CN113905363B - 基于无线方式的机车应急电台便携显示系统及实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于无线方式的机车应急电台便携显示系统及实现方法。该系统包括无线便携显示终端及应用软件和机车应急通信电台,无线便携显示终端设备通过无线网络与机车应急通信电台连接,进行相应的数据交互。本发明将常规物理按键更改为虚拟按键,便于后续增加修改按键键码;无线便携显示终端将以往物理按键与业务窗口之间的串口通信,更改为网络通信,增加数据传输速度;可实现G网络通话、450M通话、调令接收发送、报警接收发送,设置注册车次号、机车号等相关功能,无线便携显示终端小巧轻便,方便机车维护人员携带使用。

Description

基于无线方式的机车应急电台便携显示系统及实现方法
技术领域
本发明涉及铁路车载显示控制系统,特别涉及一种基于无线方式的机车应急电台便携显示系统及实现方法。
背景技术
作为CIR机车台故障时的应急通信设备,CIR机车应急通信电台具备CIR机车台的基本功能。当CIR机车台出现故障时,CIR机车应急通信电台可临时代替CIR机车台使用,放置于在机车司机操作台面上 但由于部分机车司机操作台面空间略小,放置机车应急通信电台不平稳,当机车运行时,可能导致机车应急通信电台掉落,容易引发事故。
发明内容
鉴于现有技术存在机车司机操作台空间较小,无法稳定放置机车应急通信电台的问题,以及为了满足后期机车应急通信电台显示终端的便携性,本发明提供一种基于无线方式的机车应急电台便携显示系统及实现方法。本系统的无线便携显示终端只有平板大小,携带十分方便,而体积大的机车应急通信电台则放在车中任意可放下的位置,两者通过WIFI建立通信,很好的解决了设备空间问题。
本发明采取的技术方案是:一种基于无线方式的机车应急电台便携显示系统,其特征在于:所述系统包括机车应急通信电台和无线便携显示终端两部分,机车应急电台的无线转换单元内设有WIFI模块和交换机,无线便携显示终端通过无线网络与机车应急通信电台连接进行数据交互;无线便携显示终端内含有应用程序,应用程序分为两个部分,分别为虚拟键盘和业务功能窗口,无线便携显示终端通过虚拟键盘对业务功能窗口实现操作,虚拟键盘与业务功能窗口通过UDP网络连接进行信息传递;业务功能窗口执行数据收集和报文数据处理的功能。
所述业务功能窗口执行数据收集功能有以下操作:首先进入接收线程,然后判断接收到的数据是否为完整的报文帧,如果是完整的报文帧,则向数据收集分发中心邮递数据帧,然后进入报文数据处理流程;如果不是完整的报文帧,则抛出错误数据,然后清空接收缓存后返回。
所述报文数据处理流程执行以下操作:数据收集分发中心收到数据帧后,首先判断数据来源,数据来源若为主控数据则进行数据处理,然后对处理后的数据进一步判断是否满足通用条件,若满足通用条件,则给通用应答,然后从发送队列去除对应数据;若不满足通用条件则按业务类型分类处理,对分类处理的数据进一步判断是否为子窗体回调数据,如果是子窗体回调数据,则交由子窗体接收函数处理,而后将处理后的子窗体回调数据添加到回执队列,交由回执流程处理;如果不是子窗体回调数据,则直接添加到回执队列,交由回执流程处理。
所述机车应急通信电台还包括操作显示单元、记录单元和功能单元;操作显示单元通过LAN接口连接到所述无线转换单元的交换机上,通过第一串口连接到记录单元,通过第二串口连接到功能单元的第二控制模块上;无线转换单元通过第一模拟音频连接到记录单元,通过第二模拟音频连接到功能单元的G网语音模块,通过第三模拟音频连接到功能单元的450M信道机模块;无线转换单元的第一控制模块通过RMII接口与所述交换机相连,通过I2C和I2S接口与Codec模块连接;交换机通过LAN2接口与WIFI模块相连;功能单元的第二控制模块通过第三串口与G网语音模块相连,通过第四串口与450M信道机模块相连,通过第五串口与GPS模块相连,通过第六串口与800M信道机模块相连,通过第七串口与G网数据模块相连。
所述系统还包括与所述无线便携显示终端连接的电源适配器,电源适配器为无线便携显示终端提供5V/3A电源输入。
所述无线便携显示终端内部含有容量为3.7V/8500mAh锂离子电池。
