Современная электроника №2/2023

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 52 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 2 / 2023 Разработка портативного устройства и комплекса программ для тестирования и настройки многофункциональных аварийных вычислителей - регистраторов Многофункциональные аварийные вычислители - регистраторы используются для регистрации параметров состояния поезда метрополитена и являются комплексными изделиями . В процессе их тестирования и настройки применяется специализированное ПО и внешние аппаратные средства , однако некоторые процессы взаимодействия с регистратором могут быть автоматизированы и реализованы в отдельном портативном устройстве . В статье описывается разработка и реализация такого устройства и комплекса программ для его работы . Андрей Васенев (vasenev-aa@yandex.ru) Введение Многофункциональный аварийный вычислитель - регистратор произво - дится АО « НИИВК им . М . А . Карцева » и представляет собой малогабарит - ное бортовое устройство , предназна - ченное для регистрации параметров состояния поезда метрополитена и сохранения зарегистрированной информации в рабочих и аварий - ных условиях . Регистратор рассчитан на применение в головных вагонах поездов метрополитена и применя - ется совместно с прочими системами регистрации данных , которые обе - спечивают считывание , обработку , долговременное хранение и отобра - жение зарегистрированной инфор - мации . Регистратор выполняет следующие основные функции : ● принимает сигналы , характеризую - щие значения параметров состояния поезда , и переводит их в цифровую форму в соответствии с заданными правилами ; ● записывает принятые данные в на - копитель ; ● отображает своё состояние и состо - яние входных каналов при помощи светодиодных индикаторов ; ● обеспечивает возможность считы - вания записанных данных в персо - нальный компьютер ( ПК ) при его подключении к регистратору посред - ством интерфейса Ethernet. При этом использование подклю - чённого к регистратору ПК не огра - ничивается возможностью счи - тывания записанных данных и применяется также для считыва - ния диагностической информации и настройки . Для решения таких задач используется специализиро - ванное ПО . Проектирование устройства При анализе процессов такого вза - имодействия с регистратором были выявлены задачи , нуждающиеся в автоматизации , и методы , которые могут быть усовершенствованы , – это задача анализа диагностиче - ских журналов , формируемых встро - енной программой регистратора и используемых на некотором эта - пе их тестирования , а также метод установки актуальных даты и вре - мени . Для сокращения времени тестирования многофункциональ - ных аварийных вычислителей - регистраторов и совершенствования метода установки даты и времени было разработано и впоследствии реализовано портативное устрой - ство , а также комплекс программ . В комплекс программ входит встро - енная программа работы устройства и прикладная программа , предна - значенная для обмена данными с устройством через персональный компьютер ( ПК ). Устройством решаются следующие задачи : ● проверка наличия соединения с ре - гистратором ; ● загрузка диагностических журна - лов на внутренний накопитель устройства ; ● автоматический анализ загружен - ных диагностических журналов ; ● выгрузка диагностических жур - налов с накопителя устройства на ПК ; ● установка точных даты и времени в регистратор при помощи GPS; ● предоставление человеко - машинно - го интерфейса для взаимодействия с устройством . В качестве платы центрального микроконтроллера устройства была выбрана Raspberry Pi Pico с 26- кон - тактным интерфейсом ввода / вывода (GPIO), поддерживающая такие про - токолы , как SPI, I 2 C и UART. Отли - чительной особенностью платы по сравнению с прочими решениями является встроенная поддержка программирования контроллера на языке MicroPython. Это интерпрети - руемый язык с синтаксисом стан - дартного языка Python, созданный специально для работы на микро - контроллерах . Язык прост в освое - нии и позволяет быстро и эффек - тивно разрабатывать как прототипы программ , так и финальные сборки . Объём и читаемость исходного кода программных модулей значительно снижает сложность программирова - ния , снижая вероятность допуще - ния ошибок и повышая тем самым надёжность и качество работы пор - тативного устройства . Многофункциональность устрой - ства обусловливает использование нескольких модулей , подключае - мых к плате центрального микро - контроллера , а именно : модуля часов реального времени , модуля канала Ethernet, модуля GPS и модуля бес - прерывного питания . В качестве вну - треннего накопителя устройства была выбрана карта памяти MicroSD, размещающаяся в соответствующем слоте на плате памяти . Для эффек -