一種基于tetra技術的軌道交通無線通信終端設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于TETRA技術的軌道交通無線通信終端設備。該設備是機車臺，機車臺通過無線網(wǎng)絡覆蓋分別與CAD服務器、調(diào)度臺、固定臺、其它機車臺及外線電話進行無線通信，包括控制盒、主機、天線以及應用層程序、錄音程序、界面管理程序和呼叫業(yè)務接口程序；控制盒包括顯示操作單元、控制單元及錄音單元；主機包括電源單元、轉接單元和TETRA模塊。與其它幾種數(shù)字集群系統(tǒng)相比，本發(fā)明具有指揮調(diào)度功能比較齊全，組網(wǎng)方式靈活，抗干擾能力強，頻譜利用率高，系統(tǒng)容量大，能提供語音、數(shù)據(jù)通信業(yè)務和靈活的網(wǎng)絡管理功能，加密和脫網(wǎng)功能較強等特點，可以實現(xiàn)脫網(wǎng)直通模式和端到端加密。本發(fā)明為當前輕軌交通提供高品質機車臺的需求。
【專利說明】一種基于TETRA技術的軌道交通無線通信終端設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信設備，特別涉及一種基于TETRA技術的軌道交通無線通信終端設備。
【背景技術】
[0002]目前，集群移動通信逐步從模擬時代走向數(shù)字時代。由于軌道交通的模擬集群移動通信網(wǎng)存在頻率低；所能提供的業(yè)務種類受限，不能提供高速率數(shù)據(jù)服務；保密性差，容易被竊聽；移動設備成本高，體積大，網(wǎng)絡管理難以控制等缺陷。因此，將TETRA無線通信系統(tǒng)用于輕軌地鐵領域，目前已經(jīng)得到了國內(nèi)外的普遍認可，國內(nèi)輕軌地鐵項目幾乎都采用了 TETRA系統(tǒng)，民航機場等場所也陸續(xù)開始使用TETRA系統(tǒng)，可見TETRA在專用市場的應用越來越廣泛。為了加強高速率數(shù)據(jù)服務，滿足軌道交通調(diào)度業(yè)務需求，進一步實現(xiàn)呼叫處理和短數(shù)據(jù)的交互功能，為用戶提供可靠的語音和數(shù)據(jù)服務，當前對現(xiàn)有輕軌地鐵的通信終端設備進行二次開發(fā)勢在必行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于上述現(xiàn)有技術存在的不足和缺陷，本發(fā)明為軌道交通研制一種可為用戶提供可靠的語音和數(shù)據(jù)服務，適應于軌道交通調(diào)度需求的，基于TETRA技術的軌道交通無線通信終端設備——機車電臺。
[0004]本發(fā)明采取的技術方案是:一種基于TETRA技術的軌道交通無線通信終端設備，其特征在于:所述的軌道交通無線通信終端設備是機車臺，該機車臺通過網(wǎng)絡覆蓋分別與CAD服務器、調(diào)度臺、固定臺、其它機車臺及外線電話進行無線通信，所述的機車臺包括控制盒部分、主機部分、天線以及應用層程序、錄音程序、界面管理程序和呼叫業(yè)務接口程序；控制盒部分包括顯示操作單元、控制單元及錄音單元；主機部分包括電源單元、轉接單元和TETRA模塊；其中控制盒中的顯示操作單元分別通過按鍵接口和液晶接口與控制單元連接，控制單元連接送受話器和喇叭，并通過錄音接口連接到錄音單元，同時通過調(diào)試串口及USB接口與主機部分相連接，錄音單元連接到SD卡接口 ；主機中的電源單元通過轉接單元與TETRA模塊連接，TETRA模塊連接所述的天線。
[0005]本發(fā)明可實現(xiàn)的功能如下:
1.機車臺可自動獲取車次號、車組號、司機號、歸屬信息、上下行信息等，進行登錄/脫網(wǎng)操作。
[0006]2.司機按下手動轉組按鍵，手動選擇歸屬調(diào)度臺，并輸入車次號和司機號，進行手動轉組。
