CN111294079A - 一种数字列调机车电台及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数字列调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、数字信道机和主控单元。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；通过数字信道机进行400MHz数字制式列调通信数据和语音的无线接收和发送；通过主控单元对数字信道机进行控制管理，并与外部机车综合无线通信设备进行数据和语音通信。本发明实现了400MHz数字制式铁路无线列调通信功能。
Description
技术领域
本发明涉及机车电台，特别涉及一种具备400MHz数字制式铁路无线列调通信功能的数字列调机车电台及其实现方法。
背景技术
铁路无线列调系统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，我国铁路无线列调系统中以450M模拟制式和GSM-R制式的无线通信为主。随着铁路无线列调通信技术和列车通信设备应用需求的发展，我国正全面推广数字对讲技术，并要求铁路等用户将原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。铁路无线列调系统的中450MHz模拟制式无线通信将升级为400MHz数字制式无线通信，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，需要无线列调系统中的机车设备增加400MHz数字制式无线列调通信功能。
发明内容
鉴于现有技术存在的问题，为了满足铁路无线列调系统设备由模拟制式升级为数字制式的过渡时期，无线列调系统中的机车设备需要增加400MHz数字制式无线列调通信功能的需求，本发明提供一种数字列调机车电台及其实现方法。
本发明采取的技术方案是：一种数字列调机车电台，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UMRQ100E5P1301的电源模块、型号为TK-868GD的数字信道机和主控单元；所述电源滤波器的输入端连接外部机车DC 72V或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数字信道机和主控单元供电接口；主控单元双向连接数字信道机的ACC接口和外部机车综合无线通信设备，数字信道机天线接口连接外部机车天线。
本发明所述主控单元包括型号为LM22670的开关电源芯片、型号为SPX1117-3.3的LDO电源芯片、型号为MAX490E的RS-422接口芯片、型号为TLV320AIC3106C的Codec芯片和型号为LPC4337的ARM处理器芯片；开关电源芯片输入端连接DC 13.8V供电输入，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；RS-422接口芯片422端连接外部机车综合无线通信设备数据接口，TTL端连接ARM处理器芯片UART1接口；Codec芯片的LINE2L引脚连接外部机车综合无线通信设备音频输出接口，LEFT_LOP引脚连接数字信道机ACC接口的MIC_IN引脚，HPR引脚连接外部机车综合无线通信设备音频输入接口，LINE2R引脚连接数字信道机ACC接口的EXT_AFOUT引脚；ARM处理器芯片的IIC总线接口连接Codec芯片，ADC1引脚连接数字信道机ACC接口的RSSI引脚，UART2接口连接数字信道机ACC接口的UART接口。
本发明所述一种数字列调机车电台的实现方法，其特征在于：所述主控单元通过开关电源芯片将DC 13.8V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RS-422接口芯片进行外部机车综合无线通信设备的数据接口RS-422电平与ARM处理器芯片UART1接口TTL电平间的串口转换，实现ARM处理器芯片与外部机车综合无线通信设备的数据通信；通过Codec芯片将外部机车综合无线通信设备输出的音频信号进行处理后传输到数字信道机的音频输入引脚MIC_IN，将数字信道机音频输出引脚EXT_AFOUT输出的音频信号进行处理后传输到外部机车综合无线通信设备的音频输入接口；ARM处理器芯片通过IIC总线对Codec芯片进行控制管理，通过ADC1引脚进对数字信道机RSSI电平进行采集判断数字信道机接收信号强度，通过UART2接口与数字信道机进行数据通信并对数字信道机进行控制管理。
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DC 72V或DC 110V机车供电转换为DC 13.8V后向数字信道机和主控单元供电；外部机车综合无线通信设备将需要发送的数据通过主控单元RS-422接口芯片传输到ARM处理器芯片，再通过ARM处理器芯片传输到数字信道机，将需要发送的语音信号通过主控单元Codec芯片传输到数字信道机，再通过ARM处理器芯片控制数字信道机将需要发送的数据和语音信号进行数字调制后进行无线发送，实现铁路无线列调通信数据和语音的发送；通过数字信道机将接收到的无线信号进行数字解调，然后将收到的数据传输到ARM处理器芯片，再通过RS-422接口芯片传输到外部机车综合无线通信设备，将收到的语音信号通过Codec芯片传输到外部机车综合无线通信设备，实现铁路无线列调通信数据和语音的接收。
本发明的技术效果是：实现了无线列调系统中机车设备400MHz数字制式无线列调通信功能，满足了铁路无线列调系统设备由模拟制式升级为数字制式的过渡时期设备功能需求，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中主控单元原理框图。
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，一种数字列调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UMRQ100E5P1301的电源模块、型号为TK-868GD的数字信道机和主控单元；其中主控单元包括型号为LM22670的开关电源芯片、型号为SPX1117-3.3的LDO电源芯片、型号为MAX490E的RS-422接口芯片、型号为TLV320AIC3106C的Codec芯片和型号为LPC4337的ARM处理器芯片。
电源滤波器的输入端连接外部机车DC 72V或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，输出端连接数字信道机和主控单元供电接口；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DC 72V或DC 110V机车供电转换为DC 13.8V后向数字信道机和主控单元供电。
