CN104954090A - 应用于列车广播系统的数字功率放大器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种列车广播系统(PA)的客室广播设备,其特征在于由基于Cortex-M3系列处理器的核心模块、基于VLSI编解码芯片的音频处理模块及功率放大电路等组成。核心模块从本地读出音频文件数据或从以太网络接收到音频数据,送入音频处理模块,解码后经过功率放大电路,输出模拟音频信号。核心模块还可以通过SQLite3数据库、Tftp等技术,更新广播内容。本设备能够完成自动报站、人工报站、口播、OCC、紧急广播、音量调节等功能,并通过RS485总线,控制每节客室的LED显示终端、动态地图。司机室和各个客室设备,通过网络交换机来完成控制信号、音频信号的传输。与现有技术相比,本发明的优点在于网络化、全数字化、广播可配置化、集成化。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域,尤其是涉及一种列车广播系统(PA)的客室广播设备。
背景技术
随着现代科技和城市规模的高速发展,城市轨道交通越发重要,城市轨道交通的运营管理越来越注重对乘客服务质量的提升,乘客信息系统(即PIS)应运而生。PIS系统是利用计算机网络技术和多媒体技术,以车站和车载显示终端为媒介向乘客提供综合信息服务的系统。例如,上海地铁1号、2号、3号及4号线等,都已开通了车载PIS系统。PIS系统中比较重要的一个子系统就是音频信息系统(即广播系统PA)。但中国行业咨询网2013年调查分析,认为国内PIS应用目前还处于初步发展阶段,面临一些问题,其中,运营方希望PIS可以对播出的内容进行统一的管理和编辑,以减少营运成本,提高效率。因此,设计一种新型的列车广播系统(PA),将积极地促进PIS系统发展,进而提高运营方统一控制管理能力,具有良好的社会意义和经济效益。
发明内容
本发明的目的是为了解决PIS系统中运营方希望的运营管理问题,提供的一种低成本、新型、有管理功能的列车广播系统(PA)的客室广播设备。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种列车广播系统(PA)的客室广播设备。该设备由核心板、功能板拼接组成。
核心板由嵌入式处理器、存储器、音频处理器等构成,而功能板主要由功率放大电路、变压器等构成,直接提供30W扬声器的输出接口。同时,功能板还提供以太网、RS485等接口。核心板、功能板分开,具有灵活变通、便于与其他产品配合工作等特点。
核心板运行eCos系统,支持网络收发、YAFFS文件系统、VLSI音频处理IC驱动、Sqlite3数据库等功能。广播所用的音频文件,保存在Nand-flash芯片中,可以通过文件系统进行读写操作。在文件系统基础上,通过Tftp方式,首先更新db服务器设备(PA系统上本设备配套的设备)上的数据库文件,然后整个PA系统重新上电后,本设备自动与db服务器设备比较数据库文件版本,更新本地的db文件,从而更新广播内容。
本设备通过板卡插拔方式,安装到列车机柜中。当收到司机室的网络控制信号时, 将对应完成报站广播、口播、紧急广播、OCC等运营需求。
本发明的工作原理是:本设备上电初始化后,进入等待命令状态。此时网络模块(线程)不断监测接口,发现有IP数据包接收,即从网卡读出数据,送入缓冲区队列。控制任务则取出数据,按照约定的广播命令格式,解析命令。如果是广播命令,则判断当前是否正在进行某项广播业务。如果当前正在进行某项业务,比较两者优先级。当新业务是高优先级,则终止当前操作,清除音频缓冲区,切换到新业务状态,初始化业务操作对象,准备接收新的音频文件数据。只要音频缓冲区内有一定的数据,就开始播放音频。播放音频,只需要调用音频IC驱动API,将数据送入硬件即可。如果收到更新数据库的命令,则本发明发起TFTP请求,更新本地数据库文件,重新读取数据库信息。
