專利名稱：一種機車觸摸顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機車用顯示裝置，特別是指一種機車觸摸顯示系統(tǒng)。
技術(shù)背景目前，隨著國內(nèi)外用戶對機車整體性能要求的提高，現(xiàn)有的顯示裝置已無法 滿足當(dāng)前小批量、多樣化、智能化產(chǎn)品的機車市場要求。國內(nèi)鐵路機車顯示裝置多為適合單司機室使用并具有功能按鍵的人機界面，其硬件多基于X86主板，通 信和顯示程序都是在DOS操作系統(tǒng)下采用C語言開發(fā)?，F(xiàn)有顯示技術(shù)主要存在以 下幾點不足1、程序龐大，難于調(diào)試和更改；2、沒有機車故障狀態(tài)下診斷提示 等功能且不能在機車發(fā)生故障時為司乘人員及時提供幫助；3、不能提供有利于進行機車整體性能設(shè)計改進的記錄。適合雙端司機室使用的具有多機監(jiān)控顯示，并 具有輔助智能功能的顯示系統(tǒng)越來越受到業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注和迫切需要。發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種滿足當(dāng)前鐵路機車使用需求、用戶操作習(xí)慣和使用維護方便并且適用于DF7型機車使用的主從機通信觸摸顯示系 統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案 一種機車觸摸顯示系統(tǒng)，其特 征在于它包括多個觸摸顯示器、 一通訊模塊和一下位機；各所述觸摸顯示器包 括觸摸屏、主板、顯示屏、背光逆變單元和一電源，所述觸摸顯示器能依據(jù)設(shè)定 設(shè)置其中任意一臺為主機，其余為從機，所述主機通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與各所述從機 進行數(shù)據(jù)交換；所述主板包括中心處理單元、觸摸控制單元、校驗存儲單元、顯 示驅(qū)動單元、后備電池和若干對外接口；所述通訊模塊在各所述觸摸顯示器和所 述下位機之間提供通訊連接，所述下位機通過傳感器組件采集機車各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)， 根據(jù)所述觸摸顯示器中主機的數(shù)據(jù)査詢指令，依據(jù)通訊協(xié)議發(fā)送響應(yīng)數(shù)據(jù)，以控 制所述機車的運行邏輯，并通過所述通訊模塊輸送至各所述觸摸顯示器顯示所述機車的狀況。所述主機的設(shè)定是在任一所述觸摸顯示器的觸摸屏上點擊"數(shù)據(jù)采集"按鍵， 該所述觸摸顯示器即被設(shè)定為主機，其它所述觸摸顯示器則為從機。所述觸摸控制單元包括二觸摸信號采集單元，其中第一觸摸信號采集單元， 用于采集查詢數(shù)據(jù)的指令，并傳送給所述主機中的中心處理單元；第二觸摸信號采集單元，用于釆集所述主機被確認的信息，并傳送給所述主機中的中心處理單 元。所述通訊模塊包括一數(shù)據(jù)接收單元，用于獲取所述下位機發(fā)送的響應(yīng)數(shù)據(jù)， 并轉(zhuǎn)存入所述校驗存儲單元； 一數(shù)據(jù)發(fā)送單元，用于接收所述主機中的中心處理 單元發(fā)出的數(shù)據(jù)，并發(fā)送給各所述從機。所述校驗存儲單元為一存儲設(shè)備，用于存儲并驗證所述數(shù)據(jù)接收單元發(fā)送的 數(shù)據(jù)中校驗碼是否正確，并發(fā)送給所述中心處理單元。所述存儲設(shè)備為 一 固化電子盤。所述通訊模塊為RS232接口的通訊模塊或者RS485接口的通訊模塊。