CN106788833A - 一种双模列尾机车电台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双模列尾机车电台。该电台包括列尾机车台主机、控制盒和控制电缆，两个控制盒均包括分别与扬声器、显示屏、键盘连接的控制单元，列尾机车台主机包括电源单元、主控单元、400MHz数字信道机、GSM‑R模块和合路器；其中电源单元与主控单元连接，主控单元分别与400MHz数字信道机、GSM‑R模块及两个控制盒的控制单元连接，400MHz数字信道机和GSM‑R模块分别与合路器连接。本发明实现了400MHz数字和GSM‑R两种模式的列尾通信，有效解决了山区隧道区段货车列尾通信距离的问题，减少了中继设备的使用，提高了列尾通信可靠性，对于保障铁路行车安全、提高作业效率和经济效益具有重要作用。

Description

一种双模列尾机车电台
技术领域
本发明涉及机车电台，特别涉及一种与货物列车尾部安全防护设备-列尾主机进行400MHz数字和GSM-R两种模式的列尾通信的双模列尾机车电台。
背景技术
物列车尾部安全防护系统已在我国铁路成熟运用多年，对于保障行车安全具有重要作用。目前，货车列尾信息无线传输普遍采用450MHz频段模拟制式。根据工信部[2009]666号文件《工业和信息化部有关150MHz 400MHz专用对讲机频率规划和使用管理有关事宜的通知》和[2013]157号文件《工业和信息化部关于无线电台站规范化管理若干问题的通知》精神，自2011年1月1日起，国家停止150MHz 400MHz频段内模拟对讲机设备的型号核准，全面推广数字对讲机，并要求铁路等用户应将原450MHz频段业务转移到公众对讲机频点或其他符合规划的对讲机频点。
发明内容
鉴于现有技术的问题，为了将货车列尾信息无线传输从模拟制式升级为400MHz数字制式；同时，为解决山区隧道区段货车列尾通信距离的问题，减少中继设备的使用，在具备GSM-R网络时采用GPRS通信方式，本发明提供一种双模列尾机车电台。
本发明采取的技术方案是：一种双模列尾机车电台，其特征在于：包括列尾机车台主机、控制盒和控制电缆，所述的控制盒设为两个，分别为第一控制盒、第二控制盒，第一控制盒和第二控制盒均包括分别与扬声器、显示屏、键盘连接的控制单元，所述的列尾机车台主机包括电源单元、主控单元、400MHz数字信道机、GSM-R模块和合路器；其中电源单元与主控单元连接，主控单元分别与400MHz数字信道机、GSM-R模块及第一控制盒和第二控制盒的控制单元连接，400MHz数字信道机和GSM-R模块分别与合路器连接。
本发明的基本功能：电源单元将外部供电进行电压转换后为主机内部各单元和控制盒供电；主控单元实现与控制盒的通信和对400MHz数字信道机及GSM-R模块的控制管理；400MHz数字信道机负责进行400MHz数字方式无线数据通信；GSM-R模块负责进行GSM-R方式无线数据通信；合路器对400MHz和GSM-R天线进行合路，从而使主机外部仅需安装连接1根400MHz和GSM-R多频段天线；通过控制盒的显示屏、扬声器和键盘等实现信息显示、语音播报和操作输入等人机交互功能。
本发明的技术效果是：实现了400MHz数字和GSM-R两种模式的列尾通信，有效解决了山区隧道区段货车列尾通信距离的问题，减少了中继设备的使用，提高了列尾通信可靠性，对于保障铁路行车安全、提高作业效率和经济效益具有重要作用。
附图说明
图1为本发明结构框图；
图2为图1中电源单元原理框图；
图3为图1中主控单元原理框图；
图4为图1中控制单元原理框图；
图5为本发明工作系统示意图。
具体实施方式
为了更清楚的理解本发明，以下结合附图和实施例进行详细描述：
如图1所示，一种双模列尾机车电台包括列尾机车台主机、控制盒和控制电缆，所述的控制盒设为两个，分别为第一控制盒、第二控制盒，第一控制盒和第二控制盒均包括分别与扬声器、显示屏、键盘连接的控制单元，所述的列尾机车台主机包括电源单元、主控单元、400MHz数字信道机、GSM-R模块和合路器；其中电源单元与主控单元连接，主控单元分别与400MHz数字信道机、GSM-R模块及第一控制盒和第二控制盒的控制单元连接，400MHz数字信道机和GSM-R模块分别与合路器连接。
