CN110620821A - 一种轨道交通用宽带数据传输模块及实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轨道交通用宽带数据传输模块及实现方法，该模块电路包括采用型号为AM3715的MPU、型号为EM350的LTE模块、型号为TPS65930的电源管理芯片、型号为MT29C4G96MA的存储芯片、SD卡接口设备、型号为MAX3232的串口模块、液晶显示器、型号为DM900的行车记录仪。通过改进现有技术数据传输电路结构，采用LTE模块的措施来解决数据带宽的技术问题，从而实现以视频方式传输大数据；视频方式上报调度中心、维修组，及时得到专业指导，避免语音描述带来的歧义。既可单独使用，传输并处理宽带数据，又能外接操作设备和显示设备，改变了现有技术的单一语音业务的不足。

Description

一种轨道交通用宽带数据传输模块及实现方法
技术领域
本发明涉及轨道交通数据传输技术，特别涉及一种与轨道交通用宽带数据传输业务相关的轨道交通用宽带数据传输模块及实现方法。
背景技术
安全是轨道交通运输的永恒主题，不仅影响着运营企业本身的生产效率和经济效益，也对社会稳定和经济发展造成重大影响。为满足安全需求和传输各种复杂数据的需要，在司机与控制中心和各站台之间，各站台站务人员和机车、控制中心之间建立大数据通道，传输视频、图像等信息非常有必要。
以往的轨道交通用数据传输电路采用的是TETRA窄带通道传输数据，这种电路结构的缺点和不足是：传输的速率低，带宽较窄，只能满足少量的数据业务和语音传输。由于传带宽较低的不足，所以窄带数据传输大数据时不能满足目前视频业务的需求，急需解决技术问题是增加带宽来提升传输速率。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足，针对轨道交通数传领域大数据量的视频业务，通信带宽需要增加,以此方案解决带宽提升后的技术问题，特别提供一种轨道交通用宽带数据传输模块及实现方法。通过改进现有技术数据传输电路结构，采用LTE模块的措施来解决数据带宽的技术问题，从而实现以视频方式传输大数据。
本发明是通过这样的技术方案实现的：一种轨道交通用宽带数据传输模块，其特征在于，模块电路包括采用型号为AM3715的MPU、型号为EM350的LTE模块、型号为TPS65930的电源管理芯片、型号为MT29C4G96MA的存储芯片、SD卡接口设备、型号为MAX3232的串口模块、液晶显示器、型号为DM900的行车记录仪。
其中，AM3715 MPU通过Disable端口、Reset端口、350_INT端口、Wake端口连接EM350 LTE模块；AM3715 MPU通过IIC总线、MCBSP2总线、NRESWARM端口、NRESPWRON端口、32KCLKOUT端口、HFCLKOUT端口连接TPS65930电源管理芯片；AM3715 MPU通过32位SDRC地址线、14位SDRC数据线、SDRC时钟控制线端口连接MT29C4G96MA存储芯片中的NAND闪存，又通过16位GPMC数据线、GPMC控制线端口连接MT29C4G96MA存储芯片中的移动LPDRAM；AM3715MPU通过数据线、MMC1_CLK端口、MMC1_CD端口连接SD卡接口设备；AM3715 MPU通过串口1连接MAX3232串口模块，MAX3232串口模块连接调试串口；AM3715 MPU通过液晶数据线、SPI总线、时钟控制线端口连接液晶显示器；AM3715 MPU通过数据线、控制线连接行车记录仪DM900；行车记录仪DM900外接网络变压器；AM3715 MPU通过TDA_MODE端口连接音频电路。
所述TPS65930电源管理芯片通过OTG_VBUS端口、OTG_P端口、OTG_N端口、OTG_ID端口连接OTG，OTG用于外接USB设备；TPS65930电源管理芯片又通过Wake端口连接EM350 LTE模块；TPS65930电源管理芯片又通过USB数据线、USB时钟控制线连接USB芯片。
所述EM350 LTE模块连接SIM卡；又通过USB数据线UD_P端口、UD_N端口连接USB芯片；又通过音频MIC、SPK输入输出线连接音频电路；音频电路与TPS65930电源管理芯片连接。
一种轨道交通用宽带数据传输模块的实现方法，其特征在于，首先对是否已经创建数据库进行判断，如果不是，则先创建数据库，然后进入读取配置文件信息，如果是，则直接进入读取配置文件信息，创建日志管理线程后进入日志管理，创建数据库管理线程后进入数据库读写管理，创建界面框架后进行界面管理，创建串口类对象1，打开串口1后进入调试输出设备状态信息，创建网口类对象，打开网口后进入DM900行车记录仪设备读写管理，创建GPIO类对象，设置外设控制IO后进入控制EM350 LTE模块读写管理，创建语音管理线程后进入语音管理线程，定时检测温度进入IIC温度检测，创建音频管理线程后进入音频管理，创建视频管理线程进入视频管理，定时检测电源电压，然后开启定时器，等待外部中断，设备持续运行。
