具有無線通訊維護(hù)功能的軌道交通車門控制器

陸馳宇 周洲

摘 要：介紹了軌道交通車門控制器現(xiàn)有的維護(hù)方式，分析了現(xiàn)有維護(hù)方式存在的問題和缺點(diǎn)，提出了一種應(yīng)用藍(lán)牙通訊的門控器無線通訊維護(hù)方法，詳細(xì)分析了藍(lán)牙維護(hù)的背景、可實(shí)行性以及實(shí)現(xiàn)方式，表明藍(lán)牙維護(hù)在軌道交通車門控制器上具有良好的實(shí)用性。

關(guān)鍵詞：門控器;藍(lán)牙;無線通訊;維護(hù)方式

中圖分類號：U270.386 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 概述

1.1 軌道交通車門控制器現(xiàn)有維護(hù)方式

現(xiàn)有的軌道交通車門控制器（以下簡稱門控器）上通過發(fā)光二極管顯示對應(yīng)的輸入輸出口狀態(tài)信息，通過數(shù)碼管和發(fā)光二極管的組合方式顯示故障代碼，維護(hù)人員通過故障代碼判定故障內(nèi)容并上報(bào)。同時，維護(hù)人員需攜帶筆記本電腦，通過門控器上的維護(hù)端口（通常是USB接口）進(jìn)行故障數(shù)據(jù)的下載和DSP程序升級。

現(xiàn)有的維護(hù)方式，無論是通過數(shù)碼管和發(fā)光二極管的組合方式來指示故障信息，還是通過維護(hù)端口下載故障數(shù)據(jù)以及程序升級，都需要維護(hù)人員依次對各個門進(jìn)行打開罩板、查看故障、下載故障數(shù)據(jù)、程序升級等操作。由于門控器分散在各個列車的各個門，現(xiàn)有的維護(hù)方式需要耗費(fèi)大量的時間和人力，效率低下。此外，數(shù)碼管對故障的指示太過簡單，而且只能顯示當(dāng)前故障，導(dǎo)致維護(hù)人員一方面需要花時間判定故障內(nèi)容，另一方面無法確定當(dāng)前具體的故障數(shù)量，無法達(dá)到及時有效處理故障的要求。而且，一旦故障門控器較多，需要上報(bào)的狀態(tài)信息也就隨之變多，難免會出現(xiàn)上報(bào)信息有疏漏的情況，非常影響解決故障的效率。

1.2 門控器維護(hù)方式改進(jìn)

本文提出一種應(yīng)用藍(lán)牙通訊的門控器無線通訊維護(hù)方法，在現(xiàn)有門控器上增加藍(lán)牙模塊，通過手機(jī)APP連接門控器藍(lán)牙，維護(hù)人員站在一節(jié)車廂的任意位置，能夠連接本節(jié)車廂內(nèi)所有門控器藍(lán)牙，完成查看狀態(tài)故障信息、下載故障數(shù)據(jù)、無線程序升級等功能，操作便捷、高效，節(jié)省了大量的時間和人力。為了對故障數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，搭建藍(lán)牙后臺服務(wù)器，維護(hù)人員可以通過手機(jī)藍(lán)牙APP的一鍵上傳功能，便捷的將下載的狀態(tài)信息和故障數(shù)據(jù)一鍵上傳至后臺服務(wù)器，設(shè)計(jì)人員不需要前往故障現(xiàn)場也能實(shí)時查看故障信息。此種維護(hù)方式有助于提升車輛門控器現(xiàn)場維護(hù)的效率，節(jié)約時間和人力成本。

2 門控器藍(lán)牙維護(hù)功能分析及介紹

2.1 藍(lán)牙介紹

藍(lán)牙技術(shù)是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球規(guī)范，由底層硬件模塊、中間協(xié)議層和高層應(yīng)用組成[1，2]。簡單的說，藍(lán)牙技術(shù)是一種利用低功率無線電在各種3C設(shè)備間彼此傳輸數(shù)據(jù)的技術(shù)。藍(lán)牙工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）頻段，使用IEEE802.15協(xié)議[3]。作為一種新興的短距離無線通信技術(shù)，藍(lán)牙技術(shù)正處于高速發(fā)展的道路上，隨著2016年推出傳輸速度更快、連接距離更遠(yuǎn)、通訊質(zhì)量更穩(wěn)定的藍(lán)牙5.0標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，藍(lán)牙技術(shù)在智能設(shè)備、音頻、車載藍(lán)牙、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、樓宇自動化、醫(yī)療可穿戴式設(shè)備等行業(yè)大放異彩，逐漸成為人們生活中必不可少的技術(shù)[4]。

