專利名稱：一種基于cdma2000 1x/evdo的高速列車狀態(tài)車地傳輸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種遠程無線傳輸裝置，具體是一種基于CDMA20001X/EVD0的高速列車狀態(tài)車地傳輸裝置。
背景技術(shù)：
近15年來，我國鐵路建設(shè)得到迅速發(fā)展，經(jīng)歷了電氣化改造、重載運輸、城際鐵路專線建設(shè)、以及快速鐵路和高速鐵路興建，有力推動了我國國民經(jīng)濟的又好又快發(fā)展。目前，我國鐵路營運里程已達9萬km，居世界第二位，其中高速鐵路營運里程已達到8358km。 到2015年，我國鐵路營業(yè)里程將達到12萬公里以上，其中高速鐵路達1.6萬公里以上。以高速鐵路為骨架，總規(guī)模5萬公里的快速鐵路網(wǎng)基本建成，人民群眾出行將更加方便、舒適、快捷。隨著我國鐵路幾次大提速，對機車和高速列車安全、可靠及高效運行提出了更高的要求，機車和高速列車檢修手段落后和檢修能力不足等問題也逐漸暴露，而解決這一問題的共識就是在機車和高速列車運行過程中將機車和高速列車主要部件和故障多發(fā)部位的運行參數(shù)進行采集，并實時地將這些數(shù)據(jù)傳輸至地面數(shù)據(jù)中心，由故障診斷系統(tǒng)對所獲得的數(shù)據(jù)進行分析、判斷，保障機車和高速列車行車安全，提高鐵路系統(tǒng)的自動化和智能化。現(xiàn)有機車和高速列車無線傳輸裝置都是基于GSM/GSM-R、GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)的， 而這些網(wǎng)絡(luò)無法滿足像高速列車視頻監(jiān)控這類大容量數(shù)據(jù)的傳輸。同時，上述裝置基本沒有高速列車運行狀態(tài)檢測功能，也就是說，這樣的無線傳輸裝置沒有集高速列車運行狀態(tài)檢測功能和無線傳輸功能于一體，往往置于不同裝置內(nèi)，自成一體，需要相互配合才能完成高速列車運行狀態(tài)信息獲取和信息數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至地面機務(wù)段調(diào)度中心。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有機車和高速列車無線傳輸裝置的不足提供一種基于 CDMA20001X/EVD0的高速列車狀態(tài)車地傳輸裝置，集高速列車途中運行狀態(tài)檢測和數(shù)據(jù)車地傳輸于一體的多功能裝置，也可以說是一種車——地遠程信息交互平臺。該裝置可以使高速列車運行途中與動車基地和機務(wù)段調(diào)度中心保持通信，調(diào)度中心實時監(jiān)控高速列車運行情況，對高速列車故障及時預(yù)警和指揮調(diào)度。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下1. 一種基于CDMA20001X/EVD0的高速列車狀態(tài)車地傳輸裝置，以下簡稱裝置。裝置由主控模塊、USB模塊、UART模塊、以太網(wǎng)模塊、CDMA20001X/EVD02G/3G自適應(yīng)模塊、GPS 模塊、天饋模塊、語音提示模塊、AIO模塊、DIO模塊、MVB模塊和工作電源模塊構(gòu)成。裝置內(nèi)設(shè)置有主控模塊，它包括CPU和與CPU連接的實時時鐘、閃存、RAM和JTAG 電路，在主控模塊上嵌有CDMA20001X/EVD0 2G/3G自適應(yīng)模塊和GPS模塊；裝置的前面板設(shè)置有DIO模塊、AIO模塊、USB模塊、以太網(wǎng)模塊、UART模塊、MVB模塊、語音提示模塊、天饋模塊和工作狀態(tài)指示燈；裝置的側(cè)面板設(shè)置有工作電源模塊。各模塊的連接關(guān)系主控模塊設(shè)置有以太網(wǎng)模塊、UART模塊、AIO模塊和DIO模塊； 主控模塊1分別與GPS模塊、MVB模塊、語音提示模塊、USB模塊、CDMA20001X/EVD0 2G/3G 自適應(yīng)模塊和工作電源模塊連接；天饋模塊分別與CDMA20001X/EVD0 2G/3G自適應(yīng)模塊、 GPS模塊相連接。2.