行控制；监控计算机接收控制器的信息，对车内设备状态进行监控。电动轨道车采用集中驱动控制存在其自身的局限性：1)驱动轨道车辆的电动机或发动机的容量较大，费用较高；2)采用高架电网或第三轨供电的形式，轨道建造成本较高，而且整个路段要求封闭式管理，不适合中小城市和大城市中的繁华商业区建设使用；3)驱动控制与车辆的其它设备控制分离，无法实现整车的统一监控和管理。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对目前电动轨道车辆集中驱动存在的上述问题，提供了一种基于CAN总线的电动轨道车分布式驱动和集中监控系统。该系统将原有的集中驱动改为分布式驱动，供电系统采用车载电源；驱动控制与设备控制采用同一CAN总线网络。该系统能够降低车辆控制系统接线的复杂性，能够实现模块化开发，具有控制结构清晰，升级与维护方便的特点。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。包括有监控计算机、PC-CAN适配卡、CAN总线及CAN智能节点。所述的CAN智能节点包括有操作台节点、若干个驱动节点和若干个控制节点；其中：操作台节点、驱动节点和控制节点的一端依次通过CAN总线网络、PC-CAN适配卡与监控计算机相连，操作台节点的另一端与驾驶操作台和车载电池组相连，驾驶操作台也与该车载电池组连接；每个驱动节点的另一端都连接有一个驱动电机和一个车载电池组，驱动电机也与该车载电池组相连；每个控制节点的另一端都连接有一个控制设备和车载电池组，控制设备也与该车载电池组相连。

所述的驱动节点包括有单片机、CAN通信模块、参数设置模块、信号采集模块和电机控制模块；其中：

参数设置模块与单片机相连；

参数设置模块与单片机相连；

电机控制模块包括有电机控制器，电机控制器的输入端与单片机相连，输出端与驱动电机相连；

信号采集模块的输入端与车载电池中的传感器相连，输出端与单片机相连，将采集到的车载电池的温度、电压、电流信号传送给单片机；

CAN通信模块包括有光耦隔离和CAN收发器，CAN收发器的一端通过光耦隔离与单片机相连，另一端与CAN总线相连，接收监控计算机的驱动指令用于控制驱动电机，并将采集到的车载电池信号传送的监控计算机。

所述的控制节点包括有单片机、CAN通信模块、参数设置模块、信号采集模块和设备控制模块；其中：

参数设置模块与单片机相连；

设备控制模块包括有控制器和现场设备，现场设备通过控制器与单片机相连；

信号采集模块的输入端与现场设备和车载电池中的传感器相连，输出端与单片机相连，将采集到的车载电池的温度、电压、电流信号传送给单片机；

CAN通信模块包括有光耦隔离和CAN收发器，CAN收发器的一端通过光耦隔离与单片机相连，另一端与CAN总线相连，接收监控计算机的控制指令，并将采集到的现场设备和车载电池信号传送的监控计算机。

所述的单片机采用P87C591微型控制器，CAN收发器采用PCA82C250。

与现有的驱动和监控系统相比，本实用新型具有以下优点：

1)轨道车采用分布式驱动和车载电源，整个路段不必要求封闭式管理，降低了轨道建造成本，适合中小城市和大城市中的繁华商业区建设使用。

2)使统一的现场总线网络，实现了轨道车辆整车的分布式驱动控制和集中监管功能，使设备功能实现更明确，设备对外连线更简洁，系统扩展与集成更容易。

3)实现了软件平台的通用化、软件协议的标准化、硬件结构的模块化，从而保证了系统的可移植性和扩展性，为监控系统的设计提供了一种新的设计思路。

附图说明

图1现有轨道车辆驱动和控制系统总体结构示意图

图2基于CAN总线的轨道车分布式驱动监控系统结构示意图

图3驱动节点结构框图

图4控制节点结构框图

图5CAN节点控制程序设计流程图

图6接收程序动态链接库(Receive.dll)设计流程图

图7计算机监控软件构成图