400MHz数字信道机采用XiR M6660 UHF型数字信道机以实现400MHz数字模式列尾数据的无线传输；GSM-R模块采用CICT-R-8002型铁路GSM-R 8W车载无线通信模块以实现GSM-R模式列尾数据的无线传输；合路器采用CP MD05-0216-2型400MHz和GSM-R腔体合路器，射频接口均为SMA型，阻抗50Ω；合路器的400MHz射频接口连接400MHz数字信道机的BNC型射频接口，GSM-R射频接口连接GSM-R模块SMA型射频接口，ANT射频接口连接外部天线，实现400MHz和GSM-R的射频天线合路。
如图2所示，电源单元采用KBJ608型桥堆和VI-241-12型电源模块，桥堆具有电源输入反接保护功能，KBJ608型桥堆的输入端接外部DC 110V电源，输出端通过滤波与VI-241-12型电源模块的输入端连接，VI-241-12型电源模块输出DC 13.8V电源为列尾机车台主机内部各单元及控制盒供电。
如图3所示，主控单元采用ARM处理器LPC4337作为控制芯片；采用DS3231SN作为时钟芯片，连接到控制芯片的I2C总线接口，为整机提供时钟；采用MX66L51235F作为存储芯片，连接到控制芯片的SPI_FLASH总线接口，存储记录列尾通信数据和设备自身工作状态信息数据；采用两片接口芯片MAX490E分别连接控制芯片的UART2、UART3接口和两个控制盒的RS-422通信接口，实现控制芯片与控制盒的数据通信；采用接口芯片MAX202E连接控制芯片的UART1接口和GSM-R的RS-232通信接口，实现控制芯片与GSM-R模块的数据通信和对GSM-R模块的控制管理； 控制芯片的SSI总线接口连接400MHz数字信道机的SSI总线通信接口，实现控制芯片与400MHz数字信道机的数据通信和对400MHz数字信道机的控制管理；采用两片LM22670和一片SPX1117-3.3作为电源转换芯片，一片LM22670芯片连接GSM-R模块，将DC13.8V供电转换为DC 7.8V为GSM-R模块供电，另一片LM22670芯片连接SPX1117-3.3芯片，将DC 13.8V供电转换为DC 5.5V，由SPX1117-3.3芯片将DC 5.5V转换成DC 3.3V为主控单元器件供电。
如图4所示，控制盒的控制单元采用ARM处理器LPC4357作为控制芯片；采用SSM3302作为音频功放芯片，连接到控制芯片的DAC接口和扬声器（HBYDT0306-1APZ），实现语音提示播报功能；采用MX66L51235F作为存储芯片，连接到控制芯片的SPI_FLASH总线接口，存储设备自身工作状态信息数据；采用接口芯片MAX490E连接控制芯片的UART1接口和列尾机车台主机RS-422通信接口，实现控制芯片与主机的数据通信；采用TPS61165作为显示屏背光驱动芯片连接显示屏，为显示屏背光提供电源；显示屏（G043FW01 V0）连接到控制芯片的显示控制管理LCD接口，实现信息显示功能；采用LM22670和SPX1117-3.3作为电源转换芯片，LM22670芯片连接SPX1117-3.3芯片，将DC 13.8V供电转换为DC 5.5V，由SPX1117-3.3芯片将DC 5.5V转换成DC 3.3V为控制单元器件供电；控制芯片的I/O接口作为输入接口连接键盘按键，对按键信息进行采集。
双模列尾机车电台可以实现与列尾主机设备进行400MHz数字和GSM-R两种模式的列尾通信，并显示机车及列尾信息、控制列尾机车台主机进行辅助排风制动等功能。控制电缆分别连接列尾机车台主机的控制盒接口和控制盒的列尾接口，每台列尾机车台主机最多可以连接两个控制盒；控制电缆包含供电线和RS-422总线，列尾机车台主机通过供电线将电源单元输出的DC 13.8V供电提供给控制盒，列尾机车台主机和控制盒通过RS-422总线进行数据通信。
如图5所示，双模列尾机车电台工作时，可同时以400MHz数字和GSM-R两种通信方式与列尾机车台主机进行数据通信。400MHz数字通信方式采用DMR直通方式，使用CSBK协议进行无线数据传输；GSM-R通信方式在GSM-R/GPRS网络下采用UDP协议进行无线数据传输。

