CN109774742B - 一种基于Linux平台的列车广播连挂控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于Linux平台的列车广播连挂控制器，包括控制器本体和设置于控制器本体内的嵌入式处理器、音频处理器和网络通信模块，嵌入式处理器内运行有基于Linux平台的列车广播连挂控制程序，列车广播连挂控制程序执行的操作包括：在所述控制器启动后，对系统资源进行合法性检验；实时监测是否触发连挂信号，并响应所述连挂信号，调用所述音频处理器实现音频采集、回声消除处理与播放，响应所述连挂信号包括：控制发生连挂的两列列车的四个司机端间的通话链路连接；在发生异常情况下进行自动修复，同时上传自恢复告警；在网络发生故障时将工作模式由数字模式切换至模拟模式。与现有技术相比，本发明具有可靠性和稳定性高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及列车广播技术领域，尤其是涉及一种基于Linux平台的列车广播连挂控制器。
背景技术
随着轨道交通的发展，越来越多的系统采用数字化系统，列车广播系统也不例外。目前地铁具备4编组、6编组和8编组等，当列车出现故障时，我们需要进行救援操作。在列车救援模式下，需要实现列车连挂口播和对讲。
传统的模拟系统，在连挂救援时，无法实现四个司机室全双工对讲，只能实现点对点的半双工对讲。现代化数字系统基本上只能实现两个司机进行对讲，无法实现四个司机通话讲话，有必要对现有列车广播连挂控制器进行改进。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于Linux平台的列车广播连挂控制器。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于Linux平台的列车广播连挂控制器，包括控制器本体和设置于控制器本体内的嵌入式处理器、音频处理器和网络通信模块，所述嵌入式处理器内运行有基于Linux平台的列车广播连挂控制程序，所述列车广播连挂控制程序执行的操作包括：
在所述控制器启动后，对系统资源进行合法性检验，并上传自检验结果；
实时监测是否触发连挂信号，并响应所述连挂信号，调用所述音频处理器实现音频采集、回声消除处理与播放，响应所述连挂信号包括：控制发生连挂的两列列车的四个司机端间的通话链路连接；
实时监测控制器工作状态，在发生异常情况下进行自动修复，同时上传自恢复告警；
实时监测网络通信模块的状态，在网络发生故障时将工作模式由数字模式切换至模拟模式。
进一步地，响应所述连挂信号还包括：
获取配置信息，根据配置信息调用音频处理器进行数字连挂口播或者模拟连挂口播。
进一步地，在调用所述音频处理器进行音频采集时，采用音频叠加算法对音频信号进行处理。
进一步地，所述嵌入式处理器为内存1G、主频1GHz、通信最小周期小于1ms的处理器。
进一步地，所述异常情况包括主机异常、应用软件输入异常、内存异常、声卡异常、存储器异常和/或外部接口异常。
进一步地，所述控制器本体上设有外部状态指示灯。
进一步地，所述列车广播连挂控制程序执行的操作还包括：
响应所述连挂信号后，对控制器进行复位操作。
进一步地，所述音频处理器的语言传输指数>0.5。
与现有技术相比，本发明具有以如下有益效果：
一、功能性：本发明可对连挂信号进行响应，实现四个司机端间的通话链路连接，同时还具备传统模式系统兼容功能。
二、可靠性：本发明基于Linux平台实现，降低维护能力要求，采用低功耗设计，具备长时间可靠性运行。具备实时运行稳定监测，在稳定异常情况主动降频，从而确保设备正常，系统降频后也能满足产品需求。本系统具备模拟和数字双备份冗余功能，大大提高产品的可靠性。
三、时效性：本发明嵌入式处理器采用内存1G，主频1GHz，百兆以太网接口，系统通信最小周期小于1ms，大大小于人类可以识别出的最小时间。
四、高质性：本发明具备数字对讲回声消除，提升回声消除性能，在全双工讲话的同时，无回声。本发明具备数字采集与播放增益控制功能，数字系统具有高音质对讲音频采集与播放，提高音频播放效果。
五、稳定性：本发明具备多级异常监测、异常处理机制；对于系统异常、应用软件异常、外部接口异常等可以实时进行监测，并且执行响应的应急措施；本发明采用了模拟和数字双系统，在系统网络出现故障的情况下，自动由数字系统切换到模拟进行正常工作。
附图说明
图1为本发明的工作原理示意图；
图2为本发明的结构示意图。
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。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本实施例提供一种基于Linux平台的列车广播连挂控制器，包括控制器本体和设置于控制器本体内的嵌入式处理器、音频处理器和网络通信模块，嵌入式处理器为内存1G、主频1GHz、通信最小周期小于1ms的处理器。本实施例中，嵌入式处理器采用FreescaleImx6S作为主控芯片，Yocto作为文件系统，Linux 3.0作为操作系统。嵌入式处理器具有用于缓存信息的共享缓存区。
网络通信模块主要通过TCP/IP协议族与其他设备进行Socket通信，具备独立的MAC地址；网卡具备自适应功能，可以高效的完成相应信息与数据的传输。