[0007]3.車輛段內(nèi)機車臺(其它機車臺)可以發(fā)起/接收車輛段固定臺的呼叫。車輛段內(nèi)的機車司機能夠發(fā)起或接收車輛段調(diào)度臺的呼叫。
[0008]4.正線上的機車穿越不同的站管區(qū)時，可以實現(xiàn)機車臺附屬組切換，并更新界面信息。[0009]5.正線上的機車臺可以發(fā)起/接收當前站管區(qū)內(nèi)車站固定臺的呼叫；可以發(fā)起/接收對調(diào)度臺的呼叫；能夠發(fā)起對行車調(diào)度臺的緊急呼叫；車輛段內(nèi)的機車能夠發(fā)起對車輛段調(diào)度臺的緊急呼叫；能夠接收行車調(diào)度臺發(fā)來的廣播呼叫；通過調(diào)度臺轉接，機車臺可以實現(xiàn)與外線電話的通話。
[0010]6.可以實現(xiàn)不同列車之間的通話。機車臺可以發(fā)送/接收調(diào)度臺的短信息。機車臺可以記錄已撥電話、已接電話和未接電話。
[0011]7.可以設置音量大小和液晶的背光亮度。
[0012]8.可以對所有的通話進行錄音，并可以進行回放。包括多種提示音，接通音，忙音，弱場區(qū)提示音。
[0013]9.機車臺可以對自身工作電壓、溫度以及無線信號場強進行自檢并給出告警。
[0014]本發(fā)明的特點是:機車臺為用戶提供可靠的話音和數(shù)據(jù)信息傳送服務，運營時保證行車調(diào)度員和司機、車站值班員和司機之間的正常通話，滿足日常行車調(diào)度；進入車輛段后保證信號樓調(diào)度員和司機、運轉值班員和司機之間的正常通話。實現(xiàn)控制單元同時與TETRA主機和錄音單元的報文交互，并有短信業(yè)務、語音業(yè)務、錄音業(yè)務、頻繁的界面切換和聲音提示；采用高分辨率和大屏幕的液晶屏，實現(xiàn)界面之間更新時的大量的數(shù)據(jù)刷新。
[0015]本發(fā)明與其它幾種數(shù)字集群系統(tǒng)相比，具有指揮調(diào)度功能比較齊全，組網(wǎng)方式靈活，抗干擾能力強，頻譜利用率高，系統(tǒng)容量大、能提供語音、數(shù)據(jù)通信業(yè)務和靈活的網(wǎng)絡管理功能，加密和脫網(wǎng)功能較強等特點，可以實現(xiàn)脫網(wǎng)直通模式和端到端加密。本發(fā)明為當前輕軌交通提供高品質機車臺的需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的機車臺與其它終端系統(tǒng)進行通信的原理框圖；
圖2是機車臺設備連接原理框圖；
圖3是本發(fā)明軟件模塊劃分圖；
圖4是本發(fā)明應用層程序流程圖；
圖5是本發(fā)明錄音程序流程圖；
圖6是本發(fā)明界面管理程序流程圖；
圖7是本發(fā)明呼叫業(yè)務接口程序流程圖。
【具體實施方式】
[0017]為了更清楚的理解本發(fā)明，以下結合附圖和實施例詳細描述:
如圖1所示，本機車臺是基于TETRA技術的軌道交通無線通信終端設備，選用400M主頻的主流ARM9處理器S3C2440進行嵌入式操作系統(tǒng)的開發(fā)。機車臺可以發(fā)送位置校核請求信息、告警信息到CAD服務器，并可以接收CAD服務器發(fā)送的時鐘信息、ATS信息；可以完成和調(diào)度臺、固定臺的通信；可以通過調(diào)度臺的轉接實現(xiàn)與正線上的其他機車的通信；可以通過調(diào)度臺派接完成與外線電話的通信。
[0018]如圖2所示，機車臺主要由主機、控制盒及天線組成。機車臺主機主要由TETRA模塊、電源單元及轉接單元組成。TETRA模塊完成語音，數(shù)據(jù)和信號處理的功能，采用MOTOROLA公司的MTM800，MTM800E是基于TETRA標準的數(shù)字集群車載模塊，采用了最新的數(shù)字信號處理器(DSP)和線性RF功率放大器(PA)技術，通過TETRA空中接口協(xié)議與基站進行通信，可滿足機車臺和固定臺的功能需求。在二次開發(fā)的機車臺中主要進行呼叫處理和短數(shù)據(jù)的交互功能。
