CN102303628A - 一种基于cdma2000 1x/evdo的高速列车状态车地传输装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于CDMA20001X/EVDO的高速列车状态车地传输装置。该装置由主控模块、USB模块、UART模块、以太网模块、CDMA20001X/EVDO2G/3G自适应模块、GPS模块、天馈模块、语音提示模块、AIO模块、DIO模块、MVB模块和工作电源模块构成。本发明的优点：本发明所述各模块共同完成对高速列车在途期间运行状态参数的采集、高速列车视频监视信息和旅客信息、高速列车运行位置信息的获取，并通过CDMA20001X/EVDO自适应2G/3G无线网络实时地将上述信息传输至动车基地或机务段调度中心，动车基地或机务段调度中心实时监控高速列车运行情况，对高速列车故障及时预警及进行指挥调度，从而保障了高速列车的行车安全。同时满足了目前我国铁路朝着现代化、信息化发展的要求。

Description

一种基于CDMA2000 1X/EVDO的高速列车状态车地传输装置

技术领域

本发明涉及一种远程无线传输装置，具体是一种基于CDMA20001X/EVDO的高速列车状态车地传输装置。 

背景技术

近15年来，我国铁路建设得到迅速发展，经历了电气化改造、重载运输、城际铁路专线建设、以及快速铁路和高速铁路兴建，有力推动了我国国民经济的又好又快发展。目前，我国铁路营运里程已达9万km，居世界第二位，其中高速铁路营运里程已达到8358km。到2015年，我国铁路营业里程将达到12万公里以上，其中高速铁路达1.6万公里以上。以高速铁路为骨架，总规模5万公里的快速铁路网基本建成，人民群众出行将更加方便、舒适、快捷。随着我国铁路几次大提速，对机车和高速列车安全、可靠及高效运行提出了更高的要求，机车和高速列车检修手段落后和检修能力不足等问题也逐渐暴露，而解决这一问题的共识就是在机车和高速列车运行过程中将机车和高速列车主要部件和故障多发部位的运行参数进行采集，并实时地将这些数据传输至地面数据中心，由故障诊断系统对所获得的数据进行分析、判断，保障机车和高速列车行车安全，提高铁路系统的自动化和智能化。 

现有机车和高速列车无线传输装置都是基于GSM/GSM-R、GPRS无线通信网络的，而这些网络无法满足像高速列车视频监控这类大容量数据的传输。同时，上述装置基本没有高速列车运行状态检测功能，也就是说，这样的无线传输装置没有集高速列车运行状态检测功能和无线传输功能于一体，往往置于不同装 置内，自成一体，需要相互配合才能完成高速列车运行状态信息获取和信息数据通过无线网络传输至地面机务段调度中心。 

发明内容

本发明的目的是针对现有机车和高速列车无线传输装置的不足提供一种基于CDMA20001X/EVDO的高速列车状态车地传输装置，集高速列车途中运行状态检测和数据车地传输于一体的多功能装置，也可以说是一种车——地远程信息交互平台。该装置可以使高速列车运行途中与动车基地和机务段调度中心保持通信，调度中心实时监控高速列车运行情况，对高速列车故障及时预警和指挥调度。 

本发明解决上述技术问题的技术方案如下： 

1.一种基于CDMA20001X/EVDO的高速列车状态车地传输装置，以下简称装置。装置由主控模块、USB模块、UART模块、以太网模块、CDMA20001X/EVDO2G/3G自适应模块、GPS模块、天馈模块、语音提示模块、AIO模块、DIO模块、MVB模块和工作电源模块构成。 

装置内设置有主控模块，它包括CPU和与CPU连接的实时时钟、闪存、RAM和JTAG电路，在主控模块上嵌有CDMA20001X/EVDO 2G/3G自适应模块和GPS模块；装置的前面板设置有DIO模块、AIO模块、USB模块、以太网模块、UART模块、MVB模块、语音提示模块、天馈模块和工作状态指示灯；装置的侧面板设置有工作电源模块。 

各模块的连接关系：主控模块设置有以太网模块、UART模块、AIO模块和DIO模块；主控模块1分别与GPS模块、MVB模块、语音提示模块、USB模块、CDMA20001X/EVDO 2G/3G自适应模块和工作电源模块连接；天馈模块分别与CDMA20001X/EVDO 2G/3G自适应模块、GPS模块相连接。 

