CN109436024A - 一种轨道电路信息解码板 - Google Patents
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Abstract
一种轨道电路信息解码板，属于轨道电路信息解码领域。解决了传统的轨道电路信息解码板解码结果安全性低的问题。包括两路相互独立的解码通道及上述两路通道之间的数据交换单元；两路相互独立的解码通道用于对接收的钢轨上传输的轨道电路信号进行解码，并通过数据交换单元对第一解码通道和第二解码通道的解码结果进行数据交换；第一解码通道，用于将其自身的解码结果与第二解码通道的解码结果进行比较，比较结果相同后，输出其自身的解码结果和控制信息，第二解码通道，用于将其自身的解码结果与第一解码通道的解码结果进行比较，比较结果相同后，输出其自身的解码结果和控制信息。主要用于对铁道电信号进行解码。
Description
技术领域
本发明属于轨道电路信息解码领域。
背景技术
轨道电路信息接收设备，如机车信号车载系统设备、轨道电路信息接收单元(STM)和轨道电路信息读取器(TCR)等，安装在机车上，通过接收线圈接收在钢轨上传输的轨道电路信号，采样、译码后把列车运行前方地面信号的显示状态复示到机车驾驶室，同时向后级列车超速防护设备提供信号来源。轨道电路信息接收设备是确保行车安全，实现车上自动报警、自动停车，提高行车效率的列车运行控制系统关键车载技术装备。
轨道电路信息解码板作为轨道电路信息接收设备的核心部件，主要功能是对轨道电路信号采样、译码、控制输出和检查反馈输入。轨道电路信息解码板解码结果的正确与否关系到行车安全，因此，设计安全可靠的轨道电路信息解码板至关重要。
发明内容
本发明是为了解决传统的轨道电路信息解码板解码结果安全性低的问题，本发明提供了一种轨道电路信息解码板。
一种轨道电路信息解码板，包括两路相互独立的解码通道及上述两路通道之间的数据交换单元；
两路相互独立的解码通道分别定义为第一解码通道和第二解码通道；
两路相互独立的解码通道用于对接收的钢轨上传输的轨道电路信号进行解码，并通过数据交换单元对第一解码通道和第二解码通道的解码结果进行数据交换；
第一解码通道，用于将其自身的解码结果与第二解码通道的解码结果进行比较，比较结果相同后，输出其自身的解码结果和控制信息，
第二解码通道，用于将其自身的解码结果与第一解码通道的解码结果进行比较，比较结果相同后，输出其自身的解码结果和控制信息。
优选的是，第一解码通道包括第一供电单元、第一采样单元、第一解码控制单元和第一输入输出单元；
第一供电单元用于对第一采样单元、第一解码控制单元和第一输入输出单元进行供电；
第一采样单元用于采集钢轨上传输的轨道电路信号，第一采样单元的采样信号输入输出端与第一解码控制单元的采样信号输入输出端连接，第一解码控制单元的数据信号输入输出端与数据交换单元的第一数据输入输出端连接，第一解码控制单元的解码及控制信号输入输出端与第一输入输出单元的数据信号输入输出端连接，第一输入输出单元用于对输入或输出的数据进行电平转换；
第二解码通道包括第二供电单元、第二采样单元、第二解码控制单元和第二输入输出单元；
第二供电单元用于对第二采样单元、第二解码控制单元和第二输入输出单元进行供电；
第二采样单元用于采集钢轨上传输的轨道电路信号，第二采样单元的采样信号输入输出端与第二解码控制单元的采样信号输入输出端连接，第二解码控制单元的数据信号输入输出端与数据交换单元的第二数据输入输出端连接，第二解码控制单元的解码信号输入输出端与第二输入输出单元的数据信号输入输出端连接，第二输入输出单元用于对输入或输出的数据进行电平转换。
优选的是，所述第一采样单元和第二采样单元的结构相同，且均采用TLV320AIC10型编解码芯片、电容C1和电容C2实现；
钢轨上传输的轨道电路信号经电容C1和电容C2耦合至TLV320AIC10型编解码芯片的模拟信号输入接口INP和INM；
TLV320AIC10型编解码芯片对钢轨上传输的轨道电路信号采样后的采样数据，通过McBSP接口送至相应的解码控制单元。
优选的是，第一解码控制单元采用一号TMS320F28335型微控制器和一号静态RAM实现；
一号TMS320F28335型微控制器通过McBSP接口接收第一采样单元获取的轨道电路信号，并对其信号解码，获得解码结果，该解码结果与通过数据交换单元传输至第一解码控制单元的第二解码控制单元的解码结果进行比较，比较结果相同后通过第一输入输出单元输出第一解码控制单元的解码结果和控制信息；
一号静态RAM用于对一号TMS320F28335型微控制器在解码及控制过程中的数据进行缓存。
优选的是，第二解码控制单元包括二号TMS320F28335型微控制器和二号静态RAM实现；
二号TMS320F28335型微控制器通过McBSP接口接收第二采样单元获取的轨道电路信号，并对其信号解码，并将其获得的解码结果与通过数据交换单元传输至第二解码控制单元的第一解码控制单元的解码结果进行比较，比较结果相同后，通过第二输入输出单元输出第二解码控制单元的解码结果；
