CN108715173A - 交互自动控制装置及系统 - Google Patents

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杨清祥
王灿
苏慧祥
陈宇
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Abstract

本发明提供一种交互自动控制装置及系统，涉及电子设备技术领域。该交互自动控制装置包括显示器、处理模块、信号采集模块、通道切换模块及通信模块。其中，信号采集模块和通道切换模块均与显示器连接；信号采集模块还与处理模块连接，用于采集显示器输出的语音信号和/或图像信号；通道切换模块和通信模块均与处理模块连接；通道切换模块设置于显示器的信号接口电路上，且通道切换模块的控制端与处理模块连接。本方案利用通信模块，可以实现远程控制操作；利用通道切换模块，可以实现远程与现场的控制切换，便于维护人员进行运维操作，有助于降低运维人力成本，提高运维效率。

Description

交互自动控制装置及系统
技术领域
本发明涉及通信电子设备技术领域，具体而言，涉及一种交互自动控制装置及系统。
背景技术
人机交互单元(DMI)直接用于列车运行控制记录装置(LKJ)，可以以与机车乘务员进行信息交互。在现有技术中，DMI仅能通过人工直接操作按键或触摸屏方式进行设备工作状态查询、参数设置、整机和单板调试等操作；无法通过远程方式进行人机交互、维护及调试，导致系统运维的人力资源消耗高，且影响了工作效率。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种交互自动控制装置及系统。
为了实现上述目的，本发明实施例所提供的技术方案如下所示：
第一方面，本发明实施例提供一种交互自动控制装置，包括：
显示器；
均与所述显示器连接的信号采集模块和通道切换模块；
与所述通道切换模块连接的处理模块；
与所述处理模块连接的用于采集所述显示器输出的语音信号和/或图像信号的信号采集模块；
与所述处理模块连接的通信模块，其中，所述通道切换模块设置于所述显示器的信号接口电路上，且所述通道切换模块的控制端与所述处理模块连接。
可选地，上述通道切换模块包括继电器及通道切换芯片，所述继电器及通道切换芯片设置于所述显示器的信号接口电路上，且所述继电器及通道切换芯片的控制端与所述处理模块连接。
可选地，上述信号采集模块包括用于采集所述语音信号的语音采集单元，和/或，用于采集所述图像信号的图像采集单元。
可选地，上述交互自动控制装置还包括与所述处理模块连接的输入模块。
可选地，上述交互自动控制装置还包括与所述处理模块连接的电源模块。
可选地，上述交互自动控制装置还包括与所述电源模块连接的电源转换模块。
可选地，上述交互自动控制装置还包括与所述处理模块连接的接口模块。
可选地，上述接口模块包括按键接口、显示接口、IC卡接口、语音信号接口中的至少一种。
第二方面，本发明实施例提供一种交互自动控制系统，包括用户终端及上述的交互自动控制装置，所述用户终端与所述交互自动控制装置通信连接。
可选地，上述系统还包括服务器，所述用户终端经由所述服务器与所述交互自动控制装置通信连接。
相对于现有技术而言，本发明提供的交互自动控制装置及系统至少具有以下有益效果：该交互自动控制装置包括显示器、处理模块、信号采集模块、通道切换模块及通信模块。其中，信号采集模块和通道切换模块均与显示器连接；信号采集模块还与处理模块连接，用于采集显示器输出的语音信号和/或图像信号；通道切换模块及通信模块均与处理模块连接；通道切换模块设置于显示器的信号接口电路上，且通道切换模块的控制端与处理模块连接。本方案利用通信模块，可以实现远程控制操作；利用通道切换模块，可以实现远程与现场的控制切换，便于维护人员进行运维操作，有助于降低运维人力成本，提高运维效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的交互自动控制系统的交互示意图之一。
图2为本发明实施例提供的交互自动控制系统的交互示意图之二。
图3为本发明实施例提供的交互自动控制装置的方框示意图之一。
图4为本发明实施例提供的交互自动控制装置的方框示意图之二。