2.上述各模块的功能作用如下： 

主控模块用作协调控制与其连接的各个模块的工作；USB模块用于高速列车非实时数据的转储；UART模块和MVB模块与高速列车车载其他设备通信，接收其他设备采集到的高速列车基本运行信息；以太网模块与高速列车视频监视和旅客信息系统连接获取高速列车视频监视信息和旅客信息；CDMA20001X/EVDO 2G/3G自适应模块用于与地面调度中心建立无线通信网络，传输高速列车运行状态数据信息，调度中心配置有Internet公网固定IP地址的服务器作为高速列车运行状态信息数据接收端，实时监控高速列车运行状况；天馈模块用于数据信号的接收和发送；GPS模块用于获取途中高速列车的具体位置；DIO模块和AIO模块构成装置采集模块，直接连接高速列车设备间微机柜对外接线端子，采集高速列车主要部件的运行参数；语音提示模块用于下达动车基地或机务段调度中心高速列车故障预警信息；工作电源模块用于给整个装置的各模块提供电源。 

本发明的优点： 

本发明一方面通过实时获取高速列车运行监控装置采集的公里标、速度、司机号、副司机号、车号和车次等重要运行信息，以及通过高速列车视频监控和旅客信息系统获取视频监控和旅客信息；另一方面通过采集模块采集高速列车主要部件和故障多发部位的运行状态参数，包括网侧电压、牵引电机电枢电压和电流、受电弓隔离状态、主电路接地和短路保护状态、主断路器状态、劈相机状态、制动风机状态、电气制动过载保护状态、轮对运行状态等高速列车主要的运行状态，以及GPS获取的途中高速列车的具体位置，一并通过2G或3G通道发送至动车基地和机务段调度中心；使得调度中心工作人员准确了解并实时监控高速列车运行状况，对高速列车可能出现的故障进行预警，并通过 语音提示和指导高速列车司机正确操作，保障了高速列车的行车安全。同时满足了目前我国铁路朝着现代化、信息化发展的要求。 

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。 

图2是本发明的模块连接图。 

图中：主控模块1、USB模块2、UART模块3、以太网模块4、MVB模块5、CDMA20001X/EVDO 2G/3G自适应模块6、天馈模块7、GPS模块8、DIO模块9、AIO模块10、语音提示模块11、工作电源模块12。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的说明。 

本发明结构如图1、图2所示。 

图1所示，该基于CDMA20001X/EVDO的高速列车运行状态车地传输装置前面板设置有DIO模块9、AIO模块10、USB模块2、以太网模块4、UART模块3、MVB模块5、语音提示模块11、天馈模块7。DIO模块设置一个8芯接口，AIO模块设置一个8芯接口，UART模块和MVB模块各设置一个DB9接口，USB模块设置一个USBA型接口，以太网模块设置一个D型编码4针M12接口，天馈模块设置一个RF接口。装置的前面板还设置有语音提示模块11和工作状态指示灯。装置内设置主控模块1，在主控模块上嵌有CDMA20001X/EVDO 2G/3G自适应模块6和GPS模块8。装置的侧面板设置有工作电源模块12。 

图2所示，一种基于CDMA20001X/EVDO的高速列车状态车地传输装置，由主控模块1、USB模块2、UART模块3、以太网模块4、CDMA20001X/EVDO 2G/3G自适应模块6、GPS模块8、天馈模块7、语音提示模块11、AIO模块10、DIO 模块9、MVB模块5和工作电源模块12构成。 

各模块的连接关系：主控模块1设置有以太网模块4、UART模块3、AIO模块10和DIO模块9；主控模块1分别与GPS模块8、MVB模块5、语音提示模块11、USB模块2、CDMA20001X/EVDO 2G/3G自适应模块和工作电源模块6连接；天馈模块7分别与CDMA20001X/EVDO 2G/3G自适应模块6、GPS模块8相连接。 

各模块的功能作用如下： 

主控模块1用作协调控制与其连接的各个模块的工作；USB模块2用于高速列车非实时数据的转储；UART模块3和MVB模块5与高速列车车载其他设备通信，接收其他设备采集到的高速列车基本运行信息；以太网模块4与高速列车视频监视和旅客信息系统连接获取高速列车视频监视信息和旅客信息；CDMA20001X/EVDO 2G/3G自适应模块6用于与地面调度中心建立无线通信网络，传输高速列车运行状态数据信息，调度中心配置有Internet公网固定IP地址的服务器作为高速列车运行状态信息数据接收端，实时监控高速列车运行状况；天馈模块7用于数据信号的接收和发送；GPS模块8用于获取途中高速列车的具体位置；DIO模块9和AIO模块10构成装置采集模块，直接连接高速列车设备间微机柜对外接线端子，采集高速列车主要部件的运行参数；语音提示模块11用于下达动车基地或机务段调度中心高速列车故障预警信息；工作电源模块12用于给整个装置的各模块提供电源。 

实施例1 

如图2所示，主控模块1的CPU采用飞思卡尔公司的MPC8540处理器芯片，协调控制与其连接的各个模块的工作。DIO模块9包括8个数字量输入输出DIO 接口，由S3C2440芯片的8个通用输入输出GPIO口和光电隔离电路组成。AIO模块10包括8个模拟量输入输出接口，由S3C2440芯片的8个内置AD转换器和模数转换外围电路组成。DIO模块9和AIO模块10构成装置采集模块，直接连接高速列车设备间微机柜对外接线端子，采集高速列车主要部件的运行参数。UART模块3使用公知的RS-485串口通信标准，由S3C2440芯片集成的UART接口和SP485ECN芯片，以及公知RS-485外围电路组成，与高速列车车载其他设备通信，接收其他设备采集到的高速列车基本运行信息。以太网模块4支持标准的以太网通信协议，由MPC8540芯片、LAN91C111芯片和公知外围电路组成，与高速列车视频监控系统连接获取高速列车监控视频数据信息。USB模块2使用公知的USB2.0通信标准，由MPC8540芯片集成的USB接口和公知的USB总线外围电路组成，用于高速列车非实时数据的转储。语音提示模块11由MPC8540芯片内置语音通信控制器与公知语音放大电路组成，用于下达动车基地和机务段调度中心高速列车故障预警信息。MVB模块5采用MVB标准接口和公知外围电路组成，用于高速列车车载其他设备通信，接收其他设备采集到的高速列车基本运行信息。GPS模块8由GPS接收模块、天线和馈线组成，经天馈模块7的RF接口连接天线，通过UART接口与主控模块直接相连，用于获取途中高速列车的具体位置。CDMA20001X/EVDO 2G/3G自适应模块6通过USB总线和S3C2440芯片直接相连，用于与地面调度中心建立无线通信网络，传输高速列车运行状态数据信息，调度中心配置有Internet公网固定IP地址的服务器作为高速列车运行状态信息数据接收端，实时监控高速列车运行状况。工作电源模块12由公知电源电路组成，用于给整个装置的各模块提供电源。 

主控模块1定时查询DIO模块9、AIO模块10、UART模块3、以太网模块4、MVB模块5和GPS模块8，获取各模块采集的数据，并经过简单网络协议封 装通过CDMA20001X/EVDO 2G/3G自适应模块6接入到Internet骨干网，将采集数据发送到机务段调度中心。 

Claims (2)

1.一种基于CDMA20001X/EVDO的高速列车状态车地传输装置，以下简称装置，其特征在于，装置由主控模块、USB模块、UART模块、以太网模块、CDMA20001X/EVDO 2G/3G自适应模块、GPS模块、天馈模块、语音提示模块、AIO模块、DIO模块、MVB模块和工作电源模块构成；

装置内设置有主控模块，它包括CPU和与CPU连接的实时时钟、闪存、RAM和JTAG电路，在主控模块上嵌有CDMA20001X/EVDO 2G/3G自适应模块和GPS模块；装置的前面板设置有DIO模块、AIO模块、USB模块、以太网模块、UART模块、MVB模块、语音提示模块、天馈模块和工作状态指示灯；装置的侧面板设置有工作电源模块；

各模块的连接关系：主控模块设置有以太网模块、UART模块、AIO模块和DIO模块；主控模块1分别与GPS模块、MVB模块、语音提示模块、USB模块、CDMA20001X/EVDO 2G/3G自适应模块和工作电源模块连接；天馈模块分别与CDMA20001X/EVDO 2G/3G自适应模块、GPS模块相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于CDMA20001X/EVDO的高速列车状态车地传输装置，其特征在于，所述各模块的功能作用如下：

主控模块用作协调控制与其连接的各个模块的工作；USB模块用于高速列车非实时数据的转储；UART模块和MVB模块与高速列车车载其他设备通信，接收其他设备采集到的高速列车基本运行信息；以太网模块与高速列车视频监视和旅客信息系统连接获取高速列车视频监视信息和旅客信息；CDMA20001X/EVDO 2G/3G自适应模块用于与地面调度中心建立无线通信网络，传输高速列车运行状态数据信息，调度中心配置有Internet公网固定IP地址的服务器作为高速列车运行状态信息数据接收端，实时监控高速列车运行状况；天馈模块用于数据信号的接收和发送；GPS模块用于获取途中高速列车的具体位置；DIO模块和AIO模块构成装置采集模块，直接连接高速列车设备间微机柜对外接线端子，采集高速列车主要部件的运行参数；语音提示模块用于下达动车基地或机务段调度中心高速列车故障预警信息；工作电源模块用于给整个装置的各模块提供电源。

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