二号静态RAM用于对二号TMS320F28335型微控制器在解码过程中的数据进行缓存。
优选的是，数据交换单元采用串行通信接口或者双口RAM实现。
优选的是，第一输入输出单元和第二输入输出单元均采用SN74ALVC164245型电平转换收发器实现。
优选的是，第一输入输出单元的输出方式为串口和/或并口输出，第二输入输出单元的输出方式为串口和/或并口输出。
本发明带来的有益效果是，
1)具有两路相互独立的解码通道，且两路解码通道的解码结果相互比较，比较一致后才由第一解码通道控制输出，保障了译码安全，从而保证了译码的准确性。
2)第一解码控制单元和第二解码控制单元主要分别由一片微控制器TMS320F28335和一片静态RAM组成。微控制器TMS320F28335高度集成了浮点运算单元、32×32乘法累加器、双CAN通信接口等功能模块，最高150MHz运行频率，该控制器的使用保障了产品的可靠性；
3)第一采样单元和第二采样单元主要分别由一片编解码芯片TLV320AIC10组成。钢轨上传输的轨道电路信号，频率为25Hz～2600Hz，处于音频范围内。编解码芯片TLV320AIC10是过采样Σ-Δ型16位A/D和D/A接口芯片，内部具有可编程的FIR滤波器、可编程增益放大器(PGA)等，非常适用于音频范围的信号采样，尤其该芯片具有McBSP接口，可与TMS320F28335直接连接，结构简单，采样精度高和传输准确，保障了解码的安全可靠。
附图说明
图1为本发明所述一种轨道电路信息解码板的原理示意图；
图2为第一采样单元或第二采样单元的电路原理图；
图3为第一解码控制单元的电路原理图；
图4为第二解码控制单元的电路原理图；
图5为具体实施方式七中第一或第二输入输出单元的原理示意图。
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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
具体实施方式一：参见图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种轨道电路信息解码板，包括两路相互独立的解码通道及上述两路通道之间的数据交换单元3；
两路相互独立的解码通道分别定义为第一解码通道1和第二解码通道2；
两路相互独立的解码通道用于对接收的钢轨上传输的轨道电路信号进行解码，并通过数据交换单元3对第一解码通道1和第二解码通道2的解码结果进行数据交换；
第一解码通道1，用于将其自身的解码结果与第二解码通道2的解码结果进行比较，比较结果相同后，输出其自身的解码结果和控制信息，
第二解码通道2，用于将其自身的解码结果与第一解码通道1的解码结果进行比较，比较结果相同后，输出其自身的解码结果和控制信息。
本实施方式中，一种轨道电路信息解码板具有两路相互独立的解码通道，且两路解码通道的解码结果相互比较，比较一致后才由第一解码通道1控制输出，保障了译码安全，从而保证了译码的准确性。
具体实施方式二：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种轨道电路信息解码板的区别在于，第一解码通道1包括第一供电单元1-1、第一采样单元1-2、第一解码控制单元1-3和第一输入输出单元1-4；
第一供电单元1-1用于对第一采样单元1-2、第一解码控制单元1-3和第一输入输出单元1-4进行供电；
第一采样单元1-2用于采集钢轨上传输的轨道电路信号，第一采样单元1-2的采样信号输入输出端与第一解码控制单元1-3的采样信号输入输出端连接，第一解码控制单元1-3的数据信号输入输出端与数据交换单元3的第一数据输入输出端连接，第一解码控制单元1-3的解码及控制信号输入输出端与第一输入输出单元1-4的数据信号输入输出端连接，第一输入输出单元1-4用于对输入或输出的数据进行电平转换；
第二解码通道2包括第二供电单元2-1、第二采样单元2-2、第二解码控制单元2-3和第二输入输出单元2-4；
第二供电单元2-1用于对第二采样单元2-2、第二解码控制单元2-3和第二输入输出单元2-4进行供电；
第二采样单元2-2用于采集钢轨上传输的轨道电路信号，第二采样单元2-2的采样信号输入输出端与第二解码控制单元2-3的采样信号输入输出端连接，第二解码控制单元2-3的数据信号输入输出端与数据交换单元3的第二数据输入输出端连接，第二解码控制单元2-3的解码信号输入输出端与第二输入输出单元2-4的数据信号输入输出端连接，第二输入输出单元2-4用于对输入或输出的数据进行电平转换。
具体实施方式三：参见图1和图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式二所述的一种轨道电路信息解码板的区别在于，所述第一采样单元1-2和第二采样单元2-2的结构相同，且均采用TLV320AIC10型编解码芯片、电容C1和电容C2实现；