嵌入式处理器内运行有基于Linux平台的列车广播连挂控制程序，采用多进程的控制方式，可以同时处理多个不同的任务，如图1所示。列车广播连挂控制程序执行的操作包括：
1)在控制器启动后，对系统资源进行合法性检验，并上传自检验结果。列车连挂控制器主要使用存储器(录音等)、网卡、声卡和IO通信，可实时对上述部件进行自诊断检查。
2)实时监测是否触发连挂信号，并响应连挂信号，调用音频处理器实现音频采集、回声消除处理与播放，响应连挂信号包括：控制发生连挂的两列列车的四个司机端间的通话链路连接。在调用所述音频处理器进行音频采集时，采用音频叠加算法对音频信号进行处理，以提高讲话内容清晰度。
响应连挂信号还包括：获取配置信息，根据配置信息调用音频处理器进行数字连挂口播或者模拟连挂口播，实现数字和模拟的兼容连挂，在模拟量化时，音频增益可以自动调节，保证连挂口播声音清晰明了，音量可以调节，无回声；录音可以保持在设备内部，具备1G的录保存空间。
调用音频处理器实现音频采集、回声消除处理与播放，在全双工对讲时，实现自动回声消除功能。音频处理器的语言传输指数>0.5。
音频处理器包括声卡和回声消除芯片，本实施例中，声卡采用WM8994，回声消除采用FM1288，两块芯片进行有效的组合，从而来实现全双工对讲以及回声消除。
3)实时监测控制器工作状态，在发生异常情况下进行自动修复，同时上传自恢复告警。异常情况包括主机异常、应用软件输入异常、内存异常、声卡异常、存储器异常和/或外部接口异常。
4)实时监测网络通信模块的状态，在网络发生故障时将工作模式由数字模式切换至模拟模式。
控制器本体上设有外部状态指示灯，可以指示电源状态、请求状态或者接通状态等。
5)列车广播连挂控制程序执行的操作还包括：响应连挂信号后，对控制器进行复位操作，无需司机其他操作。
6)读取系统数据库等配置文件，根据其模块的触发信号来进行一些业务逻辑操作，从而实现设备功能。
如图2所示为本发明嵌入式处理器的接口结构示意图，包括通信接口、存储接口、系统接口和人机接口，所述通信接口包括以太网接口、USB接口、CAN接口、IIS接口、I2S接口和UART接口，所述存储接口包括SD卡接口和EMMS接口，所述系统接口包括总线、外部中断、BOOT、GPIO、PWM、RTC和DEBUG，所述人机接口包括音频接口和按钮接口。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (4)
1.一种基于Linux平台的列车广播连挂控制器，其特征在于，包括控制器本体和设置于控制器本体内的嵌入式处理器、音频处理器和网络通信模块，所述嵌入式处理器内运行有基于Linux平台的列车广播连挂控制程序，采用多进程的控制方式，同时处理多个不同的任务，所述列车广播连挂控制程序执行的操作包括：
在所述控制器启动后，对系统资源进行合法性检验，并上传自检验结果；
实时监测是否触发连挂信号，并响应所述连挂信号，调用所述音频处理器实现音频采集、回声消除处理与播放，响应所述连挂信号包括：控制发生连挂的两列列车的四个司机端间的通话链路连接；在调用所述音频处理器进行音频采集时，采用音频叠加算法对音频信号进行处理，以提高讲话内容清晰度；响应连挂信号还包括：获取配置信息，根据配置信息调用音频处理器进行数字连挂口播或者模拟连挂口播，实现数字和模拟的兼容连挂，在模拟量化时，音频增益自动调节，保证连挂口播声音清晰明了；
实时监测控制器工作状态，在发生异常情况下进行自动修复，同时上传自恢复告警；所述异常情况包括主机异常、应用软件输入异常、内存异常、声卡异常、存储器异常和外部接口异常；
实时监测网络通信模块的状态，在网络发生故障时将工作模式由数字模式切换至模拟模式；
列车广播连挂控制程序执行的操作还包括：响应连挂信号后，对控制器进行复位操作，无需司机其他操作；
读取系统数据库配置文件，根据其模块的触发信号来进行一些业务逻辑操作，从而实现设备功能。
2.根据权利要求1所述的基于Linux平台的列车广播连挂控制器，其特征在于，所述嵌入式处理器为内存1G、主频1GHz及通信最小周期小于1ms的处理器。
3.根据权利要求1所述的基于Linux平台的列车广播连挂控制器，其特征在于，所述控制器本体上设有外部状态指示灯。
4.根据权利要求1所述的基于Linux平台的列车广播连挂控制器，其特征在于，所述音频处理器的语言传输指数> 0.5。
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Denomination of invention: A train broadcast coupling controller based on Linux platform Effective date of registration: 20210927 Granted publication date: 20200724 Pledgee: Bank of Communications Ltd. Shanghai Xuhui sub branch Pledgor: SHANGHAI MISSION INFORMTION TECHNOLOGIES Co.,Ltd. Registration number: Y2021310000084 |
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