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摘 要：介绍西安地铁2号线广播系统中动态线路地图控制原理及RS485传输协议，并对控制原理进行分析，同时对动态线路地图比较典型故障进行分析对比结合实际运用进行整改分析。
关键词：动态地图；RS485；CPLD
中图分类号：U270 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）24-0174-01
1 前 言
动态线路地图是地铁车辆乘客信息系统的一种能有效提供给乘客车辆运行信息的标准配置，接下来分析西安地铁2号线动态地图控制原理及通讯协议。
2 系统设计方案
通过每个客室内安装的8块三色LED动态地图显示装置，为乘客提供必要的旅行信息，用于显示如下信息：
（1）显示运行线路上的所有站点；
（2）列车旅行的线路、方向及终点站；
（3）列车将要到达的下一站；
（4）客室车门打开侧指示；
（5）换乘站和用于换乘的相应线路；
（6）标示中英文对照。
3 控制原理方案
动态地图采用单片机控制方式，西安2号线控制方式有两种单片机形式如下：
一种为CPLD加89C58系列单片机组合控制，这种设计方案在实际的运用过程需要两个单片机之间的配合完成信息处理和输出功能，在现场实际中由于外界干扰等出现常见故障有黑屏、闪屏、颜色等。
为了解决这种问题二号线又在原基础之上改良出另一种设计方案设计为89C58加闪存控制方式，这种设计方案保留原本显示部分硬件不动，将CPLD处理器去除，采用89C58单片机加外部储存方式，单片机既接收RS485信号处理，又能完成系统自检以及输出功能，从原理上分析第二种方案是在第一种方案的基础之上改进的，取消掉CPLD后，不需要兩个处理器之间的配合，只需一个单片机自己处理，减少硬件故障点，由于89单片机需要处理数据比较多，有存在死机的风险。在实际运用的过程中发现第二种方案的电源选用的功率比较大，单片机不会出现掉电的现象，板卡相对比较稳定，但是由于电源选型时选用功率过大，实际运用只占总的60%。
4 通讯协议
动态地图在电客车上也采用RS485通讯方式，通信网络采用总线型主从通信方式，即一个主机带多个从机，总线中只允许存在一个主设备，其余全部是从设备，通讯都由主机发起的，主机没有下命令，下面的节点不能发送，而且要发完即答，收到答复后，主机才向下一个节点询问.在抗干扰方面为了防止通讯出现死机现象会在终端增加匹配电阻，由于2号线采用屏蔽双绞线，对于双绞线组成的RS485网络，匹配电阻有两个，分别位于双绞线的两端，这两个匹配电阻只为消除由于传输线即双绞线特性阻抗不连续而带来的反射信号。
5 典型故障案
5.1 动态地图工作2小时不亮
该故障中，经过多次长时间测试故障现象都能重现，且动态地图在多次重复开关中故障现象也能重现，造成此类故障的原因极多，不易查找和分析。在排除了RS485通讯异常和LED输出电源故障的情况后，通过使用示波器分析测量STC单片机和CPLD的传输数据以及74HC595的使能端和数据清零端时序之后，最终锁定故障可能出现在CPLD和数据存储器SRAM，由于SRAM这些晶体管不需要刷新，但停机或断电时，它们同DRAM一样，会丢掉信息，故障的SRAM不能长时间存储数据更不能掉电，从而导致动态地图工作一段时间后全灭。更换SRAM到维修板卡上，功能正常。
5.2 动态地图花屏
动态地图花屏故障比较常见，在现场故障中占份额也是比较大的，地图花屏故障属于动态地图的单体故障，出现这种故障虽然造成的故障影响比较小，但是故障量比较大，给一线工作增加不小工作量，动态地图花屏分多种情况，在这里只讲述下比较典型的花屏故障，花屏现象表现出动态地图出现红、绿、黄相间不能正常工作且没有自检，经过现场示波器的分析比对，确定出CPLD在正常工作时发热量比较大造成的本身寿命下降，解决这种问题有两种解决方案，第一种在CPLD表面增加散热片，但是从反映情况看增加散热片效果不是特别明显，第二种定期更换CPLD芯片但是在这种方案运用中，由于CPLD采用QFP封装形式人工焊接需要非常精准的焊接技术，机器焊接需要耗费资金来购置设备，因此在后续的动态地图的设计方案中取消CPLD芯片，直接用89单片机处理转化协议。
6 结 语
目前城市轨道交通行业中各大城市地铁车辆PIS系统的供货商不尽相同，但动态地图的控制及通讯方式基本思路是相通的，对以后的新线设计方案、故障诊断和处理反面有很大的帮助，同时根据平时在维修工作中积累的维修数据，在今后的故障查找方面才能够更准确、更快的分析出故障的根本原因。
参考文献
[1]王雷阳，李正生.CserialPort类的RS-485多机通信设计与实现[J].电子设计工程，2011，19.
[2]陈在平，王永刚.RS485总线可编程序控制器I/O终端接续控制器[J].测控技术，2011，07.
[3]方永锋，陈建军.结构模糊参数的帝国竞争算法可靠性计算[J].力学季刊，2017，38（2）：311～317.
收稿日期：2018-7-25
关键词：动态地图；RS485；CPLD
中图分类号：U270 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）24-0174-01
1 前 言
动态线路地图是地铁车辆乘客信息系统的一种能有效提供给乘客车辆运行信息的标准配置，接下来分析西安地铁2号线动态地图控制原理及通讯协议。
2 系统设计方案
通过每个客室内安装的8块三色LED动态地图显示装置，为乘客提供必要的旅行信息，用于显示如下信息：
（1）显示运行线路上的所有站点；
（2）列车旅行的线路、方向及终点站；
（3）列车将要到达的下一站；
（4）客室车门打开侧指示；
（5）换乘站和用于换乘的相应线路；
（6）标示中英文对照。
3 控制原理方案
动态地图采用单片机控制方式，西安2号线控制方式有两种单片机形式如下：
一种为CPLD加89C58系列单片机组合控制，这种设计方案在实际的运用过程需要两个单片机之间的配合完成信息处理和输出功能，在现场实际中由于外界干扰等出现常见故障有黑屏、闪屏、颜色等。
为了解决这种问题二号线又在原基础之上改良出另一种设计方案设计为89C58加闪存控制方式，这种设计方案保留原本显示部分硬件不动，将CPLD处理器去除，采用89C58单片机加外部储存方式，单片机既接收RS485信号处理，又能完成系统自检以及输出功能，从原理上分析第二种方案是在第一种方案的基础之上改进的，取消掉CPLD后，不需要兩个处理器之间的配合，只需一个单片机自己处理，减少硬件故障点，由于89单片机需要处理数据比较多，有存在死机的风险。在实际运用的过程中发现第二种方案的电源选用的功率比较大，单片机不会出现掉电的现象，板卡相对比较稳定，但是由于电源选型时选用功率过大，实际运用只占总的60%。
4 通讯协议
动态地图在电客车上也采用RS485通讯方式，通信网络采用总线型主从通信方式，即一个主机带多个从机，总线中只允许存在一个主设备，其余全部是从设备，通讯都由主机发起的，主机没有下命令，下面的节点不能发送，而且要发完即答，收到答复后，主机才向下一个节点询问.在抗干扰方面为了防止通讯出现死机现象会在终端增加匹配电阻，由于2号线采用屏蔽双绞线，对于双绞线组成的RS485网络，匹配电阻有两个，分别位于双绞线的两端，这两个匹配电阻只为消除由于传输线即双绞线特性阻抗不连续而带来的反射信号。
5 典型故障案
5.1 动态地图工作2小时不亮
该故障中，经过多次长时间测试故障现象都能重现，且动态地图在多次重复开关中故障现象也能重现，造成此类故障的原因极多，不易查找和分析。在排除了RS485通讯异常和LED输出电源故障的情况后，通过使用示波器分析测量STC单片机和CPLD的传输数据以及74HC595的使能端和数据清零端时序之后，最终锁定故障可能出现在CPLD和数据存储器SRAM，由于SRAM这些晶体管不需要刷新，但停机或断电时，它们同DRAM一样，会丢掉信息，故障的SRAM不能长时间存储数据更不能掉电，从而导致动态地图工作一段时间后全灭。更换SRAM到维修板卡上，功能正常。
5.2 动态地图花屏
动态地图花屏故障比较常见，在现场故障中占份额也是比较大的，地图花屏故障属于动态地图的单体故障，出现这种故障虽然造成的故障影响比较小，但是故障量比较大，给一线工作增加不小工作量，动态地图花屏分多种情况，在这里只讲述下比较典型的花屏故障，花屏现象表现出动态地图出现红、绿、黄相间不能正常工作且没有自检，经过现场示波器的分析比对，确定出CPLD在正常工作时发热量比较大造成的本身寿命下降，解决这种问题有两种解决方案，第一种在CPLD表面增加散热片，但是从反映情况看增加散热片效果不是特别明显，第二种定期更换CPLD芯片但是在这种方案运用中，由于CPLD采用QFP封装形式人工焊接需要非常精准的焊接技术，机器焊接需要耗费资金来购置设备，因此在后续的动态地图的设计方案中取消CPLD芯片，直接用89单片机处理转化协议。
6 结 语
目前城市轨道交通行业中各大城市地铁车辆PIS系统的供货商不尽相同，但动态地图的控制及通讯方式基本思路是相通的，对以后的新线设计方案、故障诊断和处理反面有很大的帮助，同时根据平时在维修工作中积累的维修数据，在今后的故障查找方面才能够更准确、更快的分析出故障的根本原因。
参考文献
[1]王雷阳，李正生.CserialPort类的RS-485多机通信设计与实现[J].电子设计工程，2011，19.
[2]陈在平，王永刚.RS485总线可编程序控制器I/O终端接续控制器[J].测控技术，2011，07.
[3]方永锋，陈建军.结构模糊参数的帝国竞争算法可靠性计算[J].力学季刊，2017，38（2）：311～317.
收稿日期：2018-7-25