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點1、由于本發(fā)明內(nèi)部采用了 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通訊，使得觸摸顯示系統(tǒng)雙機或多機能夠同時準確可靠的實時顯示機 車柴油機和電氣系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)、狀態(tài)及故障信息，便于司乘人員在行車時實時監(jiān) 視機車狀態(tài)；2、由于本發(fā)明可根據(jù)需要隨時選擇觸摸顯示系統(tǒng)中的一臺顯示器作 為通訊主機，主機顯示器可以為司乘人員提供査詢機車故障記錄報表和設(shè)置機車 運行狀態(tài)、修正機車參數(shù)等功能，便于掌握機車運行狀態(tài)，同時主機顯示器還可 以防止無關(guān)人員操作造成機車參數(shù)錯誤，使記錄混亂無效，因此保證了的系統(tǒng)安 全性要求；3、本發(fā)明具有方便快捷排除故障的診斷提示功能，即在機車故障發(fā)生 時，觸摸顯示系統(tǒng)可以在提供故障提示的同時給出若干故障產(chǎn)生的可能原因和檢 修處理辦法，便于機車維護保養(yǎng)維修人員現(xiàn)場迅速快捷的排除故障；4、本發(fā)明具 有故障記錄信息的下載功能，可隨時將機車故障信息通過USB接口轉(zhuǎn)存，便于技 術(shù)人員對故障進行統(tǒng)計分析，及時改進、提升整車質(zhì)量；5、本發(fā)明的核心部分采 用了嵌入式低功耗Pin級CPU， WinCE操作系統(tǒng)性能穩(wěn)定，手指觸摸操作方便， 程序具有靈活的界面調(diào)整功能，下載方便，能夠及時滿足用戶對機車的小批量、 多樣化要求，并可通過觸摸屏幕進行基本的文件操作和屏幕保護操作。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明的觸摸顯示器的組成框3是本發(fā)明的驅(qū)動程序模塊的工作流程圖具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細的描述。如圖1、圖2所示，本發(fā)明所提供的觸摸顯示系統(tǒng)包括多個觸摸顯示器10、 一個通訊模塊20和下位機30。各觸摸顯示器10可以區(qū)分為一個主機和多個從機，主機與各從機之間采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通訊進行數(shù)據(jù)交換，觸摸顯示系統(tǒng)通過通信模塊20與下位機30之間實現(xiàn)實時通訊。用戶可以從多個觸摸顯示器10中任選一觸 摸顯示器為主機，剩余的觸摸顯示器10則為從機，被確認為主機的觸摸顯示器10 通過通信模塊20與下位機30進行數(shù)據(jù)通信。下位機30通過傳感器組件31采集 機車32的電氣系統(tǒng)工作狀態(tài)，以及機車32內(nèi)部各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，同時根據(jù)觸摸顯 示器10中主機的數(shù)據(jù)查詢指令，依據(jù)通訊協(xié)議發(fā)送響應(yīng)數(shù)據(jù)，以負責(zé)機車32的 運行邏輯控制，并通過通訊模塊20輸送給各觸摸顯示器10進行顯示。本實施例 以DF7型機車為具體實施，為滿足DF7型機車原微機顯示系統(tǒng)RS232通訊方式要 求，考慮到機車雙端司機室通訊距離，通訊模塊20采用RS232/485接口的通訊模 塊，以實現(xiàn)各觸摸顯示器10與下位機30之間的通訊傳輸，通訊模塊20包括數(shù)據(jù) 接收單元21和數(shù)據(jù)發(fā)送單元22。如圖2所示，每一觸摸顯示器IO均包括設(shè)置在機箱中的一觸摸屏11、 一主 板12、 一顯示屏13 (如液晶顯示屏)、 一背光逆變單元14和一電源15。其中主板 12包括一中心處理單元121、 一觸摸控制單元122、 一校驗存儲單元123、 一顯示 驅(qū)動單元124、后備電池和多個對外接口。其中，觸摸屏11層疊在顯示屏13上部， 二者都安裝在觸摸顯示器10的機箱前面板上，主板12、背光逆變單元14和電源 15安裝在觸摸顯示器10機箱內(nèi)部的安裝板上，內(nèi)部安裝板固定在機箱前面板上， 各對外接口包括LAN接口、 USB接口、串口 (RS232/485)、 PS/2鍵盤接口和鼠 標接口，均安裝在機箱后蓋上。本實施例中，觸摸屏11采用四線電阻式，分辨率為1024*1024，內(nèi)存為256M。 