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关于轨道交通AFC终端设备模块接口标准化的研究
摘 要 随着上海地铁AFC技术的高速发展,AFC终端设备的种类也日益繁多,但不同厂商开发同类设备模块标准不一,使得模块开发周期较长,模块可重用性较低。为了减少同类模块设备上层界面模块接口,将在轨道交通运营管理精细度方面得到明显加强:
(1)填补AFC行业模块通信标准缺失的空白;(2)填补AFC行业通用上位机软件缺失的空白;(3)填补AFC行业通用嵌入式Linux操作系统缺失的空白。
3研究目标

研究分析AFC系统终端设备(包含自动售票机和自动检票机)的各种硬件模块,并为每个模块定义详细的对外通信标准,标准需具有通用性,能较好的适应各种硬件模块。
标准需包含通信报文的格式、命令与应答集(如阻挡机构开启关闭、硬币口开启关闭等命令)、各模块的工作状态(包含故障状态)等。

设计适配于自动售票机与自动检票机的上层应用软件,需满足该设备基本功能要求如阻挡机构开启关闭、发售测试车票等功能,并具有功能参数设置及查询模块工作状态、唯一标识码、工作时间、使用次数等功能。 考察二者的兼容性和该标准的可行性,根据应用情况形成相关报告。

该操作系统可通用于自动售票机和自动检票机,适配该设备的通用上层应用软件及其硬件。
考察二者的兼容性和该标准的可行性,根据应用情况形成相关报告。
4解决方案
AFC终端设备模块通信标准化,形成一套模块通信标准化接口,在此基础上对上层应用软件及其使用的嵌入式Linux操作系统进行统一定制,设计和实现AFC系统终端设备的模块软件接口的标准统一,并在此基础上设计一套通用的设备上层应用软件及其搭载的操作系统,实现对各个设备供货商提供设备的控制。
AFC终端设备模块接口标准化
AFC终端设备模块接口标准化,从内容上可划分为三大部分,本别是:“通信方式”、“报文格式”、“关键模块标准命令及应答”,基本涵盖了AFC终端设备核心模块通信标准化所必须涵盖的主要部分。通过以上标准化过程,实现相同硬件模块、相同设计功能、相同应用场景的部件与上位控制软件的“松耦合”,从而避免了从前由于不同厂商的部件无法互相替换的问题,从而具备了“兼容性”,解决了核心部件备品备件的资源分类配置、厂商服务变化等现实问题。

标准化设计内容:通讯接口(硬件)、波特率、数据位、奇偶校验位、开始/停止位、数据流控制方式以及报文数据格式等。

针对通信报文的报文格式进行标准化设计,包括:开始/结束标志(STX/ETX)、转义字符(ESC)、命令帧报文格式。其中,命令帧报文格式定义了在指令报文开始到结束的中间部分所有字段及数据内容对所有控制字符(0x02,0x03,0x10)前增加转义字符,包括:数据长度、命令数据、校验。

设计关键硬件模块的标准命令及其应答,包括命令码及应答代码定义、具体命令及应答两大部分。
命令码及应答代码定义:命令种类及定义;命令代码定义;自发事件代码定义;具体命令及应答:关键设备模块控制及信息交互的具体命令定义标准化,以通讯控制模块为例,见图1。
AFC终端设备工控机的通用嵌入式Linux操作系统
本次标准化研究中,针对AFC终端设备硬件Linux操作系统,进行了标准化定制。定制系统是根据地铁AFC业务特点及业务需求设计裁剪的一款高安全、高稳定性、自主可控、高度定制的标准化工控定制操作系统。基于x86的工控机平台,并针对X86平台Linux系统的内核和核外进行定制。并通过增加、完善客户AFC终端设备系统及项目对客户端应用所需的包括外设驱动和应用功能库,逐步构建而形成的一个符合地铁AFC业务需求工控定制系统。标准化定制系统是完全针对轨道交通领域的自动检票系统所需从内核到核外完全重新构建的,完全支持AFC终端设备系统对多串口设备、多显示、系统大小限制等功能需求。
标准化Linux操作系统具备以下优势:

支持X86、兆芯平台的主机;支持多个工控机厂商产品;支持工控机多显、多显卡等各类外设、功能要求。

支持并提供多种基于国产化CPU的全国产化自主可控主机和外设解决方案;支持并提供以银河麒麟操作系统为核心的全国产化自主可控软件解决方案。
、安全、精巧
系统