[0019]電源單元將機車提供的DCllOV轉化為DC13.8V，為TETRA模塊和控制盒提供電壓，電源單元采用現(xiàn)有的4137電源電路。
[0020]轉接單元的目的是實現(xiàn)控制單元和TETRA模塊的連接，以及實現(xiàn)控制單元對TETRA模塊的電源控制。轉接單元主要原理是將TETRA模塊與控制單元之間報文數(shù)據(jù)交互電平轉換；音頻信號平衡與非平衡之間轉換，為了增加音頻信號傳輸過程中的抗干擾性，TETRA模塊和控制面板之間音頻信號都要轉為平衡信號進行傳輸；轉接單元實現(xiàn)對TETRA模塊的電源控制，一旦TETRA模塊死機，無法實行軟關機，則控制TETRA模塊的電源進行硬關機操作；轉接單元還可以實現(xiàn)機車臺廣播以及告警信號的控制。
[0021]機車臺控制盒主要由控制單元、錄音單元、顯示操作單元以及一些外設(手柄，揚聲器)組成。主要作用是人機接口，為客戶提供友好的中文顯示界面、方便的各種操作控制按鍵以及話音輸入輸出；還可以對所有的通話進行錄音。
[0022]控制單元采用嵌入式系統(tǒng)設計，系統(tǒng)采用ARM嵌入式處理器、嵌入式操作系統(tǒng)WinCE和嵌入式圖形用戶界面進行設計，系統(tǒng)內(nèi)置機車臺控制接口，音頻輸出接口為機車運行提供通信和數(shù)據(jù)服務?？刂茊卧狢PU采用嵌入式處理器ARM9 ;存儲器選用Samsung公司的Nand Flash芯片；內(nèi)存采用SDRAM類型存儲器。
[0023]錄音單元采用CIR記錄單元,存儲在Nand Flash存儲器里。
[0024]顯示操作單元液晶采用的TFT液晶，按鍵采用5 X 5的鍵盤矩陣。
[0025]如圖3所示,硬件平臺相關軟件包括BootLoader、OAL和BSP。
[0026]操作系統(tǒng)部分包括WinCE操作系統(tǒng)內(nèi)核定制、設備驅動開發(fā)。
[0027]應用層包括界面管理、文件管理、數(shù)據(jù)庫管理、語音管理、錄音單元報文與串口 I讀寫管理、Expand Head接口 AT命令與串口 2讀寫管理及SB9600報文接口與串口 3讀寫管理。
[0028]軟件主要分為驅動部分和應用層部分。驅動部分主要是完成處理器底層的功能，實現(xiàn)對外設的控制。包括錄音單元的音量控制，液晶的背光亮度控制，鍵盤的響應，溫度傳感器的檢測，電源輸入電壓的檢測，軟關機的控制，串口通信以及提供給系統(tǒng)應用層的接□。
[0029]應用層部分主要實現(xiàn)自動/手動位置校核，與調(diào)度臺、固定臺的通話，在緊急情況下實現(xiàn)對調(diào)度臺/固定臺的緊急呼叫，對通話記錄進行存儲，實現(xiàn)錄音功能并能夠回放，實現(xiàn)與調(diào)度臺的短信業(yè)務，對自己的工作電源、溫度、無線信號場強和音頻鏈路連接進行檢測，在超出正常范圍的時候給出告警信息。
[0030]如圖4所示，本發(fā)明的應用層程序有如下步驟:判斷是否已經(jīng)創(chuàng)建了數(shù)據(jù)庫，若已經(jīng)創(chuàng)建了數(shù)據(jù)庫，則讀取數(shù)據(jù)庫信息，否則先創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，再創(chuàng)建各子界面進入界面管理，并按照創(chuàng)建串口類對象，先打開串口 I進入錄音單元讀寫管理，再打開串口 3進入SB9600接口交互管理，再打開串口 2進入短信業(yè)務交互管理，然后創(chuàng)建語音管理線程進入語音管理，創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫管理線程進入數(shù)據(jù)庫讀寫管理，最后開啟定時器，應用層程序流程結束。