一种基于无线通信的机车应急通信电台便携显示系统的实现方法,其特征在于:机车工作人员开启无线便携显示终端,通过登录界面与机车应急通信电台进行网络连接,连接成功后,无线便携显示终端由登录界面转入至业务功能界面,转至业务功能界面后,无线便携显示终端开始与机车应急电台进行握手操作,握手成功后对无线便携显示终端进行业务操作;无线便携显示终端新增登录界面,自动搜索机车应急通信电台无线信号覆盖范围内的无线信号,范围内有符合连接条件的设备时,无线便携显示终端会将符合连接条件设备的WIFI名称填入登录界面的选择框中,用户点击登录界面的登录按钮进行连接;当机车应急通信电台出现异常,导致无线便携显示终端与机车应急通信电台断联,信息传输失败时,无线便携显示终端会发出提示告警并尝试重新连接,当重连次数达到预置阈值后,无线便携显示终端自动退回登录界面。
所述根据用户需要,在登录界面的选择框中手动选择需要连接的机车应急通信电台的机车号,且无线便携显示终端每次只能连接一台机车应急通信电台。
本发明的有益效果是:本系统实现了通过无线网络的方式与机车应急通信电台相连,并且将常规物理按键更改为虚拟按键,便于后续增加修改按键键码;无线便携显示终端将以往物理按键与业务窗口之间的串口通信,更改为网络通信,增加数据传输速度;无线便携显示终端通过无线网络与机车应急通信电台主机通信,机车应急通信电台内部的无线转换单元实现音频通路管理、WiFi接入、以太网交换等功能,将来自无线便携显示终端的数字音频模拟化,将来自G网语音模块或450MHz信道机模块的音频数字化,实现音频数据传输。
本系统可实现G网络通话、450M通话、调令接收发送、报警接收发送,设置注册车次号、机车号等相关功能,无线便携显示终端小巧轻便,方便机车维护人员携带使用。
附图说明
图1为本发明的数据交互框图;
图2为无线便携显示终端的虚拟键盘与业务功能窗口数据交互框图;
图3为业务功能窗口的数据收集流程图;
图4为业务功能窗口的报文数据处理流程图;
图5为本发明系统连接原理图。
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详细描述。
如图1所示,数据信息传递通过无线网络传输,可在机车应急通信电台无线网络覆盖范围内进行数据通信,协议规定无线便携显示终端与机车应急通信电台的通信IP和网络端口号,用于信息交互。
如图2所示,无线便携显示终端内部应用程序分为两个部分,分别为虚拟键盘部分与业务窗口部分,无线便携显示终端通过虚拟键盘对业务窗口实现功能操作,虚拟键盘与业务功能窗口通过UDP网络方式进行信息传递。
如图3所示,无线便携显示终端内部数据处理通过线程的方式,无线便携显示终端的接收线程判断是否为完整的报文帧,判断无误后进行报文解析,如果是完整的报文帧,则向数据收集分发中心邮递数据帧,然后进入报文数据处理流程;如果不是完整的报文帧,则抛出错误数据,然后清空接收缓存后返回。
如图4所示,当数据分发中心邮递数据至报文处理流程后,首先判断数据来源,解析报文的来源信息,根据不同的来源信息,给出相应的应答信息后按照相关的业务类型分类处理;业务类型包括调度命令、记录单元业务、G网业务、450M通话业务、800M报警业务等;数据来源若为主控数据则进行数据处理,然后对处理后的数据进一步判断是否满足通用条件,若满足通用条件,则给通用应答,然后从发送队列去除对应数据;若不满足通用条件则按业务类型分类处理,对分类处理的数据进一步判断是否为子窗体回调数据,如果是子窗体回调数据,则交由子窗体接收函数处理,而后将处理后的子窗体回调数据添加到回执队列,交由回执流程处理;如果不是子窗体回调数据,则直接添加到回执队列,交由回执流程处理;进而在无线便携显示终端上实现相关功能。
如图5所示,机车应急通信电台便携显示系统主要包括机车应急通信电台和无线便携显示终端两部分。机车应急通信电台包括操作显示单元、无线转换单元、记录单元和功能单元。无线转换单元由以LPC4337芯片为核心的控制模块1、以KSZ8795CLXIC芯片为核心的交换机、以TLV320AIC3106芯片为核心的Codec模块和型号为HLK-RM08S的WIFI模块组成。功能单元由G网语音模块、450M信道机模块、以LPC4337芯片为核心的控制模块2、G网数据模块、型号为NEO-M8N的GPS模块和800M信道机模块组成。无线便携显示终端与机车应急通信电台通过WIFI通信,主要实现远程G网语音通话、远程450M通话和远程控制800M数据发送。
