CN103413432A - 一种基于达芬奇平台的公交车载多媒体播放及调度管理系统 - Google Patents

Abstract

一种基于达芬奇平台的公交车载多媒体播放及调度管理系统，由电源模块（1100）、主机（1200）和操作终端（1300）三部分组成。其中，电源模块（1100）面向系统提供电源输出，通过数字/模拟接口与主机（1200）进行通信，实现系统工作状态切换、音频功率放大及音频功放开关控制等功能；主机（1200）作为系统的核心，主要完成存储式多媒体播放、数字信号处理、车辆实时定位、系统网络控制、无线通信连接及车载设备管理等功能；操作终端（1300）是面向车辆驾驶员的人机交互接口，通过RS485接口实现与主机（1200）之间的数据及控制信号等的传输，通过相关功能按键、红外遥控器并结合模拟视频显示器，实现车辆驾驶员与系统之间的人机交互。

Description

一种基于达芬奇平台的公交车载多媒体播放及调度管理系统

技术领域

本发明涉及互联网、多媒体、GPS定位及无线移动通信等技术领域，特别是涉及一种基于达芬奇平台的公交车载多媒体播放及调度管理系统。

背景技术

随着城市经济的快速发展，城市交通需求快速增长和资源环境约束之间的矛盾日益尖锐。为了适应城市出行机动化发展进程的需求，特别是适应城市与交通良性互动的需求，在信息化技术的发展背景下，具有车辆管理和智能调度功能的公共交通管理系统开始进入公交行业，城市公共交通迈出了信息化的步伐。

但在目前，现有的公交车载电子设备种类繁多且相互独立，公交信息资源无法有效综合利用；公交系统运营模式陈旧，无法有效提高公交服务质量和用户体验；公交车载电子设备信息化技术应用水平较低，企业管理无法摆脱手工操作和经验管理阶段。这些严重制约了城市交通向着“畅通、高效、安全、绿色”方向的发展。为了适应城市交通发展的需求，急需一种为公交调度管理提供一种对车载电子设备进行统一管理、对车辆状态进行实时监控、对公交系统运作实现全程干预的智能调度管理系统。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，在充分利用多媒体技术提高用户体验、发挥公交移动传媒优势的同时，为公交调度管理提供一种对车载电子设备进行统一管理、对车辆状态进行实时监控、对公交系统运作实现全程干预的智能调度管理系统。

一种基于达芬奇平台的公交车载多媒体播放及调度管理系统，其特征在于：系统由电源模块（1100）、主机（1200）和操作终端（1300）三部分组成；其中，主机（1200）是系统的核心，电源模块（1100）面向系统提供电源输出，通过数字/模拟接口与主机（1200）进行通信，操作终端（1300）是面向车辆驾驶员的人机交互接口，通过RS485接口实现与主机（1200）之间的数据及控制信号的传输，通过相关功能按键、红外遥控器并配合模拟视频显示器，实现车辆驾驶员与系统之间的人机交互；

所述电源模块（1100）支持直流宽电源输入，主要包括电源转换输出、工作模式控制、音频功放开关控制及音频功率放大四部分功能电路，实现系统前端电源转换、系统工作状态切换、音频功率放大、音频功放开关控制；

所述电源转换输出功能电路支持9-36V直流宽电源输入、12V/4A电源输出，其中分别面向主机（1200）、操作终端（1300）各提供12V/2A直流输出；

所述工作模式控制功能电路通过数字接口实时监测车辆启动信号，配合系统休眠/唤醒控制信号，在主机（1200）的配合下，控制系统在工作模式和低功耗模式之间自动切换；

所述音频功放开关控制功能电路根据系统当前不同的工作模式及状态，通过数字接口对音频功率放大输出进行开关控制；

所述音频功率放大功能电路通过模拟接口接收来自主机（1200）的两路模拟音频信号，支持两路桥接式负载音频功率放大输出，输出功率分别为10W和40W；

所述主机（1200）是系统的核心部分，采用DaVinci(达芬奇)+FPGA的框架结构，主要包括信号处理器（1201）、视频播放功能模块（1202）、音频播报功能模块（1203）、车载设备接口模块（1204）、无线移动通信模块（1205）、Wi-Fi模块（1206）、GPS模块（1207）、SD卡存储功能模块（1208）及系统程序存储模块（1209），实施存储式多媒体播放、数字信号处理、车辆实时定位、系统网络控制、无线通信连接及车载设备的控制；