本发明的有益效果是：通过改进现有技术数据传输电路结构，采用LTE模块的措施来解决数据带宽的技术问题，从而实现以视频方式传输大数据；采用本设计的视频方式上报调度中心、维修组，及时得到专业指导，避免语音描述带来的歧义。既可单独使用，传输并处理宽带数据，又能外接操作设备和显示设备，改变了现有技术的单一语音业务的不足。
附图说明
图1为本发明模块电路连接框图；
图2为本发明实现方法流程图。
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对本发明作进一步说明。
如图1所示，模块电路包括采用型号为AM3715的MPU、型号为EM350的LTE模块、型号为TPS65930的电源管理芯片、型号为MT29C4G96MA的存储芯片、SD卡接口设备、型号为MAX3232的串口模块、液晶显示器、型号为DM900的行车记录仪；其中，AM3715 MPU通过Disable端口、Reset端口、350_INT端口、Wake端口连接EM350 LTE模块；AM3715 MPU通过IIC总线、MCBSP2总线、NRESWARM端口、NRESPWRON端口、32KCLKOUT端口、HFCLKOUT端口连接TPS65930电源管理芯片；AM3715 MPU通过32位SDRC地址线、14位SDRC数据线、SDRC时钟控制线端口连接MT29C4G96MA存储芯片中的NAND闪存，又通过16位GPMC数据线、GPMC控制线端口连接MT29C4G96MA存储芯片中的移动LPDRAM；AM3715 MPU通过数据线、MMC1_CLK端口、MMC1_CD端口连接SD卡接口设备；AM3715 MPU通过串口1连接MAX3232串口模块，MAX3232串口模块连接调试串口（UART1）；AM3715 MPU通过液晶数据线、SPI总线、时钟控制线端口连接液晶显示器；AM3715 MPU通过数据线、控制线连接DM900行车记录仪；DM900行车记录仪外接网络变压器（HR911105）；AM3715 MPU通过TDA_MODE端口连接音频电路。
TPS65930电源管理芯片通过OTG_VBUS端口、OTG_P端口、OTG_N端口、OTG_ID端口连接OTG（USB On-The-Go），OTG用于外接USB设备；TPS65930电源管理芯片又通过Wake端口连接EM350 LTE模块；TPS65930电源管理芯片又通过USB数据线、USB时钟控制线连接USB芯片（USB3320）。
EM350 LTE模块连接SIM卡；又通过USB数据线UD_P端口、UD_N端口连接USB芯片；又通过音频MIC、SPK输入输出线连接音频电路；音频电路与TPS65930电源管理芯片连接。
DM900行车记录仪其主要特点有内置256M超大缓存内存、256Mhz超高性能CPU、最快60帧每秒的视频、170度极广角、最小机身。
HR911105内置网络变压器、状态显示灯和电阻网络，主要作用有：1.信号耦合，2.电气隔离，3.阻抗匹配，4.抑制杂讯，5.极性传递，HR911105网络变压器使用方便，节省板上面积.。
USB On-The-Go通常缩写为USB OTG，是USB2.0规格的补充标准。它支持USB设备，例如数字音频播放器或手机作为主机，允许USB闪存驱动器、鼠标或键盘与其连接。
NAND闪存是一种比硬盘驱动器更好的存储方案，这在不超过4GB的低容量应用中表现得犹为明显。随着人们持续追求功耗更低。
本发明设计原理：数据传输模块内部的EM350 LTE模块接收到无线数据信号传输给AM3715 MPU，AM3715 MPU解析相应的内容（如视频/音频等），然后在数据传输模块的液晶屏上显示，在数据传输模块的扬声器中播放音频。数据传输模块通过网口与DM900行车记录仪连接，接收音频、视频业务等信息，通过AM3715 MPU处理相应的内容后传输给EM350 LTE模块，再通过EM350 LTE模块传送到无线基站端。
如图2所示，本发明的实现方法是：首先对是否已经创建数据库进行判断，如果不是，则先创建数据库，然后进入读取配置文件信息，如果是，则直接进入读取配置文件信息，创建日志管理线程后进入日志管理，创建数据库管理线程后进入数据库读写管理，创建界面框架后进行界面管理，创建串口类对象1，打开串口1后进入调试输出设备状态信息，创建网口类对象，打开网口后进入DM900行车记录仪设备读写管理，创建GPIO类对象，设置外设控制IO后进入控制EM350 LTE模块读写管理，创建语音管理线程后进入语音管理线程，定时检测温度进入IIC温度检测，创建音频管理线程后进入音频管理，创建视频管理线程进入视频管理，定时检测电源电压，然后开启定时器，等待外部中断，设备持续运行。
本发明实现的主要功能：
1、可实现轨道交通业务高速数据传输，单用户吞吐量8Mbps（上行最大数据率），2Mbps(下行最大数据率)，可传输视频业务。
2.本方法主要依赖于专用TD-LTE网络，与公网技术指标有所区别。
3.模块大体分为EM350 LTE模块部分、AM3715 MPU部分、TPS65930电源管理芯片部分及对外接口部分。EM350 LTE模块部分主要进行呼叫处理和数据的传输功能；AM3715 MPU部分主要进行呼叫控制、数据存储及通信控制；电源TPS65930电源管理芯片部分主要是为AM3715 MPU部分提供电能以及唤醒控制。
4.模块提供对外NIC网络接口、USB接口和串口等通信及控制接口。
5.模块采用插板式结构，用于机车、站台综合通信设备的功能插板，具有插拔方便的特点。
6.模块具有完全兼容的接入TD-LTE专网的能力。
7.模块采用高性能MPU，可选配DSP芯片，不仅可以传输大数据信号，也可以对其进行各种分析和压缩处理、编解码处理。
8.本模块采用android操作系统，系统经过深度优化，稳定性极高。
本发明应用在通信设备上具有如下优点：
1.将本发明模块接入到机车、站台等通信设备上，此模块与设备间采用串口传输控制数据，USB接口或网口传输大数据。
2.模块可以为所接入设备提供高速传输通道，使设备具备接入LTE专网能力。
3.司机、乘务、站务等人员可以将遇到的隧道事故、设备故障等突发情况以视频方式上报调度中心、维修组等得到及时专业指导，避免语音描述带来的歧义。
4.此设备也可单独使用，传输并处理宽带数据，此时可按需要为模块外接操作设备和显示设备。

Claims (2)

1.一种轨道交通用宽带数据传输模块，其特征在于，模块电路包括采用型号为AM3715的MPU、型号为EM350的LTE模块、型号为TPS65930的电源管理芯片、型号为MT29C4G96MA的存储芯片、SD卡接口设备、型号为MAX3232的串口模块、液晶显示器、型号为DM900的行车记录仪；
其中，AM3715 MPU通过Disable端口、Reset端口、350_INT端口、Wake端口连接EM350LTE模块；AM3715 MPU通过IIC总线、MCBSP2总线、NRESWARM端口、NRESPWRON端口、32KCLKOUT端口、HFCLKOUT端口连接TPS65930电源管理芯片；AM3715 MPU通过32位SDRC地址线、14位SDRC数据线、SDRC时钟控制线端口连接MT29C4G96MA存储芯片中的NAND闪存，又通过16位GPMC数据线、GPMC控制线端口连接MT29C4G96MA存储芯片中的移动LPDRAM；AM3715 MPU通过数据线、MMC1_CLK端口、MMC1_CD端口连接SD卡接口设备；AM3715 MPU通过串口1连接MAX3232串口模块，MAX3232串口模块连接调试串口；AM3715 MPU通过液晶数据线、SPI总线、时钟控制线端口连接液晶显示器；AM3715 MPU通过数据线、控制线连接DM900行车记录仪；DM900行车记录仪外接网络变压器；AM3715 MPU通过TDA_MODE端口连接音频电路；
所述TPS65930电源管理芯片通过OTG_VBUS端口、OTG_P端口、OTG_N端口、OTG_ID端口连接OTG，OTG用于外接USB设备；TPS65930电源管理芯片又通过Wake端口连接EM350 LTE模块；TPS65930电源管理芯片又通过USB数据线、USB时钟控制线连接USB芯片；
所述EM350 LTE模块连接SIM卡；又通过USB数据线UD_P端口、UD_N端口连接USB芯片；又通过音频MIC、SPK输入输出线连接音频电路；音频电路与TPS65930电源管理芯片连接。
2.一种如权利要求1所述的轨道交通用宽带数据传输模块的实现方法，其特征在于，首先对是否已经创建数据库进行判断，如果不是，则先创建数据库，然后进入读取配置文件信息，如果是，则直接进入读取配置文件信息，创建日志管理线程后进入日志管理，创建数据库管理线程后进入数据库读写管理，创建界面框架后进行界面管理，创建串口类对象1，打开串口1后进入调试输出设备状态信息，创建网口类对象，打开网口后进入DM900行车记录仪设备读写管理，创建GPIO类对象，设置外设控制IO后进入控制EM350 LTE模块读写管理，创建语音管理线程后进入语音管理线程，定时检测温度进入IIC温度检测，创建音频管理线程后进入音频管理，创建视频管理线程进入视频管理，定时检测电源电压，然后开启定时器，等待外部中断，设备持续运行。
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