主控单元开关电源芯片输入端连接DC 13.8V供电输入，输出端连接主控单元其他器件DC 5V供电接口，通过开关电源芯片将DC 13.8V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，输出端连接主控单元其他器件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。
RS-422接口芯片422端连接外部机车综合无线通信设备数据接口，TTL端连接ARM处理器芯片UART1接口；通过RS-422接口芯片进行外部机车综合无线通信设备的数据接口RS-422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RS-422接口芯片与外部机车综合无线通信设备进行数据通信。
Codec芯片的LINE2L引脚连接外部机车综合无线通信设备音频输出接口，LEFT_LOP引脚连接数字信道机ACC接口的MIC_IN引脚，HPR引脚连接外部机车综合无线通信设备音频输入接口，LINE2R引脚连接数字信道机ACC接口的EXT_AFOUT引脚；通过Codec芯片将外部机车综合无线通信设备输出的音频信号进行处理后传输到数字信道机的音频输入引脚MIC_IN，将数字信道机音频输出引脚EXT_AFOUT输出的音频信号进行处理后传输到外部机车综合无线通信设备的音频输入接口。
ARM处理器芯片的IIC总线接口连接Codec芯片，ADC1引脚连接数字信道机ACC接口的RSSI引脚，UART2接口连接数字信道机ACC接口的UART接口，数字信道机天线接口连接外部机车天线； ARM处理器芯片通过IIC总线对Codec芯片进行控制管理，通过对数字信道机RSSI接收信号电平进行采集判断数字信道机接收信号强度，通过UART2接口与数字信道机进行数据通信并对数字信道机进行控制管理，通过数字信道机进行无线列调通信数据和语音的无线接收和发送。
外部机车综合无线通信设备将需要发送的数据通过主控单元RS-422接口芯片传输到ARM处理器芯片，再通过ARM处理器芯片传输到数字信道机，将需要发送的语音信号通过主控单元Codec芯片传输到数字信道机，再通过ARM处理器芯片控制数字信道机将需要发送的数据和语音信号进行数字调制后进行无线发送，实现铁路无线列调通信数据和语音的发送；通过数字信道机将接收到的无线信号进行数字解调，然后将收到的数据传输到ARM处理器芯片，再通过RS-422接口芯片传输到外部机车综合无线通信设备，将收到的语音信号通过Codec芯片传输到外部机车综合无线通信设备，实现铁路无线列调通信数据和语音的接收；实现了400MHz数字制式铁路无线列调通信功能。
Claims (4)
1.一种数字列调机车电台，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UMRQ100E5P1301的电源模块、型号为TK-868GD的数字信道机和主控单元；所述电源滤波器的输入端连接外部机车DC 72V或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数字信道机和主控单元供电接口；主控单元双向连接数字信道机的ACC接口和外部机车综合无线通信设备，数字信道机天线接口连接外部机车天线。
2.根据权利要求1所述的一种数字列调机车电台，其特征在于：所述主控单元包括型号为LM22670的开关电源芯片、型号为SPX1117-3.3的LDO电源芯片、型号为MAX490E的RS-422接口芯片、型号为TLV320AIC3106C的Codec芯片和型号为LPC4337的ARM处理器芯片；开关电源芯片输入端连接DC13.8V供电输入，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；RS-422接口芯片422端连接外部机车综合无线通信设备数据接口，TTL端连接ARM处理器芯片UART1接口；Codec芯片的LINE2L引脚连接外部机车综合无线通信设备音频输出接口，LEFT_LOP引脚连接数字信道机ACC接口的MIC_IN引脚，HPR引脚连接外部机车综合无线通信设备音频输入接口，LINE2R引脚连接数字信道机ACC接口的EXT_AFOUT引脚；ARM处理器芯片的IIC总线接口连接Codec芯片，ADC1引脚连接数字信道机ACC接口的RSSI引脚，UART2接口连接数字信道机ACC接口的UART接口。
3.一种如权利要求1或权利要求2所述的一种数字列调机车电台的实现方法，其特征在于：所述主控单元通过开关电源芯片将DC 13.8V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RS-422接口芯片进行外部机车综合无线通信设备的数据接口RS-422电平与ARM处理器芯片UART1接口TTL电平间的串口转换，实现ARM处理器芯片与外部机车综合无线通信设备的数据通信；通过Codec芯片将外部机车综合无线通信设备输出的音频信号进行处理后传输到数字信道机的音频输入引脚MIC_IN，将数字信道机音频输出引脚EXT_AFOUT输出的音频信号进行处理后传输到外部机车综合无线通信设备的音频输入接口；ARM处理器芯片通过IIC总线对Codec芯片进行控制管理，通过ADC1引脚进对数字信道机RSSI电平进行采集判断数字信道机接收信号强度，通过UART2接口与数字信道机进行数据通信并对数字信道机进行控制管理。
4.根据权利要求3所述的一种数字列调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DC 72V或DC 110V机车供电转换为DC 13.8V后向数字信道机和主控单元供电；外部机车综合无线通信设备将需要发送的数据通过主控单元RS-422接口芯片传输到ARM处理器芯片，再通过ARM处理器芯片传输到数字信道机，将需要发送的语音信号通过主控单元Codec芯片传输到数字信道机，再通过ARM处理器芯片控制数字信道机将需要发送的数据和语音信号进行数字调制后进行无线发送，实现铁路无线列调通信数据和语音的发送；通过数字信道机将接收到的无线信号进行数字解调，然后将收到的数据传输到ARM处理器芯片，再通过RS-422接口芯片传输到外部机车综合无线通信设备，将收到的语音信号通过Codec芯片传输到外部机车综合无线通信设备，实现铁路无线列调通信数据和语音的接收。
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