[0031]如圖5所示，本發(fā)明的錄音程序有如下步驟:發(fā)送請求最老的一條語音信息詳情到錄音單元后，若接收到錄音單元回復的應答報文，則解析報文，得到當前最老的一條語音信息的ID ;若未接收到錄音單元回復的應答報文，則重新發(fā)送請求最老的一條語音信息詳情到錄音單元，若重新發(fā)送三次仍未接收到錄音單元回復的應答報文，則提示通信故障，接著發(fā)送請求最新的一條語音信息詳情到錄音單元，若接收到錄音單元回復的應答報文，則解析報文，得到當前最新的一條語音信息的ID ;若未接收到錄音單元回復的應答報文，則重新發(fā)送請求最新的一條語音信息詳情到錄音單元，若重新發(fā)送三次仍未接收到錄音單元回復的應答報文，則提示通信故障，發(fā)送請求最新的N條語音信息詳情到錄音單元，若接收到錄音單元回復的應答報文，則解析報文，獲得最新的N條語音信息詳情到錄音單元，然后更新語音界面顯示；若未接收到錄音單元回復的應答報文，則重新發(fā)送請求最新的N條語音信息詳情到錄音單元，若重新發(fā)送三次仍未接收到錄音單元回復的應答報文，則提示通信故障。
[0032]如圖6所示，本發(fā)明的界面管理程序有如下步驟:創(chuàng)建界面框架后，初始化子界面、串口和數(shù)據(jù)庫，顯示主界面后若有按鍵消息，且為左軟鍵，則顯示主菜單界面；否則按其它消息或其它按鍵處理，然后繼續(xù)判斷是否有按鍵消息，若為返回鍵，則返回到顯示主界面；否則按其它消息處理，若為確認鍵，則顯示子界面；若為方向鍵，則改變主菜單選中項；否則按其它按鍵處理。
[0033]界面管理實現(xiàn):整個工程是基于對話框的工程，主界面對應主線程，其余需要顯示的子對話框都是非模式對話框，所有子對話框類的對象都作為主對話框類的數(shù)據(jù)成員，由主線程統(tǒng)一進行調(diào)度和管理。
[0034]開機后，主對話框線程執(zhí)行，在主對話框的函數(shù)中通過創(chuàng)建非模式對話框實現(xiàn)各個子界面的初始化，通過函數(shù)響應不同的按鍵，通過ShowWindow顯示不同的子界面。當某一個子界面被顯示的時候，該子界面就獲取了焦點，此時按下按鍵，鍵值被該子界面的函數(shù)捕獲，此時對該子界面來說，該鍵值下要顯示什么界面是已知的，因此只需要調(diào)用ShowWindow顯示要顯示的子界面,調(diào)用ShowWindow隱藏當前的子界面。在某一個子界面下，如果按下某鍵要回退到主界面，只需將當前顯示的子界面隱藏。
[0035]如圖7所示，本發(fā)明的呼叫業(yè)務接口程序有如下步驟:若有按下調(diào)度鍵，則判斷當前是否處于注冊狀態(tài)，若當前處于注冊狀態(tài)，則MMI發(fā)送呼叫調(diào)度的短信息到TETRA主機，更新界面顯示到與調(diào)度呼叫正在建立的狀態(tài)；若當前未處于注冊狀態(tài)，則彈出提示界面，若接收到調(diào)度的回呼，則打開錄音接口，更新界面顯示與調(diào)度通話的狀態(tài)，否則彈出提示界面，結束。
【權利要求】
1.一種基于TETRA技術的軌道交通無線通信終端設備，其特征在于:所述的軌道交通無線通信終端設備是機車臺，該機車臺通過無線網(wǎng)絡覆蓋分別與CAD服務器、調(diào)度臺、固定臺、其它機車臺及外線電話進行無線通信，所述的機車臺包括控制盒部分、主機部分、天線以及應用層程序、錄音程序、界面管理程序和呼叫業(yè)務接口程序；控制盒部分包括顯示操作單元、控制單元及錄音單元；主機部分包括電源單元、轉接單元和TETRA模塊；其中控制盒中的顯示操作單元分別通過按鍵接口和液晶接口與控制單元連接，控制單元連接送受話器和喇叭，并通過錄音接口連接到錄音單元，同時通過調(diào)試串口及USB接口與主機部分相連接，錄音單元連接到SD卡接口 ；主機中的電源單元通過轉接單元與TETRA模塊連接，TETRA模塊連接所述的天線。