2.2 藍(lán)牙在軌道交通中應(yīng)用可行性分析

藍(lán)牙、WIFI和地鐵CBTC信號系統(tǒng)同為2.4GHZ頻段，理論上有可能產(chǎn)生同頻段干擾，但在實(shí)際使用過程中，藍(lán)牙模塊與地鐵CBTC信號系統(tǒng)不會產(chǎn)生同頻干擾，可以在地鐵上使用。

門控器使用的藍(lán)牙有兩種模式，分為正常工作模式和睡眠模式，睡眠模式下，射頻RF關(guān)閉，藍(lán)牙無發(fā)射功率。地鐵在實(shí)際運(yùn)行過程中并不需要使用藍(lán)牙，門控器藍(lán)牙可配置睡眠模式，對地鐵CBTC信號系統(tǒng)完全沒有影響。

正常工作模式下，藍(lán)牙發(fā)射功率為1 mW～3mW，這與乘客手機(jī)藍(lán)牙的發(fā)射功率大致相同，遠(yuǎn)小于乘客手機(jī)WIFI的發(fā)射功率。地鐵的車門數(shù)量一般不超過60，載客數(shù)量約1 000人左右，這些乘客所攜帶并開啟的手機(jī)藍(lán)牙、WIFI，不僅數(shù)量遠(yuǎn)多于門控器藍(lán)牙的數(shù)量，帶來的干擾影響也遠(yuǎn)大于門控器藍(lán)牙正常工作狀態(tài)下所產(chǎn)生的干擾影響，而平日里乘客們的手機(jī)藍(lán)牙、WIFI并未被限制攜帶和使用，那么門控器中干擾更小的藍(lán)牙模塊也能夠在地鐵上使用。

2.3 藍(lán)牙維護(hù)實(shí)現(xiàn)方式

（1）整體結(jié)構(gòu)。藍(lán)牙維護(hù)方式的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，在現(xiàn)有門控器上增加的藍(lán)牙模塊，通過UART串口與DSP通信，手機(jī)APP通過控制指令使藍(lán)牙模塊進(jìn)入透傳模式。在透傳模式中，DSP判斷藍(lán)牙發(fā)送的指令，并進(jìn)行對應(yīng)的數(shù)據(jù)接收、發(fā)送、參數(shù)配置。手機(jī)APP接收到DSP發(fā)送的信息后，顯示在對應(yīng)的功能界面，可以通過一鍵上傳功能，將獲取到的數(shù)據(jù)上傳至后臺服務(wù)器。

（2）藍(lán)牙APP功能框圖。藍(lán)牙APP實(shí)現(xiàn)的功能框圖如圖2所示，打開藍(lán)牙APP后進(jìn)入登錄界面，維護(hù)人員根據(jù)分配的賬號密碼登錄，隨后進(jìn)入功能選擇界面，可以根據(jù)需要選擇相應(yīng)功能，包括查看狀態(tài)信息及下載、故障信息查看及下載、無線程序升級和上傳服務(wù)器。

（3）裝車驗(yàn)證。為了驗(yàn)證藍(lán)牙APP通訊穩(wěn)定性，在地鐵車輛上安裝具有無線通訊維護(hù)功能的門控器進(jìn)行了測試驗(yàn)證，驗(yàn)證了在同一節(jié)車廂內(nèi)，藍(lán)牙信號的質(zhì)量較高，穩(wěn)定性較好，數(shù)據(jù)無中斷，能夠滿足藍(lán)牙維護(hù)的需求。

3 結(jié)論

本文介紹了一種基于藍(lán)牙通訊的門控器無線通訊維護(hù)方法，詳細(xì)分析了藍(lán)牙維護(hù)的背景、工作原理、可實(shí)現(xiàn)性以及實(shí)現(xiàn)方式，并對這種維護(hù)方式的優(yōu)越性作了進(jìn)一步的說明，同時還展示了藍(lán)牙維護(hù)的實(shí)際效果，驗(yàn)證了藍(lán)牙維護(hù)在軌道交通門控器上具有良好的實(shí)用性。

參考文獻(xiàn)：

[1]王瑩.淺談藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用及其發(fā)展展望[J].黑龍江科技信息，2011（14）：90.

[2]吳昊，胡博.通信中的藍(lán)牙技術(shù)[J].魅力中國，2018（33）：242.

[3]朱昭華.淺析藍(lán)牙技術(shù)[J].電聲技術(shù)，2018，42（04）：70-72.

[4]林滿山.淺談藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景[J].黑龍江科技信息，2016（14）：165.