乔晓娟+++李月丽+++张丽红
摘 要：文章简单介绍了综合诊断仪系统的基本功能，分别描述了系统软件和硬件的基本组成。利用结构紧凑，扩展能力强的特点，设计一套运行稳定，安全可靠的诊断系统。
关键词：STP；CAN通信；地面主机；车载主机；查询主机；RS485；RS232；数传单元
STP-HH综合诊断测试仪是针对无线调车机车信号和监控系统的设备工作状态的诊断、故障排查工作而提出的。其原理是利用数传电台的广播特性和对频点的设置实现对STP系统的空中数据进行监听分析，对数据的频率、误码率、数据的合法性进行检验，从而判断车载部分和地面部分系统的工作状态。同时利用CAN通信及RS485通信分别对车载主机与LKJ、查询主机的通信数据进行监听分析，从而判断相关设备的工作状态，以达到诊断设备故障的目的。
1 系统硬件设计
1.1 PC104主板
该主板选用深蓝宇公司的PCM3587型号的PC104主板，通过PC104ISA总线与底板联结在一起，其三个COM口配置如下：
COM1配置为RS232，与电台数据口（COM2）相连；
COM2配置为RS232，与数传电台的配置口（COM1）相连；
COM3配置为RS232，与锂电池模组通信接口相连，获取锂电池的电压、放电电流数据，进行电量监测。
LVDS接口与TFT显示器连接；
两个USB口一个与触摸板相连，一个连接到面板上，用于数据的导入导出。
1.2 底板
底板的作用有4个，一个是固定PC104板卡，为PC104主板提供工作电源；二是通过PC104的ISA总线扩展2个串口（1个RS232和1个RS485）及1个CAN通信接口，三是为TFT显示屏提供背光电源，四是提供LED指示接口。
1.3 TFT显示屏
该显示屏选用AUO的G104SN02 V2型号的10.4"TFT-LCD。通过LVDS接口与PC104主板进行通讯。其技术指标如下：
输入电压：DC3.3V，I=280mA； 背光驱动：DC12.0V，I=350mA；
视域尺寸：211.2mm×158.4mm；物理尺寸：243mm×184mm×8mm；
功耗：小于5.0W；工作温度：-30-- +85℃。
1.4 触摸板
触摸板选用4线电阻式，接口采用USB2.0，集成于TFT显示屏上。
1.5 数传单元
数传电台采用GE MDS SD4型数传电台，可直接与MDS4710电台进行通信。频段范围：300-512MHz。该电台通过二个RS232串口与PC104主板连接进行配置和数据通信，其中PC104的COM1与电台的数据口相连，PC104的COM2与电台的配置口相连。天线接口插头型号为L4PNF-RC/L4PNM-RC（L16接头）。电源：DC10.5V-16V，2.5A。
1.6 CAN通信电路
CAN扩展电路采用PHILIPS公司的SJA1000T CAN控制器，采用TI公司的SN65HVD251DR收发器。
由于本电路是以帧听方式工作且通信线很短，所以本电路未设计CAN终端电阻。
1.7 RS232通信电路
本电路包括2个高速光耦、RS232收发器和总线保护电路三部分组成。
1.8 RS485通信电路
本电路包括2个高速光耦、RS485收发控制器和总线保护电路三部分组成。
1.9 电源及通信指示
通过LED指示灯指示为电池电压、DC12V电源、CAN通信、RS485通信、电台通信线路状态提供状态指示。
1.10 電源模块
电源模块就是为系统各电路用电提供满足要求的电源。本系统有DC5V和DC12V两种电压需求，DC5V有主电源和接口电源两种。
2 系统软件设计
2.1 系统总体结构
2.2 系统逻辑视图
2.3 系统模块概述
出库检测：机车在出库前启动该系统检测STP系统各个设备的运行状态；
通信检测：主要分析车载、地面之间的通讯数据，统计其误码率、最大帧数据时间间隔等，并显示控制数据、作业单、调度命令、出站调车等数据具体内容，判断地面与车载相关设备是否正常；分析车载主机与查询主机的通讯数据，判断链路“车载主机-查询主机-能量线-车载天线-通信线-查询主机-车载主机”是否正常；分析车载主机与LKJ的通讯数据，判断LKJ相关设备是否正常运行。
辅助诊断：主要针对地面主机、车载主机、查询主机、UPS等设备指示灯进行描述，辅助分析故障。
系统设置：主要针对该系统的频点、波特率、功率进行设置等。
3 系统调试
硬件调试：系统供电正常；开关机等基本操作正常；面板指示灯根据反应实际情况；数传单元能正常收发数据；CAN通信正常；RS232、RS485通信正常等。
软件调试：比硬件调试复杂，根据前期的需求、概要设计、详细设计等完善系统功能，逐步调试，直到完全符合设计要求。
经过不断的调试，最终建立比较完善的系统界面，实现判断STP系统相关设备的工作状态，以达到诊断设备故障的目的。
4 结束语
在系统设计过程中，成功解决上位机与下位机的数据连接通信，对系统的模块化编程、数据归一化处理等问题，使本人在知识专业技能方面得到进一步扩展，同时增强了分析和解决通信数据的处理能力。