图标：10-交互自动控制系统；100-交互自动控制装置；110-处理模块；120-显示器；130-信号采集模块；140-通信模块；150-通道切换模块；161-电源模块；162-电源转换模块；163-输入模块；164-接口模块；200-用户终端；300-服务器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中”、“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电性连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请结合参照图1和图2，其中，图1为本发明实施例提供的交互自动控制系统10的交互示意图之一，图2为本发明实施例提供的交互自动控制系统10的交互示意图之二。本发明实施例提供的交互自动控制系统10可以应用于列车(例如，火车、高铁、动车等列车)中，以对列车中相应的人机交互单元(DMI)进行远程控制。
在本实施例中，交互自动控制系统10可以包括交互自动控制装置100及用户终端200，其中，交互自动控制装置100可以作为列车的人机交互单元，可以通过网络与用户终端200建立通信连接，以进行数据交互。用户终端200可以是，但不限于，智能手机、个人电脑(personal computer，PC)、平板电脑、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、移动上网设备(mobile Internet device，MID)等。该网络可以是，但不限于，有线网络或无线网络。
在本实施例中，交互自动控制系统10还可以包括服务器300。交互自动控制装置100通过服务器300与用户终端200通信连接。可理解地，交互自动控制装置100通过网络与服务器300建立通信连接，以进行数据交互。用户终端200通过网络与服务器300建立通信连接，以进行数据交互。基于此，有助于对交互自动控制装置100进行远程管理控制，提高工作效率，无需管理人员到现场对交互自动控制装置100进行管理控制，有助于降低运维调试过程中人力资源的消耗，从而降低人工运维调试的成本。
在本实施例中，服务器300可以是，但不限于集群服务器、分布式服务器、云服务器等。
请参照图3，为本发明实施例提供的交互自动控制装置100的方框示意图之一。本发明实施例提供的交互自动控制装置100可以包括处理模块110、显示器120、信号采集模块130、通信模块140及通道切换模块150。处理模块110、显示器120、信号采集模块130、通信模块140及通道切换模块150各个元件之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。
具体地，显示器120分别与信号采集模块130及通道切换模块150连接，信号采集模块130与处理模块110连接，通信模块140及通道切换模块150均与处理模块110连接，其中，通道切换模块150设置于显示器120的信号接口电路上，且通道切换模块150的控制端与处理模块110连接。用户可以利用与交互自动控制装置100相匹配的用户终端200对交互自动控制装置100进行远程控制，以远程实现对交互自动控制装置100工作状态查询、参数设置、装置维护及调试等操作，有助于简化管理人员的运维操作，降低运维成本，提高工作效率。
在本实施例中，处理模块110可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述处理模块110可以是通用处理器。例如，该处理器可以是中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。例如，处理模块110可以为STM32系列单片机。
在本实施例中，通信模块140可以是，但不限于WiFi芯片、GPRS芯片、PHY芯片，用于通过网络建立交互自动控制装置100与用户终端200的通信连接，并通过网络收发数据。例如，通信模块140可以包括PHY芯片、网络变压器、网络接口，该通信模块140可以通过以太网实现处理模块110与用户终端200的通信连接。处理模块110可以通过该通信模块140接收用户终端200发送的控制指令，也可以将采集得到的图像信号(其信号也可以称为数据)、语音信号通过该通信模块140发送至用户终端200。
在本实施例中，显示器120可以用于显示图像或播放音频，或者既能够显示图像，也能够播放音频。例如，显示器120集成有语音喇叭，可以用于播放语音，显示器120的屏幕可以用于显示列车的状态参数(例如，列车运行状态、运行速率等)。
在本实施例中，信号采集模块130可以用于采集显示器120输出的语音信号和/或图像信号。可理解地，信号采集模块130可以包括语音采集单元和/或图像采集单元。若信号采集模块130包括语音采集单元或图像采集单元，便可以采集相应的语音信号或图像信号。若信号采集模块130包括语音采集单元及图像采集单元，便可以采集语音信号及图像信号。
具体地，信号采集模块130可以包括低压差分信号技术接口(Low VoltageDifferential Signaling，LVDS)信号采集子模块及电路内置音频总线(Inter-IC Sound，I2S)信号采集子模块。其中，LVDS信号可理解为图像信号或视频信号，I2S信号可理解为语音信号。
在本实施例中，处理模块110可以接收信号采集模块130采集得到的语音信号、图像信号，并将语音信号、图像信号传输至通信模块140，由通信模块140将语音信号、图像信号通过网络发送至用户终端200，使得管理人员通过用户终端200能听到与语音信号对应的声音，以及看到与图像信号对应的图像或视频，能够远程监控交互自动控制装置100。
请参照图4，为本发明实施例提供的交互自动控制装置100的方框示意图之二。交互自动控制装置100还可以包括输入模块163。输入模块163与处理模块110连接，该输入模块163可以是，但不限于鼠标、键盘、按钮、触控显示屏等，可以供维护人员输入控制指令，以通过交互自动控制装置100对列车进行运维、调试等操作。
在本实施例中，通道切换模块150可以作为单刀多掷的电控开关，并在处理模块110的控制下，实现远程控制与现场控制的切换。可理解地，通道切换模块150可以包括继电器及通道切换芯片，继电器及通道切换芯片的控制端与处理模块110连接，继电器及通道切换芯片的输入端可以与显示器120的信号接口连接，继电器及通道切换芯片的输出端与处理模块110连接，输入端与输出端形成控制开关。
在本实施例中，通道切换芯片可以为开关芯片(比如，为CD4052开关芯片)，例如，可以为LVDS专用开关芯片(比如，为DS08MB200TSQ开关芯片)、ETH专用开关芯片(比如，为TS3L501E开关芯片)。若管理人员需要利用通道切换模块150将现场控制切换到远程控制时，继电器的线圈通过控制端上电，使得显示器120的信号接口由本地接口切换至处理模块110的信号接口，也就是自动实现远程接口通道与现场接口通道的切换。基于此，便于管理人员根据实际情况切换现场控制或远程控制，方便管理人员的管理操作。
在本实施例中，交互自动控制装置100可以包括电源模块161，用于为交互自动控制装置100中的各器件提供电能。例如，电源模块161可以与处理模块110连接，用于为处理模块110提供电能，其他器件可以直接或间接与电源模块161连接。例如，通信模块140可以通过处理模块110与电源模块161连接，以从处理模块110获取到电源模块161提供的电能。或者，通信模块140可以直接与电源模块161连接，以获取到电能。
在本实施例中，交互自动控制装置100可以包括电源转换模块162，可以输出至少一路直流电。可理解地，电源转换模块162可以根据交互自动控制装置100各能耗器件(比如处理模块110、通信模块140、信号采集模块130等)的功率，输出相匹配相应的电源。例如，若电源模块161为交流电源，电源转换模块162可以将电源模块161提供的交流电进行整流滤波，输出多路直流电，其输出的直流电的电压和电流可根据实际情况进行设置，这里不作具体限定。
在本实施例中，交互自动控制装置100还包括与处理模块110连接的接口模块164。接口模块164可以包括按键接口、显示接口、IC卡接口、语音信号接口(I2S语音接口)、图像信号接口(比如，LVDS显示接口)、网络接口(比如，以太网接口、USB接口等)、A/B机切换接口中的至少一种，可以用于远程模拟信号及采集信号。基于此，维护人员可以利用接口模块164提高交互自动控制装置100的拓展性能。