主板12的中心處理單元121包括CPU及其外圍電路，CPU采用ARM處理器， 型號是S3C2410X 833MHz。觸摸控制單元122包括第一觸摸信號采集單元1221 和第二觸摸信號采集單元1222，用來采集用戶的指令。校驗存儲單元123采用一 固化電子盤，該固化電子盤是一 CF卡，用于存儲并驗證數(shù)據(jù)幀中校驗碼是否正確。 顯示驅(qū)動單元124內(nèi)設(shè)置有一驅(qū)動程序模塊和一顯示程序模塊，其運行環(huán)境為預(yù) 裝無限點MCGS嵌入版組態(tài)。本發(fā)明的顯示系統(tǒng)采用的是微軟嵌入式實時多任務(wù) 操作系統(tǒng)Microsoft Windows CE 4.2,由于主、從機之間采用TCP/IP協(xié)議，因此主、 從機的IP地址可以分別設(shè)定。驅(qū)動程序模塊和顯示程序模塊是根據(jù)主、從機不同 需求，分別下載存儲至顯示驅(qū)動單元124，為保證產(chǎn)品的互換性和適用性，各觸摸 顯示器10的操作系統(tǒng)增加了主、從工程設(shè)定程序，實現(xiàn)一臺觸摸顯示器10存儲 兩個以上工程文件，從而用戶可以通過觸摸屏11設(shè)置觸摸顯示器10的IP地址， 即指定主從機。如圖3所示，顯示驅(qū)動單元124的驅(qū)動程序模塊的工作過程包括以下步驟1、 初始化觸摸顯示系統(tǒng)上電，由中心處理單元121初始化，并由校驗存儲單元123校驗收發(fā)協(xié)議是否正確。2、 定義a、 由顯示驅(qū)動單元124中的驅(qū)動程序模塊控制代碼和數(shù)據(jù)幀格式的識別，對 數(shù)組的每個數(shù)據(jù)進行定義，獲取各個設(shè)備通道的名稱和類型。b、 定義通用通信屬性，即下位機30對象屬性，通信波特率、通信周期等。C、定義設(shè)備命令，包括讀取故障記錄、查詢某條故障記錄、査詢和設(shè)置時鐘、查詢和設(shè)置輪徑、核對和設(shè)置密碼、清除累計參數(shù)、清除故障記錄、査詢運 轉(zhuǎn)工況。d、定義讀寫命令，即根據(jù)TCP/IP協(xié)議對從串口 (RS232/485)讀取的數(shù)據(jù)進 行解碼并存儲、返回。3、 設(shè)定主機串口初始化時，觸摸顯示系統(tǒng)的中心處理單元121默認所有的 觸摸顯示器10均為從機。當(dāng)司乘人員在某一觸摸顯示器10的觸摸屏11上點擊"數(shù) 據(jù)采集"按鍵時，本觸摸顯示器10即被設(shè)定為主機，其它觸摸顯示器10則為從 機。第二觸摸信號采集單元1222獲取本觸摸顯示器10為主機的確認信息，并將 該信息傳遞給主機中的中心處理單元121。中心處理單元121接收到本觸摸顯示器 IO為主機的信息后，建立串行通信鏈路，并向從機發(fā)送禁止命令，同時通過數(shù)據(jù) 發(fā)送單元22向下位機30發(fā)送查詢信息指令。被確認的從機將等待主機發(fā)送的數(shù) 據(jù)，并通過數(shù)據(jù)發(fā)送單元22發(fā)送至顯示屏13顯示。4、 下位機30接收到主機發(fā)送的數(shù)據(jù)查詢指令后，依據(jù)通訊協(xié)議即TCP/IP協(xié) 議，僅向主機發(fā)送響應(yīng)數(shù)據(jù)，主機中的數(shù)據(jù)接收單元21將獲取的響應(yīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存入 校驗存儲單元124，校驗存儲單元124按協(xié)議核對數(shù)據(jù)，并驗證數(shù)據(jù)幀中校驗碼是 否正確。如果校驗碼正確無誤，由主機中的中心處理單元121對校驗碼進行分析 解碼，再通過顯示驅(qū)動單元124后，發(fā)送至主機的顯示屏13上顯示數(shù)據(jù)，并通過 主機中的數(shù)據(jù)發(fā)送單元22發(fā)送給各從機。5、 若出現(xiàn)觸摸操作調(diào)用命令，即有讀取故障記錄、査詢某條故障記錄、查詢 和設(shè)置時鐘、查詢和設(shè)置輪徑、核對和設(shè)置密碼、清除累計參數(shù)、清除故障記錄、 查詢運轉(zhuǎn)工況等操作之一時，則執(zhí)行設(shè)備命令，然后返回步驟4;若沒出現(xiàn)觸摸操 作調(diào)用命令，則直接返回步驟4。