具有无线通讯维护功能的轨道交通车门控制器

陆驰宇 周洲

摘 要：介绍了轨道交通车门控制器现有的维护方式，分析了现有维护方式存在的问题和缺点，提出了一种应用蓝牙通讯的门控器无线通讯维护方法，详细分析了蓝牙维护的背景、可实行性以及实现方式，表明蓝牙维护在轨道交通车门控制器上具有良好的实用性。

关键词：门控器;蓝牙;无线通讯;维护方式

中图分类号：U270.386 文献标识码：A

1 概述

1.1 轨道交通车门控制器现有维护方式

现有的轨道交通车门控制器（以下简称门控器）上通过发光二极管显示对应的输入输出口状态信息，通过数码管和发光二极管的组合方式显示故障代码，维护人员通过故障代码判定故障内容并上报。同时，维护人员需携带笔记本电脑，通过门控器上的维护端口（通常是USB接口）进行故障数据的下载和DSP程序升级。

现有的维护方式，无论是通过数码管和发光二极管的组合方式来指示故障信息，还是通过维护端口下载故障数据以及程序升级，都需要维护人员依次对各个门进行打开罩板、查看故障、下载故障数据、程序升级等操作。由于门控器分散在各个列车的各个门，现有的维护方式需要耗费大量的时间和人力，效率低下。此外，数码管对故障的指示太过简单，而且只能显示当前故障，导致维护人员一方面需要花时间判定故障内容，另一方面无法确定当前具体的故障数量，无法达到及时有效处理故障的要求。而且，一旦故障门控器较多，需要上报的状态信息也就随之变多，难免会出现上报信息有疏漏的情况，非常影响解决故障的效率。

1.2 门控器维护方式改进

本文提出一种应用蓝牙通讯的门控器无线通讯维护方法，在现有门控器上增加蓝牙模块，通过手机APP连接门控器蓝牙，维护人员站在一节车厢的任意位置，能够连接本节车厢内所有门控器蓝牙，完成查看状态故障信息、下载故障数据、无线程序升级等功能，操作便捷、高效，节省了大量的时间和人力。为了对故障数据进行整合，搭建蓝牙后台服务器，维护人员可以通过手机蓝牙APP的一键上传功能，便捷的将下载的状态信息和故障数据一键上传至后台服务器，设计人员不需要前往故障现场也能实时查看故障信息。此种维护方式有助于提升车辆门控器现场维护的效率，节约时间和人力成本。

2 门控器蓝牙维护功能分析及介绍

2.1 蓝牙介绍

蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，由底层硬件模块、中间协议层和高层应用组成[1，2]。简单的说，蓝牙技术是一种利用低功率无线电在各种3C设备间彼此传输数据的技术。蓝牙工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工业、科学、医学）频段，使用IEEE802.15协议[3]。作为一种新兴的短距离无线通信技术，蓝牙技术正处于高速发展的道路上，随着2016年推出传输速度更快、连接距离更远、通讯质量更稳定的蓝牙5.0标准发布，蓝牙技术在智能设备、音频、车载蓝牙、工业物联网、楼宇自动化、医疗可穿戴式设备等行业大放异彩，逐渐成为人们生活中必不可少的技术[4]。

2.2 蓝牙在轨道交通中应用可行性分析

蓝牙、WIFI和地铁CBTC信号系统同为2.4GHZ频段，理论上有可能产生同频段干扰，但在实际使用过程中，蓝牙模块与地铁CBTC信号系统不会产生同频干扰，可以在地铁上使用。

门控器使用的蓝牙有两种模式，分为正常工作模式和睡眠模式，睡眠模式下，射频RF关闭，蓝牙无发射功率。地铁在实际运行过程中并不需要使用蓝牙，门控器蓝牙可配置睡眠模式，对地铁CBTC信号系统完全没有影响。

正常工作模式下，藍牙发射功率为1 mW～3mW，这与乘客手机蓝牙的发射功率大致相同，远小于乘客手机WIFI的发射功率。地铁的车门数量一般不超过60，载客数量约1 000人左右，这些乘客所携带并开启的手机蓝牙、WIFI，不仅数量远多于门控器蓝牙的数量，带来的干扰影响也远大于门控器蓝牙正常工作状态下所产生的干扰影响，而平日里乘客们的手机蓝牙、WIFI并未被限制携带和使用，那么门控器中干扰更小的蓝牙模块也能够在地铁上使用。

2.3 蓝牙维护实现方式

（1）整体结构。蓝牙维护方式的整体结构如图1所示，在现有门控器上增加的蓝牙模块，通过UART串口与DSP通信，手机APP通过控制指令使蓝牙模块进入透传模式。在透传模式中，DSP判断蓝牙发送的指令，并进行对应的数据接收、发送、参数配置。手机APP接收到DSP发送的信息后，显示在对应的功能界面，可以通过一键上传功能，将获取到的数据上传至后台服务器。

（2）蓝牙APP功能框图。蓝牙APP实现的功能框图如图2所示，打开蓝牙APP后进入登录界面，维护人员根据分配的账号密码登录，随后进入功能选择界面，可以根据需要选择相应功能，包括查看状态信息及下载、故障信息查看及下载、无线程序升级和上传服务器。

（3）装车验证。为了验证蓝牙APP通讯稳定性，在地铁车辆上安装具有无线通讯维护功能的门控器进行了测试验证，验证了在同一节车厢内，蓝牙信号的质量较高，稳定性较好，数据无中断，能够满足蓝牙维护的需求。

3 结论

本文介绍了一种基于蓝牙通讯的门控器无线通讯维护方法，详细分析了蓝牙维护的背景、工作原理、可实现性以及实现方式，并对这种维护方式的优越性作了进一步的说明，同时还展示了蓝牙维护的实际效果，验证了蓝牙维护在轨道交通门控器上具有良好的实用性。

参考文献：

[1]王莹.浅谈蓝牙技术应用及其发展展望[J].黑龙江科技信息，2011（14）：90.

[2]吴昊，胡博.通信中的蓝牙技术[J].魅力中国，2018（33）：242.

[3]朱昭华.浅析蓝牙技术[J].电声技术，2018，42（04）：70-72.

[4]林满山.浅谈蓝牙技术的发展现状和前景[J].黑龙江科技信息，2016（14）：165.