可理解地，当需要远程操作或调试DMI时，管理人员利用用户终端200发送远程控制指令，通过服务器300传输至交互自动控制系统10的通信模块140，处理模块110可以从通信模块140获取到的控制指令，并根据控制指令执行相应的操作，例如对DMI进行调试、对DMI采集的数据进行查询等操作。此时，通道切换模块150在处理模块110的控制下，将DMI内部各信号接口切换至远程操作通道，同时切换各信号接口与本地操作通道的连接。
在本实施例中，交互自动控制装置100还可以包括信号模拟模块。该信号模拟模块可以包括A/B机切换信号模拟子模块、按键信号模拟子模块、IC卡信号模拟子模块等。信号模拟模块接收到处理模块110基于用户终端200发送的模拟信号指令后，信号模拟模块将向DMI各信号接口输出相应信号。
例如，用户终端200发送相应的按键操作指令，依次经由服务器300、通信模块140发送处理模块110。处理模块110在接收到指令后，控制信号模拟模块模拟输出相应的按键信息至DMI按键板、模拟输出IC卡数据至DMIIC卡板、模拟输出A/B机切换数据至A/B机切换板。同时信号采集模块130可以采集DMI内部LVDS接口信号(图像信号)和I2S语音接口信号(语音信号)，并将采集到的图像和声音信号通过网络接口发送至通信模块140，通信模块140再将图像和声音信号通过服务器300传送给用户终端200，从而实现用户终端200的远程操作和监控。
综上所述，本发明提供一种交互自动控制装置及系统。该交互自动控制装置包括显示器、处理模块、信号采集模块、通道切换模块及通信模块。其中，信号采集模块和通道切换模块均与显示器连接；信号采集模块还与处理模块连接，用于采集显示器输出的语音信号和/或图像信号；通道切换模块与通信模块均与处理模块连接；通道切换模块设置于显示器的信号接口电路上，且通道切换模块的控制端与处理模块连接。本方案利用通信模块，可以实现远程控制操作；利用通道切换模块，可以实现远程与现场的控制切换，便于维护人员进行运维操作，有助于降低运维人力成本，提高运维效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种交互自动控制装置，其特征在于，包括：
显示器；
均与所述显示器连接的信号采集模块和通道切换模块；
与所述通道切换模块连接的处理模块；
与所述处理模块连接的用于采集所述显示器输出的语音信号和/或图像信号的信号采集模块；
与所述处理模块连接的通信模块，其中，所述通道切换模块设置于所述显示器的信号接口电路上，且所述通道切换模块的控制端与所述处理模块连接。
2.根据权利要求1所述的交互自动控制装置，其特征在于，所述通道切换模块包括继电器及通道切换芯片，所述继电器及通道切换芯片设置于所述显示器的信号接口电路上，且所述继电器及通道切换芯片的控制端与所述处理模块连接。
3.根据权利要求1所述的交互自动控制装置，其特征在于，所述信号采集模块包括用于采集所述语音信号的语音采集单元，和/或，用于采集所述图像信号的图像采集单元。
4.根据权利要求1所述的交互自动控制装置，其特征在于，所述交互自动控制装置还包括与所述处理模块连接的输入模块。
5.根据权利要求1所述的交互自动控制装置，其特征在于，所述交互自动控制装置还包括与所述处理模块连接的电源模块。
6.根据权利要求5所述的交互自动控制装置，其特征在于，所述交互自动控制装置还包括与所述电源模块连接的电源转换模块。
7.根据权利要求1所述的交互自动控制装置，其特征在于，所述交互自动控制装置还包括与所述处理模块连接的接口模块。
8.根据权利要求7所述的交互自动控制装置，其特征在于，所述接口模块包括按键接口、显示接口、IC卡接口、语音信号接口中的至少一种。
9.一种交互自动控制系统，其特征在于，包括用户终端及如权利要求1-8中任意一项所述的交互自动控制装置，所述用户终端与所述交互自动控制装置通信连接。
10.根据权利要求9所述的交互自动控制系统，其特征在于，所述系统还包括服务器，所述用户终端经由所述服务器与所述交互自动控制装置通信连接。
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