所述信号处理器（1201）是数字信号处理的核心单元，由DaVinci(达芬奇)+FPGA组成；系统工作时，主要由FPGA实现外围电路与DaVinci(达芬奇)之间的通信连接，由DaVinci(达芬奇)实施音视频数据处理、系统网络控制以及外围各功能模块的控制；

所述视频播放功能模块（1202）接收信号处理器（1201）中VPBE接口（VideoProcessing Back-End,视频处理后端接口）输出的复合模拟视频信号，通过模拟视频显示器进行显示，实现存储式数字多媒体的滚动播放，该模块的工作状态可以通过红外遥控功能模块（1301）进行设置及调整；

所述音频播报功能模块（1203）实施文本到语音的转换，通过ASP接口（AudioSerial Port，音频串行接口）与信号处理器（1201）进行通信，配合电源模块（1100）内的音频功率放大电路实施车辆内部和外部的语音播报；

所述车载设备接口模块（1204）包含两路标准工业串行接口（RS485）以及多路数字/模拟接口，供车载电子设备的接入；其中，串行接口用于实现与车载LED显示屏设备的通信，数字/模拟接口可以实现车辆开关门、车内灯光等的控制以及车载设备状态的监测；

所述无线移动通信模块（1205）用于实现系统与公交调度管理中心及公共无线网络的无线移动通信连接；根据不同的需求，无线移动通信模块（1205）可以选择使用GPRS技术的模块，也可以选择使用3G技术的模块；当无线移动通信模块采用GPRS技术时，模块通过UART接口与信号处理器（1201）进行通信；当无线通信模块采用3G技术时，模块通过USB接口与信号处理器（1201）进行通信；

所述Wi-Fi模块（1206）通过USB接口与信号处理器（1201）进行通信，配合无线移动通信模块（1205）搭建无线局域网络，面向乘客提供本地免费无线接入服务，通过与公交站内Wi-Fi热点的连接实施系统程序、存储式多媒体素材的无线更新以及车辆行车记录等数据的批量上传；

所述GPS模块（1207）通过UART接口与信号处理器（1201）进行通信，在车辆运行过程中实时采集车辆位置、速度等状态信息，配合无线移动通信模块（1205）通过无线网络将采集到的车辆当前位置、速度状态信息实时上传至公交调度管理中心服务器，配合音频播报功能模块（1203）实施车辆站点、公交服务用语信息的自动播报；

所述SD卡存储功能模块（1208）通过DaVinci(达芬奇)上的SD卡控制器接口与信号处理器（1201）进行通信；

所述系统程序存储模块（1209）采用大容量NAND FLASH芯片，通过DaVinci(达芬奇)上的外部存储器接口与信号处理器（1201）进行通信，存储系统程序；NANDFLASH芯片与DaVinci(达芬奇)之间通过FPGA实现信号电平的转换；

所述操作终端（1300）作为人机交互接口，主要包括红外遥控功能模块（1301）、微控制器（1302）、温度采集功能模块（1303）及手动报站功能模块（1304）；该终端面向车辆驾驶员提供包括“切换”键、“确认”键、“报站”键、“重复”键、“拥挤”键、“空闲”键、“故障”键、“事故”键以及“纠纷”键按键，配合红外遥控器以及模拟视频显示器，实现车辆驾驶员与系统之间的人机交互；

所述操作终端（1300）在微控制器（1302）的控制下通过工业标准串口RS485与主机（1200）实现数据及控制信号的传输；

所述红外遥控功能模块（1301）通过微控制器（1302）上具有中断功能的I/O口与微控制器（1302）进行通信，接收红外遥控指令，以实现对系统状态、系统时间、系统网络连接、报站音量进行设置及调整；

所述温度采集功能模块（1303）通过I²C接口与微控制器（1302）进行通信，实时采集车内温度信息；

所述手动报站功能模块（1304）通过微控制器（1302）上具有中断功能的I/O口与微控制器（1302）进行通信，配合功能按键实施公交站点及公交服务用语的手动语音播报，根据车辆运行情况的需要实现车辆运行任务的切换、确认及意外情况的报警。

本发明的有点是：设备集成度高、信息实时性好、设备运营成本低、用户体验较佳及系统运行方式灵活多样，能够有效提高公交系统的服务质量和信息化管理水平。

附图说明

附图1为本系统的整体结构示意框图。

附图2为本系统的工作流程示意框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明：

如图1所示，一种基于达芬奇平台的公交车载多媒体播放及调度管理系统，其特征在于：系统由电源模块（1100）、主机（1200）和操作终端（1300）三部分组成；其中，电源模块（1100）面向系统提供电源输出，通过数字/模拟接口与主机（1200）进行通信，实现系统工作状态切换、音频功率放大、音频功放开关控制等功能；主机（1200）作为系统的核心，主要完成存储式多媒体播放、数字信号处理、车辆实时定位、系统网络控制、无线通信连接及车载设备管理等功能；操作终端（1300）是面向车辆驾驶员的人机交互接口，通过RS485接口实现与主机（1200）之间的数据及控制信号等的传输，通过相关功能按键、红外遥控器并结合模拟视频显示器，实现车辆驾驶员与系统之间的人机交互。

所述电源模块（1100）支持直流宽电源输入，主要包括电源转换输出、工作模式控制、音频功放开关控制及音频功率放大四部分功能电路，实现系统前端电源转换、系统工作状态切换、音频功率放大、音频功放开关控制；

所述电源转换输出功能电路支持9-36V直流宽电源输入、12V/4A电源输出，其中分别面向主机（1200）、操作终端（1300）各提供12V/2A直流输出；

所述工作模式控制功能电路通过数字接口实时监测车辆启动信号，配合系统休眠/唤醒控制信号，在主机（1200）的配合下，控制系统在工作模式和低功耗模式之间自动切换；

所述音频功放开关控制功能电路根据系统当前不同的工作模式及状态，通过数字接口对音频功率放大输出进行开关控制；

所述音频功率放大功能电路通过模拟接口接收来自主机（1200）的两路模拟音频信号，支持两路桥接式负载音频功率放大输出，输出功率分别为10W和40W；

所述主机（1200）是系统的核心部分，采用DaVinci(达芬奇)+FPGA的框架结构，主要包括信号处理器（1201）、视频播放功能模块（1202）、音频播报功能模块（1203）、车载设备接口模块（1204）、无线移动通信模块（1205）、Wi-Fi模块（1206）、GPS模块（1207）、SD卡存储功能模块（1208）及系统程序存储模块（1209），实施存储式多媒体播放、数字信号处理、车辆实时定位、系统网络控制、无线通信连接及车载设备的控制；

所述信号处理器（1201）是数字信号处理的核心单元，由DaVinci(达芬奇)+FPGA组成；系统工作时，主要由FPGA实现外围电路与DaVinci(达芬奇)之间的通信连接，由DaVinci(达芬奇)实施音视频数据处理、系统网络控制以及外围各功能模块的控制；

所述视频播放功能模块（1202）接收信号处理器（1201）中VPBE接口（VideoProcessing Back-End,视频处理后端接口）输出的复合模拟视频信号，通过模拟视频显示器进行显示，实现存储式数字多媒体的滚动播放，该模块的工作状态可以通过红外遥控功能模块（1301）进行设置及调整；

所述音频播报功能模块（1203）实施文本到语音的转换，通过ASP接口（AudioSerial Port，音频串行接口）与信号处理器（1201）进行通信，配合电源模块（1100）内的音频功率放大电路实施车辆内部和外部的语音播报；

所述车载设备接口模块（1204）包含两路标准工业串行接口（RS485）以及多路数字/模拟接口，供车载电子设备的接入；其中，串行接口用于实现与车载LED显示屏设备的通信，数字/模拟接口可以实现车辆开关门、车内灯光等的控制以及车载设备状态的监测；

所述无线移动通信模块（1205）用于实现系统与公交调度管理中心及公共无线网络的无线移动通信连接；根据不同的需求，无线移动通信模块（1205）可以选择使用GPRS技术的模块，也可以选择使用3G技术的模块；当无线移动通信模块采用GPRS技术时，模块通过UART接口与信号处理器（1201）进行通信；当无线通信模块采用3G技术时，模块通过USB接口与信号处理器（1201）进行通信；

所述Wi-Fi模块（1206）通过USB接口与信号处理器（1201）进行通信，配合无线移动通信模块（1205）搭建无线局域网络，面向乘客提供本地免费无线接入服务，通过与公交站内Wi-Fi热点的连接实施系统程序、存储式多媒体素材的无线更新以及车辆行车记录等数据的批量上传；

所述GPS模块（1207）通过UART接口与信号处理器（1201）进行通信，在车辆运行过程中实时采集车辆位置、速度等状态信息，配合无线移动通信模块（1205）通过无线网络将采集到的车辆当前位置、速度状态信息实时上传至公交调度管理中心服务器，配合音频播报功能模块（1203）实施车辆站点、公交服务用语信息的自动播报；

所述SD卡存储功能模块（1208）通过DaVinci(达芬奇)上的SD卡控制器接口与信号处理器（1201）进行通信；

所述系统程序存储模块（1209）采用大容量NAND FLASH芯片，通过DaVinci(达芬奇)上的外部存储器接口与信号处理器（1201）进行通信，存储系统程序；NANDFLASH芯片与DaVinci(达芬奇)之间通过FPGA实现信号电平的转换；

所述操作终端（1300）作为人机交互接口，主要包括红外遥控功能模块（1301）、微控制器（1302）、温度采集功能模块（1303）及手动报站功能模块（1304）；该终端面向车辆驾驶员提供包括“切换”键、“确认”键、“报站”键、“重复”键、“拥挤”键、“空闲”键、“故障”键、“事故”键以及“纠纷”键按键，配合红外遥控器以及模拟视频显示器，实现车辆驾驶员与系统之间的人机交互；

所述操作终端（1300）在微控制器（1302）的控制下通过工业标准串口RS485与主机（1200）实现数据及控制信号的传输；

所述红外遥控功能模块（1301）通过微控制器（1302）上具有中断功能的I/O口与微控制器（1302）进行通信，接收红外遥控指令，以实现对系统状态、系统时间、系统网络连接、报站音量进行设置及调整；

所述温度采集功能模块（1303）通过I²C接口与微控制器（1302）进行通信，实时采集车内温度信息；

所述手动报站功能模块（1304）通过微控制器（1302）上具有中断功能的I/O口与微控制器（1302）进行通信，配合功能按键实施公交站点及公交服务用语的手动语音播报，根据车辆运行情况的需要实现车辆运行任务的切换、确认及意外情况的报警。

作为公交车载电子设备的统一管理平台，车载电子设备通过车载设备接口模块（1204）提供的数字/模拟接口以及RS485接口等接入该系统，构成车载电子设备网络，实现系统对车载电子设备的管理；系统通过对设备状态的实时监测，识别设备故障并对故障进行告警，并通过无线移动通信网络上报故障至公交调度管理中心，协助公交调度管理中心进行调度决策，以保证公交系统安全、高效运行。

车辆启动后，系统的电源模块（1100）检测到车辆启动信号，通过系统休眠/唤醒控制信号，结合主机（1200）控制系统由低功耗模式转入工作模式；进入工作模式后，系统首先完成自检及车载电子设备状态检测，然后系统通过无线移动通信模块（1205）自动与公交调度管理中心服务器建立无线连接，上报车辆状态，接收任务指令；车辆驾驶员通过操作终端（1300）上相关的功能按键等进行任务确认，完成任务准备工作。

车辆驾驶员通过红外遥控功能模块（1301）向系统发送遥控指令，对设备状态、系统时间、网络连接、报站音量等进行设置及调整，使设备处于最佳的运行状态。

在车辆正常运行过程中，系统通过视频播放功能模块（1202）面向实现数字多媒体展示服务。

在车辆正常运行过程中，系统根据GPS模块（1207）获得的车辆当前位置、速度等状态信息，并结合任务信息，同时完成以下工作：

（1）结合音频播报功能模块（1203）面向乘客进行公交站点及公交服务用语的自动语音播报，同时通过车载LED显示屏进行文字展示。

（2）结合无线移动通信模块（1205）通过无线移动通信网络将状态信息实时上传至公交调度管理中心并以电子地图的形式显示，实现公交调度管理中心对车辆状态信息的实时掌控，协助公交调度管理中心进行管理及调度决策；

（3）车辆当前位置、速度等状态信息在公交调度管理中心的服务器完成解析，并实时更新至网络电子地图，实现公众通过公共网络对车辆运行状态信息的实时查询。

在需要的情况下，车辆驾驶员可以通过手动报站功能模块（1304）干预车辆报站操作，实现车辆站点信息及公交服务用语的手动播报工作。

在公交车正常运行过程中，针对公交调度管理中心下发的面向乘客的文本指令，主机（1200）结合音频播报功能模块（1203）以语音的形式面向乘客进行播报。

本次任务完成后，系统自动通过无线移动通信网络实现与公交调度管理中心的任务交接，并上报系统状态；系统询问公交调度管理中心是否有新的任务指令，若有，则重新进入任务执行状态。

若没有新的任务指令，系统通过与公交调度管理中心服务器的无线连接，定时读取系统程序版本信息及多媒体素材版本信息，当检测到新的程序版本或多媒体素材版本时，待系统处于空闲状态，自动实施系统新版本程序或新版本多媒体素材的无线下载，新版本系统程序写入系统程序存储功能模块（1212）中，新版本多媒体素材存储于SD卡存储功能模块（1211）中，待系统自动重启，完成更新操作；也可以通过SD卡手动更新方式完成系统程序及多媒体素材的更新操作。

车辆停止运行且系统空闲时，系统电源模块（1100）控制系统由工作模式转入低功耗模式，等待下次任务。

上述实施方式为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的修改、替代、组合、裁剪，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于达芬奇平台的公交车载多媒体播放及调度管理系统，其特征在于：系统由电源模块（1100）、主机（1200）和操作终端（1300）三部分组成；其中，主机（1200）是系统的核心，电源模块（1100）面向系统提供电源输出，通过数字/模拟接口与主机（1200）进行通信，操作终端（1300）是面向车辆驾驶员的人机交互接口，通过RS485接口实现与主机（1200）之间的数据及控制信号的传输，通过相关功能按键、红外遥控器并配合模拟视频显示器，实现车辆驾驶员与系统之间的人机交互；

所述电源模块（1100）支持直流宽电源输入，主要包括电源转换输出、工作模式控制、音频功放开关控制及音频功率放大四部分功能电路，实现系统前端电源转换、系统工作状态切换、音频功率放大、音频功放开关控制；

所述电源转换输出功能电路支持9-36V直流宽电源输入、12V/4A电源输出，其中分别面向主机（1200）、操作终端（1300）各提供12V/2A直流输出；

所述工作模式控制功能电路通过数字接口实时监测车辆启动信号，配合系统休眠/唤醒控制信号，在主机（1200）的配合下，控制系统在工作模式和低功耗模式之间自动切换；

所述音频功放开关控制功能电路根据系统当前不同的工作模式及状态，通过数字接口对音频功率放大输出进行开关控制；

所述音频功率放大功能电路通过模拟接口接收来自主机（1200）的两路模拟音频信号，支持两路桥接式负载音频功率放大输出，输出功率分别为10W和40W；

所述主机（1200）是系统的核心部分，采用DaVinci(达芬奇)+FPGA的框架结构，主要包括信号处理器（1201）、视频播放功能模块（1202）、音频播报功能模块（1203）、车载设备接口模块（1204）、无线移动通信模块（1205）、Wi-Fi模块（1206）、GPS模块（1207）、SD卡存储功能模块（1208）及系统程序存储模块（1209），实施存储式多媒体播放、数字信号处理、车辆实时定位、系统网络控制、无线通信连接及车载设备的控制；