操作显示单元通过LAN接口连接到无线转换单元的交换机上,通过串口1连接到记录单元,通过串口2连接到功能单元的控制模块2上;无线转换单元通过模拟音频1连接到记录单元,通过模拟音频2连接到功能单元的G网语音模块,通过模拟音频3连接到功能单元的450M信道机模块。控制模块1通过RMII接口与交换机相连,通过I2C和I2S接口与Codec模块连接;交换机通过LAN2接口与WIFI模块相连。控制模块2通过串口3与G网语音模块相连,通过串口4与450M信道机模块相连,通过串口5与GPS模块相连,通过串口6与800M信道机模块相连,通过串口7与G网数据模块相连。
当无线便携终端电量不足时,可使用电源适配器对其进行充电。电源适配器为无线便携显示终端提供5V/3A电源输入,终端内部含有锂离子电池,容量为3.7V/8500mAh,可以为无线便携显示终端提供数小时续航。
本发明实现方法为无线便携显示终端通过无线网络的方式与机车通信应急电台进行数据交互,机车应急通信电台内部的无线转换单元实现与无线便携显示终端的音频通路管理、WiFi接入、以太网交换等功能,将来自无线便携显示终端的数字音频模拟化,将来自G网语音模块或450MHz信道机模块的音频数字化,实现音频数据传输。机车工作人员开启无线便携显示终端,通过登录界面与机车应急通信电台进行网络连接,连接成功后,无线便携显示终端由登录界面转入至业务功能界面,转至业务功能界面后,无线便携显示终端开始与机车应急电台进行握手操作,握手成功后对无线便携显示终端进行业务操作,业务操作包含G网络通话、450M通话、调令接收发送、报警接收发送,设置注册车次号、机车号等。无线便携显示终端新增登录界面,可自动搜索一定范围内的机车应急通信电台的无线信号,根据用户需要,手动选择需要连接的机车应急通信电台,且每次只能连接一台机车应急通信电台。无线便携显示终端内部键盘与业务功能窗口信息交互方式由虚拟串口方式更改为网络传输方式,减小对外部程序的依赖。无线便携显示终端通过网络方式与机车应急通信电台连接,当机车应急通信电台出现异常断联导致信息传输失败时,无线便携显示终端会发出提示告警并尝试重新连接,当尝试重连次数达到预置阈值后,无线便携显示终端自动退回登录界面,此时用户可根据现场使用场景,连接未出现异常的机车应急通信电台。
远程G网语音通话实现过程:相关人员通过无线便携显示终端发起G网语音通话,相关指令通过WiFi传输给机车应急通信电台的WiFi模块,WiFi模块将接收到的指令通过交换机传输给无线转换单元的控制模块,控制模块将指令通过交换机LAN口传输给操作显示单元,操作显示单元得知此时要进行G网网语音通话,就通过串口通知功能单元的控制模块通过串口控制G网语音模块发起通话,通过LAN口通知无线转换单元的控制模块控制Codec模块建立G网语音通路,此时无线转换单元通话的语音数据通过WiFi传输给机车应急通信电台的WiFi模块,WIFI模块将接收到的数据通过交换机传输给无线转换单元的控制模块,控制模块通过Codec模块将数字数据转化成模拟音频传输给G网语音模块,G网语音模块再将模拟音频发送出去。
远程450M通话实现过程:相关人员通过无线便携显示终端发起450M通话,相关指令通过WiFi传输给机车应急通信电台的WiFi模块,WiFi模块将接收到的指令通过交换机传输给无线转换单元的控制模块,控制模块将指令通过交换机LAN口传输给操作显示单元,操作显示单元得知此时要进行450M通话,就通过串口通知功能单元的控制模块通过串口控制450M信道机模块发起通话,通过LAN口通知无线转换单元的控制模块控制Codec模块建立450M语音通路,此时无线转换单元通话的语音数据通过WiFi传输给机车应急通信电台的WiFi模块,WiFi模块将接收到的数据通过交换机传输给无线转换单元的控制模块,控制模块通过Codec模块将数字数据转化成模拟音频传输给450M信道机模块,450M信道机模块再将模拟音频发送出去。
远程控制800M数据发送实现过程:相关人员通过无线便携显示终端发起800M数据发送功能,相关指令通过WiFi传输给机车应急通信电台的WiFi模块,WiFi模块将接收到的指令通过交换机传输给无线转换单元的控制模块,控制模块将指令通过交换机LAN口传输给操作显示单元,操作显示单元得知此时要进行800M数据发送,就通过串口通知功能单元的控制模块通过串口控制800M信道机模块发起数据发送功能。

Claims (7)

1.一种基于无线方式的机车应急电台便携显示系统,其特征在于:所述系统包括机车应急通信电台和无线便携显示终端两部分,机车应急电台的无线转换单元内设有WIFI模块和交换机,无线便携显示终端通过无线网络与机车应急通信电台连接进行数据交互;无线便携显示终端内含有应用程序,应用程序分为两个部分,分别为虚拟键盘和业务功能窗口,无线便携显示终端通过虚拟键盘对业务功能窗口实现操作,虚拟键盘与业务功能窗口通过UDP网络连接进行信息传递;业务功能窗口执行数据收集和报文数据处理的功能;