钢轨上传输的轨道电路信号经电容C1和电容C2耦合至TLV320AIC10型编解码芯片的模拟信号输入接口INP和INM；
TLV320AIC10型编解码芯片对钢轨上传输的轨道电路信号采样后的采样数据，通过McBSP接口送至相应的解码控制单元。
本实施方式中，第一采样单元和第二采样单元主要由一片编解码芯片TLV320AIC10实现。钢轨上传输的轨道电路信号，频率为25Hz～2600Hz，处于音频范围内。TLV320AIC10型编解码芯片是过采样Σ-Δ型16位A/D和D/A接口芯片，内部具有可编程的FIR滤波器、可编程增益放大器(PGA)等，非常适用于音频范围的信号采样。
具体实施方式四：参见图1至图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式二或三所述的一种轨道电路信息解码板的区别在于，
第一解码控制单元1-3采用一号TMS320F28335型微控制器和一号静态RAM实现；
一号TMS320F28335型微控制器通过McBSP接口接收第一采样单元1-2获取的轨道电路信号，并对其信号解码，获得解码结果，该解码结果与通过数据交换单元3传输至第一解码控制单元1-3的第二解码控制单元2-3的解码结果进行比较，比较结果相同后通过第一输入输出单元1-4输出第一解码控制单元1-3的解码结果和控制信息；
一号静态RAM用于对一号TMS320F28335型微控制器在解码及控制过程中的数据进行缓存。
本实施方式中，TMS320F28335型微控制器高度集成了浮点运算单元、32×32乘法累加器、双CAN通信接口等功能模块，最高150MHz运行频率，该控制器的使用保障了产品的可靠性。
TLV320AIC10型编解码芯片具有McBSP接口，可与TMS320F28335直接连接，结构简单，采样精度高和传输准确，保障了解码的安全可靠。
TMS320F28335型微控制器也通过McBSP接口对TLV320AIC10型编解码芯片进行参数配置和控制。
具体实施方式五：参见图1至图4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式二或三所述的一种轨道电路信息解码板的区别在于，
第二解码控制单元2-3包括二号TMS320F28335型微控制器和二号静态RAM实现；
二号TMS320F28335型微控制器通过McBSP接口接收第二采样单元2-2获取的轨道电路信号，并对其信号解码，并将其获得的解码结果与通过数据交换单元3传输至第二解码控制单元2-3的第一解码控制单元1-3的解码结果进行比较，比较结果相同后，通过第二输入输出单元2-4输出第二解码控制单元2-3的解码结果；
二号静态RAM用于对二号TMS320F28335型微控制器在解码过程中的数据进行缓存。
本实施方式中，TMS320F28335型微控制器高度集成了浮点运算单元、32×32乘法累加器、双CAN通信接口等功能模块，最高150MHz运行频率，该控制器的使用保障了产品的可靠性。
TLV320AIC10型编解码芯片具有McBSP接口，可与TMS320F28335直接连接，结构简单，采样精度高和传输准确，保障了解码的安全可靠。
TMS320F28335型微控制器也通过McBSP接口对TLV320AIC10型编解码芯片进行参数配置和控制。
具体实施方式六：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种轨道电路信息解码板的区别在于，数据交换单元3采用串行通信接口或者双口RAM实现。
具体实施方式七：参见图1至图5说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式二所述的一种轨道电路信息解码板的区别在于，第一输入输出单元1-4和第二输入输出单元2-4均采用SN74ALVC164245型电平转换收发器实现。
本实施方式中，参见图5，输入输出单元用于解码板3.3V地址总线、数据总线和控制信号和外部电路需要的5V地址总线、数据总线和控制信号的电平转换。
具体实施方式八：参见图1至图5说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式二所述的一种轨道电路信息解码板的区别在于，第一输入输出单元1-4的输出方式为串口和/或并口输出，第二输入输出单元2-4的输出方式为串口和/或并口输出。
本实施方式中，第一输入输出单元1-4的输出的信号可串口输出、也可并口输出或串口与并口同时输出；第二输入输出单元2-4的输出的信号可串口输出、也可并口输出或串口与并口同时输出。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其它的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例。