上述各模塊的功能作用如下主控模塊用作協(xié)調(diào)控制與其連接的各個模塊的工作；USB模塊用于高速列車非實時數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)儲；UART模塊和MVB模塊與高速列車車載其他設(shè)備通信，接收其他設(shè)備采集到的高速列車基本運行信息；以太網(wǎng)模塊與高速列車視頻監(jiān)視和旅客信息系統(tǒng)連接獲取高速列車視頻監(jiān)視信息和旅客信息；CDMA20001X/EVD0 2G/3G自適應(yīng)模塊用于與地面調(diào)度中心建立無線通信網(wǎng)絡(luò)，傳輸高速列車運行狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，調(diào)度中心配置有hternet公網(wǎng)固定 IP地址的服務(wù)器作為高速列車運行狀態(tài)信息數(shù)據(jù)接收端，實時監(jiān)控高速列車運行狀況；天饋模塊用于數(shù)據(jù)信號的接收和發(fā)送；GPS模塊用于獲取途中高速列車的具體位置；DIO模塊和AIO模塊構(gòu)成裝置采集模塊，直接連接高速列車設(shè)備間微機柜對外接線端子，采集高速列車主要部件的運行參數(shù)；語音提示模塊用于下達動車基地或機務(wù)段調(diào)度中心高速列車故障預(yù)警信息；工作電源模塊用于給整個裝置的各模塊提供電源。本發(fā)明的優(yōu)點本發(fā)明一方面通過實時獲取高速列車運行監(jiān)控裝置采集的公里標、速度、司機號、 副司機號、車號和車次等重要運行信息，以及通過高速列車視頻監(jiān)控和旅客信息系統(tǒng)獲取視頻監(jiān)控和旅客信息；另一方面通過采集模塊采集高速列車主要部件和故障多發(fā)部位的運行狀態(tài)參數(shù)，包括網(wǎng)側(cè)電壓、牽引電機電樞電壓和電流、受電弓隔離狀態(tài)、主電路接地和短路保護狀態(tài)、主斷路器狀態(tài)、劈相機狀態(tài)、制動風(fēng)機狀態(tài)、電氣制動過載保護狀態(tài)、輪對運行狀態(tài)等高速列車主要的運行狀態(tài)，以及GPS獲取的途中高速列車的具體位置，一并通過2G 或3G通道發(fā)送至動車基地和機務(wù)段調(diào)度中心；使得調(diào)度中心工作人員準確了解并實時監(jiān)控高速列車運行狀況，對高速列車可能出現(xiàn)的故障進行預(yù)警，并通過語音提示和指導(dǎo)高速列車司機正確操作，保障了高速列車的行車安全。同時滿足了目前我國鐵路朝著現(xiàn)代化、信息化發(fā)展的要求。


圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的模塊連接圖。圖中主控模塊1、USB模塊2、UART模塊3、以太網(wǎng)模塊4、MVB模塊5、CDMA20001X/ EVDO 2G/3G自適應(yīng)模塊6、天饋模塊7、GPS模塊8、DIO模塊9、AIO模塊10、語音提示模塊 11、工作電源模塊12。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的說明。本發(fā)明結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示。圖1所示，該基于CDMA20001X/EVD0的高速列車運行狀態(tài)車地傳輸裝置前面板設(shè)置有DIO模塊9、AI0模塊10、USB模塊2、以太網(wǎng)模塊4、UART模塊3、MVB模塊5、語音提示模塊11、天饋模塊7。DIO模塊設(shè)置一個8芯接口，AIO模塊設(shè)置一個8芯接口，UART模塊和 MVB模塊各設(shè)置一個DB9接口，USB模塊設(shè)置一個USBA型接口，以太網(wǎng)模塊設(shè)置一個D型編碼4針M12接口，天饋模塊設(shè)置一個RF接口。裝置的前面板還設(shè)置有語音提示模塊11和工作狀態(tài)指示燈。裝置內(nèi)設(shè)置主控模塊1，在主控模塊上嵌有CDMA20001X/EVD0 2G/3G自適應(yīng)模塊6和GPS模塊8。裝置的側(cè)面板設(shè)置有工作電源模塊12。圖2所示，一種基于CDMA20001X/EVD0的高速列車狀態(tài)車地傳輸裝置，由主控模塊 UUSB模塊2、UART模塊3、以太網(wǎng)模塊4、CDMA20001X/EVD0 2G/3G自適應(yīng)模塊6、GPS模塊 8、天饋模塊7、語音提示模塊11、AI0模塊10、DI0模塊9、MVB模塊5和工作電源模塊12構(gòu)成。各模塊的連接關(guān)系主控模塊1設(shè)置有以太網(wǎng)模塊4、UART模塊3、AIO模塊 10和DIO模塊9 ；主控模塊1分別與GPS模塊8、MVB模塊5、語音提示模塊11、USB模塊2、CDMA20001X/EVD0 2G/3G自適應(yīng)模塊和工作電源模塊6連接；天饋模塊7分別與 CDMA20001X/EVD0 2G/3G自適應(yīng)模塊6、GPS模塊8相連接。各模塊的功能作用如下主控模塊1用作協(xié)調(diào)控制與其連接的各個模塊的工作；USB模塊2用于高速列車非實時數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)儲；UART模塊3和MVB模塊5與高速列車車載其他設(shè)備通信，接收其他設(shè)備采集到的高速列車基本運行信息；以太網(wǎng)模塊4與高速列車視頻監(jiān)視和旅客信息系統(tǒng)連接獲取高速列車視頻監(jiān)視信息和旅客信息；CDMA20001X/EVD0 2G/3G自適應(yīng)模塊6用于與地面調(diào)度中心建立無線通信網(wǎng)絡(luò)，傳輸高速列車運行狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，調(diào)度中心配置有 hternet公網(wǎng)固定IP地址的服務(wù)器作為高速列車運行狀態(tài)信息數(shù)據(jù)接收端，實時監(jiān)控高速列車運行狀況；天饋模塊7用于數(shù)據(jù)信號的接收和發(fā)送；GPS模塊8用于獲取途中高速列車的具體位置；DIO模塊9和AIO模塊10構(gòu)成裝置采集模塊，直接連接高速列車設(shè)備間微機柜對外接線端子，采集高速列車主要部件的運行參數(shù)；語音提示模塊11用于下達動車基地或機務(wù)段調(diào)度中心高速列車故障預(yù)警信息；工作電源模塊12用于給整個裝置的各模塊提供電源。實施例1如圖2所示，主控模塊1的CPU采用飛思卡爾公司的MPC8540處理器芯片，協(xié)調(diào)控制與其連接的各個模塊的工作。DIO模塊9包括8個數(shù)字量輸入輸出DIO接口，由S3C2440 芯片的8個通用輸入輸出GPIO 口和光電隔離電路組成。AIO模塊10包括8個模擬量輸入輸出接口，由S3CM40芯片的8個內(nèi)置AD轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換外圍電路組成。DIO模塊9和 AIO模塊10構(gòu)成裝置采集模塊，直接連接高速列車設(shè)備間微機柜對外接線端子，采集高速列車主要部件的運行參數(shù)。UART模塊3使用公知的RS-485串口通信標準，由S3CM40芯片集成的UART接口和SP485ECN芯片，以及公知RS-485外圍電路組成，與高速列車車載其他設(shè)備通信，接收其他設(shè)備采集到的高速列車基本運行信息。以太網(wǎng)模塊4支持標準的以太網(wǎng)通信協(xié)議，由MPC8540芯片、LAN91C111芯片和公知外圍電路組成，與高速列車視頻監(jiān)控系統(tǒng)連接獲取高速列車監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)信息。USB模塊2使用公知的USB2. 0通信標準，由 MPC8540芯片集成的USB接口和公知的USB總線外圍電路組成，用于高速列車非實時數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)儲。語音提示模塊11由MPC8540芯片內(nèi)置語音通信控制器與公知語音放大電路組成，用于下達動車基地和機務(wù)段調(diào)度中心高速列車故障預(yù)警信息。MVB模塊5采用MVB標準接口和公知外圍電路組成，用于高速列車車載其他設(shè)備通信，接收其他設(shè)備采集到的高速列車基本運行信息。GPS模塊8由GPS接收模塊、天線和饋線組成，經(jīng)天饋模塊7的RF接口連接天線，通過UART接口與主控模塊直接相連，用于獲取途中高速列車的具體位置。CDMA20001X/ EVDO 2G/3G自適應(yīng)模塊6通過USB總線和S3C2440芯片直接相連，用于與地面調(diào)度中心建立無線通信網(wǎng)絡(luò)，傳輸高速列車運行狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，調(diào)度中心配置有hternet公網(wǎng)固定IP 地址的服務(wù)器作為高速列車運行狀態(tài)信息數(shù)據(jù)接收端，實時監(jiān)控高速列車運行狀況。工作電源模塊12由公知電源電路組成，用于給整個裝置的各模塊提供電源。
主控模塊1定時查詢DIO模塊9、AI0模塊10、UART模塊3、以太網(wǎng)模塊4、MVB模塊 5和GPS模塊8，獲取各模塊采集的數(shù)據(jù)，并經(jīng)過簡單網(wǎng)絡(luò)協(xié)議封裝通過CDMA20001X/EVD0 2G/3G自適應(yīng)模塊6接入到hternet骨干網(wǎng)，將采集數(shù)據(jù)發(fā)送到機務(wù)段調(diào)度中心。
權(quán)利要求
1.一種基于CDMA20001X/EVD0的高速列車狀態(tài)車地傳輸裝置，以下簡稱裝置，其特征在于，裝置由主控模塊、USB模塊、UART模塊、以太網(wǎng)模塊、CDMA20001X/EVD0 2G/3G自適應(yīng)模塊、GPS模塊、天饋模塊、語音提示模塊、AIO模塊、DIO模塊、MVB模塊和工作電源模塊構(gòu)成；裝置內(nèi)設(shè)置有主控模塊，它包括CPU和與CPU連接的實時時鐘、閃存、RAM和JTAG電路， 在主控模塊上嵌有CDMA20001X/EVD0 2G/3G自適應(yīng)模塊和GPS模塊；裝置的前面板設(shè)置有 DIO模塊、AIO模塊、USB模塊、以太網(wǎng)模塊、UART模塊、MVB模塊、語音提示模塊、天饋模塊和工作狀態(tài)指示燈；裝置的側(cè)面板設(shè)置有工作電源模塊；各模塊的連接關(guān)系主控模塊設(shè)置有以太網(wǎng)模塊、UART模塊、AIO模塊和DIO模塊；主控模塊1分別與GPS模塊、MVB模塊、語音提示模塊、USB模塊、CDMA20001X/EVD0 2G/3G自適應(yīng)模塊和工作電源模塊連接；天饋模塊分別與CDMA20001X/EVD0 2G/3G自適應(yīng)模塊、GPS 模塊相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CDMA20001X/EVD0的高速列車狀態(tài)車地傳輸裝置， 其特征在于，所述各模塊的功能作用如下主控模塊用作協(xié)調(diào)控制與其連接的各個模塊的工作；USB模塊用于高速列車非實時數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)儲；UART模塊和MVB模塊與高速列車車載其他設(shè)備通信，接收其他設(shè)備采集到的高速列車基本運行信息；以太網(wǎng)模塊與高速列車視頻監(jiān)視和旅客信息系統(tǒng)連接獲取高速列車視頻監(jiān)視信息和旅客信息；CDMA20001X/EVD0 2G/3G自適應(yīng)模塊用于與地面調(diào)度中心建立無線通信網(wǎng)絡(luò)，傳輸高速列車運行狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，調(diào)度中心配置有hternet公網(wǎng)固定IP 地址的服務(wù)器作為高速列車運行狀態(tài)信息數(shù)據(jù)接收端，實時監(jiān)控高速列車運行狀況；天饋模塊用于數(shù)據(jù)信號的接收和發(fā)送；GPS模塊用于獲取途中高速列車的具體位置；DIO模塊和 AIO模塊構(gòu)成裝置采集模塊，直接連接高速列車設(shè)備間微機柜對外接線端子，采集高速列車主要部件的運行參數(shù)；語音提示模塊用于下達動車基地或機務(wù)段調(diào)度中心高速列車故障預(yù)警信息；工作電源模塊用于給整個裝置的各模塊提供電源。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于CDMA20001X/EVDO的高速列車狀態(tài)車地傳輸裝置。該裝置由主控模塊、USB模塊、UART模塊、以太網(wǎng)模塊、CDMA20001X/EVDO2G/3G自適應(yīng)模塊、GPS模塊、天饋模塊、語音提示模塊、AIO模塊、DIO模塊、MVB模塊和工作電源模塊構(gòu)成。本發(fā)明的優(yōu)點本發(fā)明所述各模塊共同完成對高速列車在途期間運行狀態(tài)參數(shù)的采集、高速列車視頻監(jiān)視信息和旅客信息、高速列車運行位置信息的獲取，并通過CDMA20001X/EVDO自適應(yīng)2G/3G無線網(wǎng)絡(luò)實時地將上述信息傳輸至動車基地或機務(wù)段調(diào)度中心，動車基地或機務(wù)段調(diào)度中心實時監(jiān)控高速列車運行情況，對高速列車故障及時預(yù)警及進行指揮調(diào)度，從而保障了高速列車的行車安全。同時滿足了目前我國鐵路朝著現(xiàn)代化、信息化發(fā)展的要求。
文檔編號H04B7/26GK102303628SQ201110155638
公開日2012年1月4日 申請日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者劉旗揚, 楊孝平, 苗劍, 賀德強 申請人:廣西大學(xué)