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于TETRA技術的軌道交通無線通信終端設備，其特征在于:所述的應用層程序有如下步驟:判斷是否已經(jīng)創(chuàng)建了數(shù)據(jù)庫，若已經(jīng)創(chuàng)建了數(shù)據(jù)庫，則讀取數(shù)據(jù)庫信息，否則先創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，再創(chuàng)建各子界面進入界面管理，并按照創(chuàng)建串口類對象，先打開串口 I進入錄音單元讀寫管理，再打開串口 3進入SB9600接口交互管理，再打開串口 2進入短信業(yè)務交互管理，然后創(chuàng)建語音管理線程進入語音管理，創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫管理線程進入數(shù)據(jù)庫讀寫管理，最后開啟定時器，應用層程序流程結束。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于TETRA技術的軌道交通無線通信終端設備，其特征在于:所述的錄音程序有如下步驟:發(fā)送請求最老的一條語音信息詳情到錄音單元后，若接收到錄音單元回復的應答報文，則解析報文，得到當前最老的一條語音信息的ID ;若未接收到錄音單元回復的應答報文，則重新發(fā)送請求最老的一條語音信息詳情到錄音單元，若重新發(fā)送三次仍未接收到錄音單元回復的應答報文，則提示通信故障，接著發(fā)送請求最新的一條語音信息詳情到錄音單元，若接收到錄音單元回復的應答報文，則解析報文，得到當前最新的一條語音信息的ID ;若未接收到錄音單元回復的應答報文，則重新發(fā)送請求最新的一條語音信息詳情到錄音單元，若重新發(fā)送三次仍未接收到錄音單元回復的應答報文，則提示通信故障，發(fā)送請求最新的N條語音信息詳情到錄音單元，若接收到錄音單元回復的應答報文，則解析報文，獲得最新的N條語音信息詳情到錄音單元，然后更新語音界面顯示；若未接收到錄音單元回復的應答報文，則重新發(fā)送請求最新的N條語音信息詳情到錄音單元，若重新發(fā)送三次仍未接收到錄音單元回復的應答報文，則提示通信故障。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于TETRA技術的軌道交通無線通信終端設備，其特征在于:所述的界面管理程序有如下步驟:創(chuàng)建界面框架后，初始化子界面、串口和數(shù)據(jù)庫，顯示主界面后若有按鍵消息，且為左軟鍵，則顯示主菜單界面；否則按其它消息或其它按鍵處理，然后繼續(xù)判斷是否有按鍵消息，若為返回鍵，則返回到顯示主界面；否則按其它消息處理，若為確認鍵，則顯示子界面；若為方向鍵，則改變主菜單選中項；否則按其它按鍵處理。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于TETRA技術的軌道交通無線通信終端設備，其特征在于:所述的呼叫業(yè)務接口程序有如下步驟:若有按下調(diào)度鍵，則判斷當前是否處于注冊狀態(tài)，若當前處于注冊狀態(tài)，則MMI發(fā)送呼叫調(diào)度的短信息到TETRA主機，更新界面顯示到與調(diào)度呼叫正在建立的狀態(tài)；若當前未處于注冊狀態(tài)，則彈出提示界面，若接收到調(diào)度的回呼，則打開錄音接口，更新界面顯示與調(diào)度通話的狀態(tài)，否則彈出提示界面，結束。
【文檔編號】H04W84/08GK103944599SQ201410156864
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月18日 優(yōu)先權日:2014年4月18日
【發(fā)明者】姚金龍, 王智超, 魏永為, 袁杰, 杜長磊, 時勇 申請人:天津七一二通信廣播有限公司