步驟5中，司乘人員可以通過顯示屏11上的"故障査詢"和"參數(shù)設(shè)置"兩 個功能按鍵，來分別查詢機車歷史記錄和設(shè)置參數(shù)，第一觸摸信號采集單元1221得到相應(yīng)確認命令后，發(fā)送相關(guān)命令到中心處理單元121，中心處理單元121通過 數(shù)據(jù)發(fā)送單元22向下位機30發(fā)送査詢數(shù)據(jù)指令，然后，下位機30將返回的需要 查詢的數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)接收單元21，再通過校驗存儲單元124存儲校驗后，發(fā)送 至中心處理單元121分析處理，處理的結(jié)果經(jīng)過顯示驅(qū)動單元124后，最后發(fā)送 至顯示屏13進行顯示。觸摸顯示系統(tǒng)的顯示程序模塊通過顯示界面的設(shè)計組態(tài)和腳本程序的編制來 實現(xiàn)實時和歷史數(shù)據(jù)的顯示。觸摸顯示系統(tǒng)上電后，所有顯示器均默認為"從機"。 當(dāng)顯示屏13上的啟動界面上的"數(shù)據(jù)采集"按鈕得到確認后，當(dāng)前觸摸顯示器 IO為系統(tǒng)通信主機，其它觸摸顯示器IO則為從機。顯示程序模塊接收驅(qū)動程序模 塊解碼的數(shù)據(jù)包，進行實時顯示。本發(fā)明具有三級顯示功能和歷史故障記錄信息的下載功能，主、從機均具有 一、二級顯示功能，下面進行詳細說明。一級顯示(57個設(shè)備通道信息)以數(shù)值、指示燈、圖表等多種方式實時顯示 機車、柴油機系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息和工作狀態(tài)以及主發(fā)基準信息、柴油機工 作累積信息等。二級顯示故障發(fā)生時，觸摸顯示器10的主界面的循環(huán)腳本程序?qū)ο挛粰C30 故障信息進行判斷，以字符串方式在顯示屏13上顯示故障名稱，同時顯示屏13 自動彈出故障提示窗口，故障提示窗口顯示故障的診斷依據(jù)和故障發(fā)生后下位機 30的控制及復(fù)位方法等相關(guān)信息，便于司乘或檢修人員及時排除故障。故障提示 窗口在故障復(fù)位后可以自動關(guān)閉，也可以手動關(guān)閉。主機的三級顯示和操作功能:主機通過11個設(shè)備命令操作包括讀取故障記錄、 查詢某條故障記錄、查詢和設(shè)置時鐘、査詢和設(shè)置輪徑、核對和設(shè)置密碼、清除 累計參數(shù)、清除故障記錄、查詢運轉(zhuǎn)工況來實現(xiàn)。從機不能進入三級顯示，從機 的顯示的主界面上沒有"故障查詢"和"參數(shù)設(shè)置"兩項功能，如果司乘人員需 要了解機車歷史狀況或改變當(dāng)前參數(shù)設(shè)置時，可通過從機的主界面進行主、從機切換設(shè)置即可。通過查詢主機機車歷史故障信息記錄功能，從下位機30讀取故障信息并存入 主機內(nèi)部的硬盤內(nèi)，再通過USB接口下載至PC機，便于技術(shù)人員對故障進行統(tǒng) 計分析及機車狀態(tài)的記錄保存，實現(xiàn)及時改進、提升整車質(zhì)量。此外，司乘人員可以通過顯示屏13上的"幫助"功能按鍵獲取整個觸摸顯示 器各頁面內(nèi)容、各操作鍵的含義以及常見故障的處理辦法。以上所述，為本發(fā)明的較佳實施例，僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，并不能以此來限制本發(fā)明的專利保護范圍。本發(fā)明所采用的微控制器件、觸摸和顯示屏 及各種微型芯片出可以采用上文中所公開的型號，還可以采用本領(lǐng)域任何公知的 可以實現(xiàn)相同功能的微控制器件、觸摸和顯示屏及各種微型芯片。
權(quán)利要求