Claims (8)
1.一种轨道电路信息解码板，其特征在于，包括两路相互独立的解码通道及上述两路通道之间的数据交换单元(3)；
两路相互独立的解码通道分别定义为第一解码通道(1)和第二解码通道(2)；
两路相互独立的解码通道用于对接收的钢轨上传输的轨道电路信号进行解码，并通过数据交换单元(3)对第一解码通道(1)和第二解码通道(2)的解码结果进行数据交换；
第一解码通道(1)，用于将其自身的解码结果与第二解码通道(2)的解码结果进行比较，比较结果相同后，输出其自身的解码结果和控制信息，
第二解码通道(2)，用于将其自身的解码结果与第一解码通道(1)的解码结果进行比较，比较结果相同后，输出其自身的解码结果和控制信息。
2.根据权利要求1所述的一种轨道电路信息解码板，其特征在于，第一解码通道(1)包括第一供电单元(1-1)、第一采样单元(1-2)、第一解码控制单元(1-3)和第一输入输出单元(1-4)；
第一供电单元(1-1)用于对第一采样单元(1-2)、第一解码控制单元(1-3)和第一输入输出单元(1-4)进行供电；
第一采样单元(1-2)用于采集钢轨上传输的轨道电路信号，第一采样单元(1-2)的采样信号输入输出端与第一解码控制单元(1-3)的采样信号输入输出端连接，第一解码控制单元(1-3)的数据信号输入输出端与数据交换单元(3)的第一数据输入输出端连接，第一解码控制单元(1-3)的解码及控制信号输入输出端与第一输入输出单元(1-4)的数据信号输入输出端连接，第一输入输出单元(1-4)用于对输入或输出的数据进行电平转换；
第二解码通道(2)包括第二供电单元(2-1)、第二采样单元(2-2)、第二解码控制单元(2-3)和第二输入输出单元(2-4)；
第二供电单元(2-1)用于对第二采样单元(2-2)、第二解码控制单元(2-3)和第二输入输出单元(2-4)进行供电；
第二采样单元(2-2)用于采集钢轨上传输的轨道电路信号，第二采样单元(2-2)的采样信号输入输出端与第二解码控制单元(2-3)的采样信号输入输出端连接，第二解码控制单元(2-3)的数据信号输入输出端与数据交换单元(3)的第二数据输入输出端连接，第二解码控制单元(2-3)的解码信号输入输出端与第二输入输出单元(2-4)的数据信号输入输出端连接，第二输入输出单元(2-4)用于对输入或输出的数据进行电平转换。
3.根据权利要求2所述的一种轨道电路信息解码板，其特征在于，所述第一采样单元(1-2)和第二采样单元(2-2)的结构相同，且均采用TLV320AIC10型编解码芯片、电容C1和电容C2实现；
钢轨上传输的轨道电路信号经电容C1和电容C2耦合至TLV320AIC10型编解码芯片的模拟信号输入接口INP和INM；
TLV320AIC10型编解码芯片对钢轨上传输的轨道电路信号采样后的采样数据，通过McBSP接口送至相应的解码控制单元。
4.根据权利要求2或3所述的一种轨道电路信息解码板，其特征在于，第一解码控制单元(1-3)采用一号TMS320F28335型微控制器和一号静态RAM实现；
一号TMS320F28335型微控制器通过McBSP接口接收第一采样单元(1-2)获取的轨道电路信号，并对其信号解码，获得解码结果，该解码结果与通过数据交换单元(3)传输至第一解码控制单元(1-3)的第二解码控制单元(2-3)的解码结果进行比较，比较结果相同后通过第一输入输出单元(1-4)输出第一解码控制单元(1-3)的解码结果和控制信息；
一号静态RAM用于对一号TMS320F28335型微控制器在解码及控制过程中的数据进行缓存。
5.根据权利要求2或3所述的一种轨道电路信息解码板，其特征在于，第二解码控制单元(2-3)包括二号TMS320F28335型微控制器和二号静态RAM实现；
二号TMS320F28335型微控制器通过McBSP接口接收第二采样单元(2-2)获取的轨道电路信号，并对其信号解码，并将其获得的解码结果与通过数据交换单元(3)传输至第二解码控制单元(2-3)的第一解码控制单元(1-3)的解码结果进行比较，比较结果相同后，通过第二输入输出单元(2-4)输出第二解码控制单元(2-3)的解码结果；
二号静态RAM用于对二号TMS320F28335型微控制器在解码过程中的数据进行缓存。
6.根据权利要求1所述的一种轨道电路信息解码板，其特征在于，数据交换单元(3)采用串行通信接口或者双口RAM实现。
7.根据权利要求2所述的一种轨道电路信息解码板，其特征在于，第一输入输出单元(1-4)和第二输入输出单元(2-4)均采用SN74ALVC164245型电平转换收发器实现。
8.根据权利要求2所述的一种轨道电路信息解码板，其特征在于，第一输入输出单元(1-4)的输出方式为串口和/或并口输出，第二输入输出单元(2-4)的输出方式为串口和/或并口输出。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |