CN110808755A - 一种数模兼容列尾机车电台及其实现方法 - Google Patents

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赵华磊
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Abstract

本发明公开了一种数模兼容列尾机车电台及其实现方法，该电台包括电源滤波器、桥堆、电源模块、信道机和控制单元。通过电源滤波器、桥堆和电源模块对机车供电进行反接保护和电压转换；通过信道机进行450MHz模拟模式和400MHz数字模式列尾通信无线数据的接收和发送；通过控制单元对信道机进行控制管理，并与外部列调机车电台进行数据通信。本发明实现了列尾机车电台兼容450MHz模拟和400MHz数字两种模式的铁路列尾无线通信。

Description

一种数模兼容列尾机车电台及其实现方法
技术领域
本发明涉及机车电台，特别涉及一种兼容450MHz模拟和400MHz数字两种模式铁路列尾无线通信的数模兼容列尾机车电台及其实现方法。
背景技术
铁路列车尾部安全防护系统主要由列尾机车电台和列尾主机构成，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。根据国家相关政策和精神，自2011年1月1日起，国家停止150MHz400MHz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。铁路货物列车尾部安全防护系统也将由450MHz模拟制式升级为400MHz数字制式，在设备更新过程中将存在一段较长的450MHz模拟和400MHz数字两种制式并存的过程时期，两种制式的列尾机车电台和列尾主机无法进行通信，需要相同制式设备配对使用，将对货列尾设备的使用管理带来很大困难，影响铁路运输效率。
发明内容
鉴于现有技术存在的问题，为了解决货列尾安全防护设备由模拟制式升级为数字制式的过渡时期两种制式设备无法进行通信的问题，使列尾机车电台可以兼容支持450MHz模拟和400MHz数字两种通信方式，本发明提供一种数模兼容列尾机车电台及其实现方法。
本发明采取的技术方案是：一种数模兼容列尾机车电台，其特征在于：包括型号为FLAC12D-3WE的电源滤波器、型号为KBJ608的桥堆、型号为VI-241-12的电源模块、型号为XIR M6660 UHF的信道机和控制单元；所述电源滤波器的输入端连接外部机车DC 110V供电，电源滤波器的输出端连接桥堆输入端，电源模块的输入端连接桥堆输出端，电源模块的输出端连接信道机和控制单元供电接口；控制单元双向连接400MHz数字信道机的控制接口和外部列调机车电台，信道机天线接口连接外部机车天线。
本发明所述控制单元包括型号为LM22670的开关电源芯片、型号为SPX1117-3.3的LDO电源芯片、型号为LPC4337的ARM处理器芯片、型号为MX66L51235F的存储芯片、型号为DS3231SN的时钟芯片和型号为MAX490E的RS422接口芯片；开关电源芯片输入端连接DC13.8V供电输入，开关电源芯片输出端为主控单元其他器件提供DC 5V供电；LDO电源芯片输入端连接DC 5V供电，输出端为主控单元其他器件提供DC 3.3V供电；存储芯片连接ARM处理器芯片的SPI_FLASH总线接口；时钟芯片连接ARM处理器芯片的IIC总线接口；RS422接口芯片422端连接外部列调机车电台数据接口，TTL端连接ARM处理器芯片UART1接口；ARM处理器芯片SSI总线接口连接信道机OB接口。
一种数模兼容列尾机车电台的实现方法，其特征在于：所述控制单元通过开关电源芯片将DC13.8V供电转换为DC 5V后通过输出端向其他器件供电，通过LDO电源芯片将DC5V供电转换为DC 3.3V后通过输出端向其他器件供电；通过存储芯片对设备工作状态和列尾通信数据进行记录存储；通过时钟芯片为设备提供时钟；通过RS422接口芯片进行外部列调机车电台的数据接口RS422电平与ARM处理器芯片UART1接口TTL电平间的串口转换，实现ARM处理器芯片与外部列调机车电台的数据通信；ARM处理器芯片通过SSI总线接口与信道机OB接口进行数据通信传输列尾数据指令，并对信道机进行控制管理切换450MHz模拟和400MHz数字工作模式。
本发明所述通过电源滤波器对外部机车供电进行EMI电磁滤波；通过桥堆对机车供电进行反接保护后传输到电源模块；通过电源模块将DC110V机车供电转换为DC13.8V后向信道机和控制单元供电；控制单元ARM处理器芯片通过RS422接口芯片与外部列调机车电台进行数据通信传输列尾通信指令；设备工作在450MHz模拟模式时，通过ARM处理器芯片控制信道机切换为450MHz模拟制式，将从外部列调机车电台接收到的列尾指令以FFSK调制方式通过信道机进行无线发送，并将信道机接收到的列尾指令以FFSK调制方式解调后传输到列调机车电台；工作在400MHz数字模式时，通过ARM处理器芯片控制信道机切换为400MHz数字制式，将从外部列调机车电台接收到的列尾指令以CSBK调制方式通过信道机进行无线发送，并将信道机接收到的列尾指令以CSBK调制方式解调后传输到列调机车电台，实现兼容450MHz模拟和400MHz数字两种模式的铁路列尾无线通信。
本发明的技术效果是：实现了列尾机车电台兼容450MHz模拟和400MHz数字两种模式的铁路列尾无线通信，解决了货列尾安全防护设备由模拟制式升级为数字制式的过渡时期两种制式设备无法进行通信的问题，对保障铁路行车安全、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中控制单元原理框图。
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和图2所示，一种数模兼容列尾机车电台包括型号为FLAC12D-3WE的电源滤波器、型号为KBJ608的桥堆、型号为VI-241-12的电源模块、型号为XIR M6660 UHF的信道机和控制单元；其中控制单元包括型号为LM22670的开关电源芯片、型号为SPX1117-3.3的LDO电源芯片、型号为LPC4337的ARM处理器芯片、型号为MX66L51235F的存储芯片、型号为DS3231SN的时钟芯片和型号为MAX490E的RS422接口芯片。
电源滤波器的输入端连接外部机车DC 110V供电，输出端连接桥堆输入端，电源模块的输入端连接桥堆输出端，输出端连接信道机和控制单元供电接口；通过电源滤波器对外部机车供电进行EMI电磁滤波，通过桥堆对机车供电进行反接保护后传输到电源模块，通过电源模块将DC110V机车供电转换为DC13.8V后向信道机和控制单元供电。
控制单元开关电源芯片输入端连接DC13.8V供电输入，输出端连接控制单元其他器件DC 5V供电接口，通过开关电源芯片将DC13.8V供电转换为DC 5V后向其他器件供电；LDO电源芯片输入端连接DC 5V供电，输出端连接控制单元其他器件DC3.3V供电接口，通过LDO电源芯片将DC 5V供电转换为DC 3.3V后向其他器件供电。
存储芯片连接ARM处理器芯片的SPI_FLASH总线接口，通过存储芯片对设备工作状态和列尾通信数据进行记录存储。
时钟芯片连接ARM处理器芯片的IIC总线接口，通过时钟芯片为设备提供时钟。
RS422接口芯片422端连接外部列调机车电台数据接口，TTL端连接ARM处理器芯片UART1接口；通过RS422接口芯片进行外部列调机车电台的数据接口RS422电平与ARM处理器芯片UART1接口TTL电平间的串口转换，ARM处理器芯片通过RS422接口芯片与外部列调机车电台进行数据通信传输列尾通信指令。
ARM处理器芯片SSI总线接口连接信道机OB接口；信道机天线接口连接外部机车天线；ARM处理器芯片通过SSI总线接口与信道机OB接口进行数据通信传输列尾数据指令，并对信道机进行控制管理切换450MHz模拟和400MHz数字工作模式；通过信道机进行列尾通信无线数据的接收和发送。
设备工作在450MHz模拟模式时，通过ARM处理器芯片控制信道机切换为450MHz模拟制式，将从外部列调机车电台接收到的列尾指令以FFSK调制方式通过信道机进行无线发送，并将信道机接收到的列尾指令以FFSK调制方式解调后传输到列调机车电台；工作在400MHz数字模式时，通过ARM处理器芯片控制信道机切换为400MHz数字制式，将从外部列调机车电台接收到的列尾指令以CSBK调制方式通过信道机进行无线发送，并将信道机接收到的列尾指令以CSBK调制方式解调后传输到列调机车电台；实现兼容450MHz模拟和400MHz数字两种模式的铁路列尾无线通信。

Claims (4)

1.一种数模兼容列尾机车电台，其特征在于：包括型号为FLAC12D-3WE的电源滤波器、型号为KBJ608的桥堆、型号为VI-241-12的电源模块、型号为XIR M6660 UHF的信道机和控制单元；所述电源滤波器的输入端连接外部机车DC 110V供电，电源滤波器的输出端连接桥堆输入端，电源模块的输入端连接桥堆输出端，电源模块的输出端连接信道机和控制单元供电接口；控制单元双向连接400MHz数字信道机的控制接口和外部列调机车电台，信道机天线接口连接外部机车天线。
2.根据权利要求1所述的一种数模兼容列尾机车电台，其特征在于：所述控制单元包括型号为LM22670的开关电源芯片、型号为SPX1117-3.3的LDO电源芯片、型号为LPC4337的ARM处理器芯片、型号为MX66L51235F的存储芯片、型号为DS3231SN的时钟芯片和型号为MAX490E的RS422接口芯片；开关电源芯片输入端连接DC13.8V供电输入，开关电源芯片输出端为主控单元其他器件提供DC 5V供电；LDO电源芯片输入端连接DC 5V供电，输出端为主控单元其他器件提供DC 3.3V供电；存储芯片连接ARM处理器芯片的SPI_FLASH总线接口；时钟芯片连接ARM处理器芯片的IIC总线接口；RS422接口芯片422端连接外部列调机车电台数据接口，TTL端连接ARM处理器芯片UART1接口；ARM处理器芯片SSI总线接口连接信道机OB接口。
3.一种如权利要求1或权利要求2所述的数模兼容列尾机车电台的实现方法，其特征在于：所述控制单元通过开关电源芯片将DC13.8V供电转换为DC 5V后通过输出端向其他器件供电，通过LDO电源芯片将DC 5V供电转换为DC 3.3V后通过输出端向其他器件供电；通过存储芯片对设备工作状态和列尾通信数据进行记录存储；通过时钟芯片为设备提供时钟；通过RS422接口芯片进行外部列调机车电台的数据接口RS422电平与ARM处理器芯片UART1接口TTL电平间的串口转换，实现ARM处理器芯片与外部列调机车电台的数据通信；ARM处理器芯片通过SSI总线接口与信道机OB接口进行数据通信传输列尾数据指令，并对信道机进行控制管理切换450MHz模拟和400MHz数字工作模式。
4.根据权利要求3所述的一种数模兼容列尾机车电台的实现方法，其特征在于：通过电源滤波器对外部机车供电进行EMI电磁滤波；通过桥堆对机车供电进行反接保护后传输到电源模块；通过电源模块将DC110V机车供电转换为DC13.8V后向信道机和控制单元供电；控制单元ARM处理器芯片通过RS422接口芯片与外部列调机车电台进行数据通信传输列尾通信指令；设备工作在450MHz模拟模式时，通过ARM处理器芯片控制信道机切换为450MHz模拟制式，将从外部列调机车电台接收到的列尾指令以FFSK调制方式通过信道机进行无线发送，并将信道机接收到的列尾指令以FFSK调制方式解调后传输到列调机车电台；工作在400MHz数字模式时，通过ARM处理器芯片控制信道机切换为400MHz数字制式，将从外部列调机车电台接收到的列尾指令以CSBK调制方式通过信道机进行无线发送，并将信道机接收到的列尾指令以CSBK调制方式解调后传输到列调机车电台，实现兼容450MHz模拟和400MHz数字两种模式的铁路列尾无线通信。
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