本发明与现有技术相比,其效果是比较明显的,具有方便使用、配置灵活等特点。将本发明对应的设备板卡,插入车载机柜(机柜内有以太网交换机板),即可获得电源而上电。本发明上电后,系统开始运行,首先读取本地数据库文件,获取到数据库中的IP表格。从该IP表格中,找到分配给自身的IP地址。网络模块根据此IP地址,配置本地网络芯片。然后,本发明继续读取本地数据库文件,获取到信息,如版本号、音频文件所在的目录、线路号、区间信息、站名表等。最后进入正常工作状态,等待命令到来。如果收到更新数据库的命令,则本发明发起TFTP请求,更新本地数据库文件,然后自动复位,重读数据库。为了更加方便运营管理,本发明还在SQLite3数据库基础上,分离出独立的音频数据单元(作为一个个单独的文件),进行报站音频拼接,以支持起点终点可调节。因此,基于数据库与网络技术,不仅可以完成广播内容(音频与字幕)的在线更新,而且可以支持起点终点可调节。当本发明量产后,运营方将主要集中在数据库文件的编辑上,并将编辑好的新数据库文件,通过TFTP传递到PA系统的db服务器上,复位或重启列车后,PA系统的各设备之间,将自动完成数据库更新。
附图说明
图1是本发明的工作原理框图。
图2是本发明的物理结构示意图。在图2中,各物理元件为:①为核心PCB板,主要是CPU、存储器、音频处理IC;②为功能PCB板,主要是功率放大电路;③为功能板附属PCB板,主要是与变压器相关的电路部分;④为Harting接口,主要是网络、232、IIC等扩展接口(设备间接口);⑤为Harging接口,主要是RS485、扬声器等接口(终端接口);⑥为核心板、功能板之间的接插件,主要是核心板的I/O扩展;⑦为变压器,用于驱动 30W扬声器;⑧⑨为金属支撑板,用于固定变压器,金属支撑柱,用于支撑整个结构。
图3为本发明的具体工作流程说明图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
具体实施方式
如图1所示,一种列车广播系统(PA)的客室广播设备,其特征在于由基于Cortex-M3系列处理器的核心模块、基于VLSI编解码芯片的音频处理模块及功率放大电路等组成。如图2所示,该设备采用多层PCB板拼接。整个设备接收网络控制信息,内部处理后,最后输出模拟广播信号,具有网络化、全数字化、高集成化、占用空间少、使用便捷等优点。
该广播设备上电后,首先读取本地数据库文件,更新广播音频、LED显示等信息,然后进入多任务轮询状态。如果有网络控制信息收到,则解析网络信息后,首先进行广播业务优先级判断,然后才进行相应的广播业务处理,最后输出模拟广播音频信号。
如图3所示,本发明的工作流程如下:
101.本设备上电后,eCos操作系统自身启动后,挂载Yaffs文件系统。接着调用SQLite3数据库API,从数据库文件中,将本地db文件版本号、广播音频路径信息、广播LED显示内容等,读入内存中。然后创建并启动主任务、网络任务、播放任务,开始各任务轮转。
102.主任务进入等待广播命令状态。如果收到db服务器的广播,则进行版本比较。如果本地版本低,则发起Tftp请求新的db文件。Tftp请求期间,禁止进行广播业务。Tftp请求成功后,自动复位,执行101。
103.如果收到广播命令(自动报站、手动报站、紧急广播、口播、OCC),首先判断当前是否正在进行某项广播业务。如果正在进行广播,则比较两者优先级,如果新命令的业务高级,则打断当前业务,否则忽略新命令。如果当前没有业务执行,则执行新命令的业务,输出广播音频,同时通知LED、LCD显示终端,显示字幕、动态地图。每个广播命令,对应一个广播业务状态。每个广播状态的流程,如下所示。
一、进入本次广播业务状态,清除缓冲区,复位音频接口,触发LED灯指示。
二、读取本地音频文件或接收网络音频数据,调用音频接口API。
三、收到结束命令或被高优先级任务打断,退出本次业务,清理缓冲、标志等。
104.如果收到设置命令(音量及其他配置命令),直接执行设置命令。
105.如果没有收到命令,继续执行102。
Claims (4)
1.一种列车广播系统(PA)的客室广播设备,其特征就是网络化、全数字化、广播可配置化、高集成化。
2.如权利要求1所述的一种列车广播系统(PA)的客室广播设备,其特征在于:自动报站、人工报站、司机口播、OCC、紧急广播、广播音量调节等功能,是基于TCP/IP网络的、全数字化的。
3.如权利要求1所述的一种列车广播系统(PA)的客室广播设备,其特征在于:自动报站、人工报站、紧急广播对应的音频内容及其LED显示内容,可以通过SQLite3数据库、YAFFS文件系统等技术,实现音频、字幕的拼接与更新,具有广播内容可配置化的特色。
4.如权利要求1所述的一种列车广播系统(PA)的客室广播设备,其特征在于:通过板载的VLSI音频处理芯片,进行硬件解码,配合功率放大电路,直接输出到扬声器,具有高集成化的特色。
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