所述信号处理器（1201）是数字信号处理的核心单元，由DaVinci(达芬奇)+FPGA组成；系统工作时，主要由FPGA实现外围电路与DaVinci(达芬奇)之间的通信连接，由DaVinci(达芬奇)实施音视频数据处理、系统网络控制以及外围各功能模块的控制；

所述视频播放功能模块（1202）接收信号处理器（1201）中VPBE接口（VideoProcessing Back-End,视频处理后端接口）输出的复合模拟视频信号，通过模拟视频显示器进行显示，实现存储式数字多媒体的滚动播放，该模块的工作状态可以通过红外遥控功能模块（1301）进行设置及调整；

所述音频播报功能模块（1203）实施文本到语音的转换，通过ASP接口（AudioSerial Port，音频串行接口）与信号处理器（1201）进行通信，配合电源模块（1100）内的音频功率放大电路实施车辆内部和外部的语音播报；

所述车载设备接口模块（1204）包含两路标准工业串行接口（RS485）以及多路数字/模拟接口，供车载电子设备的接入；其中，串行接口用于实现与车载LED显示屏设备的通信，数字/模拟接口可以实现车辆开关门、车内灯光等的控制以及车载设备状态的监测；

所述无线移动通信模块（1205）用于实现系统与公交调度管理中心及公共无线网络的无线移动通信连接；根据不同的需求，无线移动通信模块（1205）可以选择使用GPRS技术的模块，也可以选择使用3G技术的模块；当无线移动通信模块采用GPRS技术时，模块通过UART接口与信号处理器（1201）进行通信；当无线通信模块采用3G技术时，模块通过USB接口与信号处理器（1201）进行通信；

所述Wi-Fi模块（1206）通过USB接口与信号处理器（1201）进行通信，配合无线移动通信模块（1205）搭建无线局域网络，面向乘客提供本地免费无线接入服务，通过与公交站内Wi-Fi热点的连接实施系统程序、存储式多媒体素材的无线更新以及车辆行车记录等数据的批量上传；

所述GPS模块（1207）通过UART接口与信号处理器（1201）进行通信，在车辆运行过程中实时采集车辆位置、速度等状态信息，配合无线移动通信模块（1205）通过无线网络将采集到的车辆当前位置、速度状态信息实时上传至公交调度管理中心服务器，配合音频播报功能模块（1203）实施车辆站点、公交服务用语信息的自动播报；

所述SD卡存储功能模块（1208）通过DaVinci(达芬奇)上的SD卡控制器接口与信号处理器（1201）进行通信；

所述系统程序存储模块（1209）采用大容量NAND FLASH芯片，通过DaVinci(达芬奇)上的外部存储器接口与信号处理器（1201）进行通信，存储系统程序；NANDFLASH芯片与DaVinci(达芬奇)之间通过FPGA实现信号电平的转换；

所述操作终端（1300）作为人机交互接口，主要包括红外遥控功能模块（1301）、微控制器（1302）、温度采集功能模块（1303）及手动报站功能模块（1304）；该终端面向车辆驾驶员提供包括“切换”键、“确认”键、“报站”键、“重复”键、“拥挤”键、“空闲”键、“故障”键、“事故”键以及“纠纷”键按键，配合红外遥控器以及模拟视频显示器，实现车辆驾驶员与系统之间的人机交互；

所述操作终端（1300）在微控制器（1302）的控制下通过工业标准串口RS485与主机（1200）实现数据及控制信号的传输；

所述红外遥控功能模块（1301）通过微控制器（1302）上具有中断功能的I/O口与微控制器（1302）进行通信，接收红外遥控指令，以实现对系统状态、系统时间、系统网络连接、报站音量进行设置及调整；

所述温度采集功能模块（1303）通过I²C接口与微控制器（1302）进行通信，实时采集车内温度信息；

所述手动报站功能模块（1304）通过微控制器（1302）上具有中断功能的I/O口与微控制器（1302）进行通信，配合功能按键实施公交站点及公交服务用语的手动语音播报，根据车辆运行情况的需要实现车辆运行任务的切换、确认及意外情况的报警。

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