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串口服務器在車號識別系統(tǒng)中的應用
摘 要：鐵路車號識別系統(tǒng)ATIS在鐵路運輸中起著核對車輛信息、追蹤車號軌跡等重要作用，但是ATIS設備一般安裝在鐵路干線道口旁，自然環(huán)境惡劣，對通信信號、工控機設備都有很大干擾�；谠龃驛TIS信號的傳輸距離、遠程工控機接收報文的目的，通過嘗試采用串口服務器設備在ATIS安裝地點進行信號轉(zhuǎn)換的方法，將RS-485信號轉(zhuǎn)換為TCP/IP信號在內(nèi)網(wǎng)中傳輸，從而達到工控機在機房遠程控制ATIS設備信號收發(fā)的功能，突破了RS-485信號有限的傳輸距離限制，極大的提高了鐵路車號識別數(shù)據(jù)采集的穩(wěn)定性和可控性。
關鍵詞：車號識別 信號 數(shù)據(jù)采集 串口服務器
在傳統(tǒng)的車號識別系統(tǒng)中，工控機受限于com信號的傳輸距離和避免信號干擾的要求，必須安置在ATIS(車號識別系統(tǒng))設備附近，在軌道旁惡劣的環(huán)境下，工控機即使在保護措施下也難免受到灰塵、災害天氣的影響，重要的是管理者對ATIS的遠程管理極為不便。通過應用串口服務器，將與ATIS通信的com信號轉(zhuǎn)換為TCP/IP電信號，使得工控機在內(nèi)網(wǎng)任意范圍中通過虛擬串口就可以與ATIS通信。
一、串口服務器在ATIS中的設計架構(gòu)
1.1 整體設計模式
串口服務器的應用不會改變原有車號識別系統(tǒng)的工作方式，變化的是工控機獲取ATIS信號的方式。串口服務器代替原有工控機的位置，安置在ATIS主機附近獲取RS-485信號，經(jīng)過處理之后轉(zhuǎn)變?yōu)門CP/IP電信號通過雙絞線傳至交換機，而工控機安置在鐵路內(nèi)網(wǎng)之中，接收該TCP/IP信號生成ATIS報文。
應用串口服務器的最直接的目的就是將ATIS的信號采集和報文處理相隔離，因此整個方案設計分為三部分：信號采集、信號傳輸和報文處理。
ATIS設備本身具有在復雜異常環(huán)境下作業(yè)的優(yōu)勢，因此信號采集部分在ATIS外部環(huán)境中，然而com信號的傳輸是非常脆弱的，極易受到其他硬件的干擾，并且傳輸速度有限，雖然該ATIS設備理論上支持com信號1公里內(nèi)傳輸，但是實際上根本無法排除這么長距離上會受到的信號干擾，一般有效com信號的最長傳輸距離不應超過200米，所以該設計方案中路線1的距離較短，盡量減少外部干擾。
信號傳輸部分主要就是路線2，串口服務器需要將ATIS信號轉(zhuǎn)發(fā)出去，就必須接入企業(yè)內(nèi)網(wǎng)之中，在內(nèi)網(wǎng)中通過TCP/IP電信號傳輸，速度快，并且相對不受距離限制，不易收到信號干擾，保障了信號的安全性。
1.2 串口服務器功能描述
(1)串口服務器可以將RS-485、RS-232、RS-422等com信號轉(zhuǎn)換為TCP/IP電信號，com信號傳輸易受干擾、速度慢、成本高，而TCP/IP信號速度快，穩(wěn)定性強，且雙絞線相對成本低廉，也不必要求計算機配有com接口，只需接入網(wǎng)絡即可。設置com信號類型同時還可以選擇波特率、停止位、數(shù)據(jù)位等。
(2)考慮到原有設備的應用軟件是通過連接com口來獲取信號的，為了不改變原有應用程序，可以在任一計算機上虛擬出若干個com口，虛擬串口能夠接收內(nèi)網(wǎng)傳輸?shù)腡CP/IP信號，因此應用程序通過訪問該虛擬串口就可以獲取設備信號。在創(chuàng)建虛擬串口的同時還要設置波特率、數(shù)據(jù)位、停止位等，串口號可以從com1到com99，但是通常如果本機自帶com口，盡量不要與原有com口沖突，并且當前ATIS設備支持的com口最大值為com12，不能超過設備的com口使用范圍。