1、一種機車觸摸顯示系統(tǒng)，其特征在于它包括多個觸摸顯示器、一通訊模塊和一下位機；各所述觸摸顯示器包括觸摸屏、主板、顯示屏、背光逆變單元和一電源，所述觸摸顯示器能依據(jù)設(shè)定設(shè)置其中任意一臺為主機，其余為從機，所述主機通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與各所述從機進行數(shù)據(jù)交換；所述主板包括中心處理單元、觸摸控制單元、校驗存儲單元、顯示驅(qū)動單元、后備電池和若干對外接口；所述通訊模塊在各所述觸摸顯示器和所述下位機之間提供通訊連接，所述下位機通過傳感器組件采集機車各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，根據(jù)所述觸摸顯示器中主機的數(shù)據(jù)查詢指令，依據(jù)通訊協(xié)議發(fā)送響應(yīng)數(shù)據(jù)，以控制所述機車的運行邏輯，并通過所述通訊模塊輸送至各所述觸摸顯示器顯示所述機車的狀況。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種機車觸摸顯示系統(tǒng)，其特征在于所述主機的設(shè)定是在任一所述觸摸顯示器的觸摸屏上點擊"數(shù)據(jù)采集"按鍵，該所述i蟲摸顯示器即被設(shè)定為主機，其它所述觸摸顯示器則為從機。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種機車觸摸顯示系統(tǒng)，其特征在于所述觸摸控制 單元包括二觸摸信號采集單元，其中第一觸摸信號采集單元，用于采集查詢數(shù)據(jù)的指令，并傳送給所述主機中的 中心處理單元；第二觸摸信號采集單元，用于采集所述主機被確認的信息，并傳送給所述主 機中的中心處理單元。
4、 如權(quán)利要求1所述的一種機車觸摸顯示系統(tǒng)，其特征在于所述通訊模塊 包括一數(shù)據(jù)接收單元，用于獲取所述下位機發(fā)送的響應(yīng)數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)存入所述校驗 存儲單元； 一數(shù)據(jù)發(fā)送單元，用于接收所述主機中的中心處理單元發(fā)出的數(shù)據(jù)， 并發(fā)送給各所述從機。
5、 如權(quán)利要求1所述的一種機車觸摸顯示系統(tǒng)，其特征在于所述校驗存儲 單元為一存儲設(shè)備，用于存儲并驗證所述數(shù)據(jù)接收單元發(fā)送的數(shù)據(jù)中校驗碼是否 正確，并發(fā)送給所述中心處理單元。
6、 如權(quán)利要求5所述的一種機車觸摸顯示系統(tǒng)，其特征在于所述存儲設(shè)備 為一固化電子盤。
7、 如權(quán)利要求1所述的一種機車觸摸顯示系統(tǒng)，其特征在于所述通訊模塊為RS232接口的通訊模塊或者RS485接口的通訊模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機車觸摸顯示系統(tǒng)，它包括多個觸摸顯示器、一通訊模塊和一下位機；各觸摸顯示器包括觸摸屏、主板、顯示屏、背光逆變單元和一電源，觸摸顯示器能依據(jù)設(shè)定設(shè)置其中任意一臺為主機，其余為從機，主機通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與各從機進行數(shù)據(jù)交換；主板包括中心處理單元、觸摸控制單元、校驗存儲單元、顯示驅(qū)動單元、后備電池和若干對外接口；通訊模塊在各觸摸顯示器和下位機之間提供通訊連接，下位機通過傳感器組件采集機車各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，根據(jù)觸摸顯示器中主機的數(shù)據(jù)查詢指令，依據(jù)通訊協(xié)議發(fā)送響應(yīng)數(shù)據(jù)，以控制機車的運行邏輯，并通過通訊模塊輸送至各觸摸顯示器顯示機車的狀況。本發(fā)明滿足當(dāng)前鐵路機車使用需求、用戶操作習(xí)慣和使用維護方便并適用于DF7型機車使用。
文檔編號G06F3/041GK101403919SQ20081022701
公開日2009年4月8日 申請日期2008年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者李祥麗, 苗永春 申請人:北京東風(fēng)機車電器廠