Claims (5)

1.一种双模列尾机车电台，其特征在于：包括列尾机车台主机、控制盒和控制电缆，所述的控制盒设为两个，分别为第一控制盒、第二控制盒，第一控制盒和第二控制盒均包括分别与扬声器、显示屏、键盘连接的控制单元，所述的列尾机车台主机包括电源单元、主控单元、400MHz数字信道机、GSM-R模块和合路器；其中电源单元与主控单元连接，主控单元分别与400MHz数字信道机、GSM-R模块及第一控制盒和第二控制盒的控制单元连接，400MHz数字信道机和GSM-R模块分别与合路器连接。
2.根据权利要求1所述的一种双模列尾机车电台，其特征在于：所述的电源单元采用KBJ608型桥堆和VI-241-12型电源模块，KBJ608型桥堆的输入端接外部DC 110V电源，输出端通过滤波与VI-241-12型电源模块的输入端连接，VI-241-12型电源模块输出DC 13.8V电源为列尾机车台主机内部各单元及控制盒供电。
3.根据权利要求1所述的一种双模列尾机车电台，其特征在于：所述的主控单元采用ARM处理器LPC4337作为控制芯片；采用DS3231SN作为时钟芯片，连接到控制芯片的I2C总线接口，为整机提供时钟；采用MX66L51235F作为存储芯片，连接到控制芯片的SPI_FLASH总线接口，存储记录列尾通信数据和设备自身工作状态信息数据；采用两片接口芯片MAX490E分别连接控制芯片的UART2、UART3接口和两个控制盒的RS-422通信接口，实现控制芯片与控制盒的数据通信；采用接口芯片MAX202E连接控制芯片的UART1接口和GSM-R的RS-232通信接口，实现控制芯片与GSM-R模块的数据通信和对GSM-R模块的控制管理； 控制芯片的SSI总线接口连接400MHz数字信道机的SSI总线通信接口，实现控制芯片与400MHz数字信道机的数据通信和对400MHz数字信道机的控制管理；采用两片LM22670和一片SPX1117-3.3作为电源转换芯片，一片LM22670芯片连接GSM-R模块，将DC 13.8V供电转换为DC 7.8V为GSM-R模块供电，另一片LM22670芯片连接SPX1117-3.3芯片，将DC 13.8V供电转换为DC 5.5V，由SPX1117-3.3芯片将DC 5.5V转换成DC 3.3V为主控单元器件供电。
4.根据权利要求1所述的一种双模列尾机车电台，其特征在于：所述的400MHz数字信道机采用XiR M6660 UHF型数字信道机以实现400MHz数字模式列尾数据的无线传输；GSM-R模块采用CICT-R-8002型铁路GSM-R 8W车载无线通信模块以实现GSM-R模式列尾数据的无线传输；合路器采用CP MD05-0216-2型400MHz和GSM-R腔体合路器，合路器的400MHz射频接口连接400MHz数字信道机的BNC型射频接口，GSM-R射频接口连接GSM-R模块SMA型射频接口，ANT射频接口连接外部天线。
5.根据权利要求1所述的一种双模列尾机车电台，其特征在于：所述的控制单元采用ARM处理器LPC4357作为控制芯片；采用SSM3302作为音频功放芯片，连接到控制芯片的DAC接口和扬声器，实现语音提示播报功能；采用MX66L51235F作为存储芯片，连接到控制芯片的SPI_FLASH总线接口，存储设备自身工作状态信息数据；采用接口芯片MAX490E连接控制芯片的UART1接口和列尾机车台主机RS-422通信接口，实现控制芯片与主机的数据通信；采用TPS61165作为显示屏背光驱动芯片连接显示屏，为显示屏背光提供电源；显示屏连接到控制芯片的显示控制管理LCD接口，实现信息显示功能；采用LM22670和SPX1117-3.3作为电源转换芯片，LM22670芯片连接SPX1117-3.3芯片，将DC 13.8V供电转换为DC 5.5V，由SPX1117-3.3芯片将DC 5.5V转换成DC 3.3V为控制单元器件供电；控制芯片的I/O接口作为输入接口连接键盘按键，对按键信息进行采集。
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