二、串口服務器在ATIS中的實施方案
2.1 實施步驟
2.1.1 檢查ATIS設備
在ATIS設備通電情況下，觀察ATIS主機面板，會發(fā)現(xiàn)第一個指示燈POW常亮，第二個指示燈RUN不停閃爍，說明ATIS主機運行正常。如果在條件允許的情況下，工控機的本身com口通過RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換器與ATIS信號線連接，可以通過ATIS測試軟件進行測試，確保ATIS設備完全正常。
選擇本機連接的com口，單擊“連接”，顯示連接成功表明信號線通暢，如果連接失敗證明信號不通;連接成功后單擊“開始識別(效率)”，會提示打開功放成功，然后單擊“停止識別”，如果提示關閉功放成功，表明RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換器質(zhì)量達標，如果提示關閉功放失敗，則表明RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換器不合格，需用光隔離轉(zhuǎn)換器。一旦關閉功放失敗，該串口將會無法徹底關閉，需重啟ATIS設備方可關閉com口連接。因串口服務器本身支持接收RS-485信號，因此在該應用方案中，并不需要RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換器。
2.1.2 建立虛擬串口
創(chuàng)建虛擬串口時，先將串口服務器的IP地址增加成功，模塊端口選擇50000與串口服務器端口一致，再設定波特率(9600)、數(shù)據(jù)位(8)、校驗位(None)、停止位(1)，即可創(chuàng)建完成。虛擬串口完成了與實際端口操作的數(shù)據(jù)格式、協(xié)議的轉(zhuǎn)換，這樣大大提高了現(xiàn)有軟件的通用性，大大降低了開發(fā)的難度和復雜性。
2.1.3 通過測試工具檢驗
與3.1.1中檢查ATIS設備方法相同，通過利用ATIS測試軟件進行連接設備，打開功放，關閉功放，斷開連接等操作，可以檢測該方案是否有效實施。
2.2 實施效果及推廣
通過實施該方案，串口服務器安置在ATIS主機附近，ATIS設備發(fā)送的RS-485信號經(jīng)短距離傳輸?shù)酱诜⻊掌�，由串口服務器將COM信號轉(zhuǎn)變?yōu)門CP/IP電信號，該信號通過雙絞線可以遠程高速傳輸，并且不易收到干擾，因此獲取信號生成報文的工控機不再受距離限制和環(huán)境限制，可以安置在內(nèi)網(wǎng)中的任意位置。
三、結(jié)論
串口服務器在鐵路車號識別系統(tǒng)中的設計方案已經(jīng)成功應用在南京港港口鐵路專用線、南京金翔石化危險品鐵路專用線，經(jīng)過幾年的應用測試，鐵路車號識別信號傳輸穩(wěn)定、及時，傳輸距離不再受限制，工控機不再受室外自然環(huán)境的影響，同時，在車號識別信號防干擾方面也有很大的改善，因此，串口服務器在鐵路車號識別系統(tǒng)中的應用會對傳統(tǒng)ATIS數(shù)據(jù)采集帶來性能上極大地提升。
參考文獻：
[1]趙曉峰.城軌車輛加裝雙信號系統(tǒng)研究[J].機車電傳動，2014(06)：71-74.
[2]于濤.車號自動識別系統(tǒng)在鐵路運輸中的應用[J].哈爾濱鐵道科技，2004(03)：7-8.
[3]伍東亮.射頻識別裝置與單片機之間的串行通訊在車號識別中的應用[J].中國科技信息，2007(19)：120-121.
[4]高光，安可樹.鐵路車號自動識別技術(shù)應用于儲運生產(chǎn)的探討[J].哈爾濱鐵道科技，2004(01)：28-30.
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