所述机车应急通信电台还包括操作显示单元、记录单元和功能单元;操作显示单元通过LAN接口连接到所述无线转换单元的交换机上,通过第一串口连接到记录单元,通过第二串口连接到功能单元的第二控制模块上;无线转换单元通过第一模拟音频连接到记录单元,通过第二模拟音频连接到功能单元的G网语音模块,通过第三模拟音频连接到功能单元的450M信道机模块;无线转换单元的第一控制模块通过RMII接口与所述交换机相连,通过I2C和I2S接口与Codec模块连接;交换机通过LAN2接口与WIFI模块相连;功能单元的第二控制模块通过第三串口与G网语音模块相连,通过第四串口与450M信道机模块相连,通过第五串口与GPS模块相连,通过第六串口与800M信道机模块相连,通过第七串口与G网数据模块相连。
2.根据权利要求1所述的基于无线方式的机车应急电台便携显示系统,其特征在于:所述业务功能窗口执行数据收集功能有以下操作:首先进入接收线程,然后判断接收到的数据是否为完整的报文帧,如果是完整的报文帧,则向数据收集分发中心邮递数据帧,然后进入报文数据处理流程;如果不是完整的报文帧,则抛出错误数据,然后清空接收缓存后返回。
3.根据权利要求2所述的基于无线方式的机车应急电台便携显示系统,其特征在于:所述报文数据处理流程执行以下操作:数据收集分发中心收到数据帧后,首先判断数据来源,数据来源若为主控数据则进行数据处理,然后对处理后的数据进一步判断是否满足通用条件,若满足通用条件,则给通用应答,然后从发送队列去除对应数据;若不满足通用条件则按业务类型分类处理,对分类处理的数据进一步判断是否为子窗体回调数据,如果是子窗体回调数据,则交由子窗体接收函数处理,而后将处理后的子窗体回调数据添加到回执队列,交由回执流程处理;如果不是子窗体回调数据,则直接添加到回执队列,交由回执流程处理。
4.根据权利要求1所述的基于无线方式的机车应急电台便携显示系统,其特征在于:所述系统还包括与所述无线便携显示终端连接的电源适配器,电源适配器为无线便携显示终端提供5V/3A电源输入。
5.根据权利要求4所述的基于无线方式的机车应急电台便携显示系统,其特征在于:所述无线便携显示终端内部含有容量为3.7V/8500mAh锂离子电池。
6.一种基于无线方式的机车应急电台便携显示系统的实现方法,其特征在于:机车应急通信电台包括操作显示单元、记录单元和功能单元;操作显示单元通过LAN接口连接到所述无线转换单元的交换机上,通过第一串口连接到记录单元,通过第二串口连接到功能单元的第二控制模块上;无线转换单元通过第一模拟音频连接到记录单元,通过第二模拟音频连接到功能单元的G网语音模块,通过第三模拟音频连接到功能单元的450M信道机模块;无线转换单元的第一控制模块通过RMII接口与所述交换机相连,通过I2C和I2S接口与Codec模块连接;交换机通过LAN2接口与WIFI模块相连;功能单元的第二控制模块通过第三串口与G网语音模块相连,通过第四串口与450M信道机模块相连,通过第五串口与GPS模块相连,通过第六串口与800M信道机模块相连,通过第七串口与G网数据模块相连;
机车工作人员开启无线便携显示终端,通过登录界面与机车应急通信电台进行网络连接,连接成功后,无线便携显示终端由登录界面转入至业务功能界面,转至业务功能界面后,无线便携显示终端开始与机车应急电台进行握手操作,握手成功后对无线便携显示终端进行业务操作;无线便携显示终端新增登录界面,自动搜索机车应急通信电台无线信号覆盖范围内的无线信号,范围内有符合连接条件的设备时,无线便携显示终端会将符合连接条件设备的WIFI名称填入登录界面的选择框中,用户点击登录界面的登录按钮进行连接;当机车应急通信电台出现异常,导致无线便携显示终端与机车应急通信电台断联,信息传输失败时,无线便携显示终端会发出提示告警并尝试重新连接,当重连次数达到预置阈值后,无线便携显示终端自动退回登录界面。
7.根据权利要求6所述的基于无线方式的机车应急电台便携显示系统的实现方法,其特征在于:根据用户需要,在登录界面的选择框中手动选择需要连接的机车应急通信电台的机车号,且无线便携显示终端每次只能连接一台机车应急通信电台。
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