CN115134685A - 一种数字化车站电台接口分支和远程传输设备及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字化车站电台接口分支和远程传输设备及实现方法。该设备包括自适应接口电路、控制电路、音频处理电路、交换机电路、记录存储及转储电路。该设备能够自适应连接车站电台主机通信接口和车站控制盒通信接口，通过对车站电台主机通信接口进行多路分支和以太网远程传输实现多台车站控制盒同时控制同一车站电台主机；通过对车站控制盒通信接口进行多路分支和以太网远程传输实现同一控制盒控制多台车站电台主机，提高了列调系统架构的灵活性。对保障铁路行车安全、提高运输作业效率和经济效益具有重要作用。

Description

一种数字化车站电台接口分支和远程传输设备及实现方法

技术领域

本发明涉及铁路车站电台，特别涉及一种能够自适应连接车站电台主机通信接口和车站控制盒通信接口，对车站电台主机或车站控制盒通信接口进行多路分支和以太网远程传输的数字化车站电台接口分支和远程传输设备及实现方法。

背景技术

目前，我国铁路车站电台主机与车站控制盒间一般为有线连接方式，采用RS-485总线进行指令数据传输，采用模拟音频信号进行语音传输；在现场工程中根据实际使用情况，如多部门使用同一车站电台、调度集中区域需要有人值守的车站控制相邻近的无人值守车站的车站电台等业务需求，需要实现多台车站控制盒同时控制同一车站电台主机和同一控制盒控制多台车站电台主机的功能，同时具备车站控制盒与车站电台主机远程通信的功能；但车站电台主机与车站控制盒为一对一连接，且RS-485总线和模拟音频信号有线传输距离较短，不能满足使用需求；将控制盒拉远使用时需采用铁路车站电台控制盒以太网远程传输设备（实用新型专利号：ZL201921181313.6），但车站电台主机和车站控制盒的通信接口连接器型号相同，音频信号引脚定义相反，铁路车站电台控制盒以太网远程传输设备不具备通信接口自适应连接功能，需根据所连接的设备类型人为调整接口引脚线序，设备现场安装开通极其不便，易造成设备混用导致通信故障；且铁路车站电台控制盒以太网远程传输设备仅能够将车站控制盒拉远使用，不具备接口分支功能，无法满足现场工程使用需求。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，为了满足现场工程使用需求，提升设备安装开通的便利性，提高列调系统架构的灵活性，本发明提供一种能够自适应连接车站电台主机通信接口和车站控制盒通信接口、通过对车站电台主机通信接口进行多路分支和以太网远程传输，实现多台车站控制盒同时控制同一车站电台主机功能、通过对车站控制盒通信接口进行多路分支和以太网远程传输实现同一控制盒控制多台车站电台主机功能的数字化车站电台接口分支和远程传输设备及实现方法。

本发明采取的技术方案是：一种数字化车站电台接口分支和远程传输设备包括自适应接口电路、控制电路、音频处理电路、交换机电路和记录存储及转储电路；所述自适应接口电路电源输入接口连接外部DC48V供电，通信接口连接车站电台主机或车站控制盒的通信接口，3.3V供电接口连接所述控制电路、音频处理电路、交换机电路和记录存储及转储电路的3.3V供电接口，UART串口连接控制电路UART1串口，AF音频接口连接音频处理电路的AF音频接口；所述控制电路的I2C总线接口和I2S总线接口分别连接音频处理电路的I2C总线接口和I2S总线接口，RMII以太网接口连接交换机电路的RMII以太网接口，SPIFLASH总线接口和USB总线接口分别连接记录存储及转储电路的SPIFLASH总线接口和USB总线接口；所述交换机电路的网口1至网口4分别连接接入以太网的分支车站控制盒或车站电台主机；所述记录存储及转储电路USB插座接口连接外部USB存储器。

一种数字化车站电台接口分支和远程传输设备的实现方法包括车站电台主机接口分支和远程传输实现方法、车站电台控制盒接口分支和远程传输实现方法；

一、所述车站电台主机接口分支和远程传输实现方法步骤如下：

A1、所述通信接口XS2连接车站电台主机的通信接口，所述网口1至网口4分别通过以太网连接接入以太网的车站控制盒。

A2、所述电源继电器K1的2脚与4脚闭合导通；所述信号继电器K2的3脚和2脚闭合导通，6脚和7脚闭合导通；所述信号继电器K3的3脚和2脚闭合导通，6脚和7脚闭合导通；由所述车站电台主机通过所述通信接口XS2的1脚向12V供电接口提供12V供电，通过所述二极管VD8防止12V供电接口反向供电。

A3、所述车站电台主机输出的指令数据通过所述RS-485收发器N4传输至所述处理器芯片N1；车站电台主机输出的模拟音频信号由所述通信接口XS2的4脚通过所述信号继电器K3和所述音频网络变压器T1传输到所述USB电源控制芯片N10，通过所述音频处理芯片N6进行数字化处理转化为数字音频数据后传输到处理器芯片N1，再通过处理器芯片N1将指令数据和数字音频数据转换为以太网数据并通过所述交换机芯片N8传输至网口1至网口4所连接的车站控制盒；通过交换机芯片N8将网口1至网口4接收到的以太网数据传输到处理器芯片N1，再通过处理器芯片N1将以太网数据转换为指令数据和数字音频数据，并将指令数据通过所述RS-485收发器N4传输到所述车站电台主机，将数字音频数据传输到所述音频处理芯片N6，再通过音频处理芯片N6将数字音频数据转化为模拟音频信号，并通过所述音频网络变压器T2和所述信号继电器K3由所述通信接口XS2的2脚传输到所述车站电台主机；实现车站电台主机接口分支和远程传输功能，从而实现多台车站控制盒同时控制同一车站电台主机。

A4、通过所述处理器芯片N1将指令数据和工作状态信息传输到所述存储芯片N9；通过存储芯片N9采用循环覆盖方式对指令数据和工作状态信息进行记录存储，实现设备记录数据存储功能；所述USB接口连接外部USB存储器后，通过处理器芯片N1从存储芯片N9读取存储的记录数据，并转发到外部USB存储器，实现记录数据转储功能。

二、所述车站控制盒接口分支和远程传输实现方法步骤如下：

S1、所述外部电源输入接口XS1连接外部DC48V供电，所述通信接口XS2连接所述车站控制盒的通信接口，网口1至网口4分别通过以太网连接接入以太网的车站电台主机及通过以太网拉远的所述车站电台主机。

S2、通过所述开关电源芯片N2将外部48V供电转换12.5V供电，并通过所述二极管VD8向12V供电接口提供12V供电，所述信号继电器K2的3脚和4脚闭合导通，6脚和5脚闭合导通；所述信号继电器K3的3脚和4脚闭合导通，6脚和5脚闭合导通；所述通信接口XS2的复位输出信号由10脚通过信号继电器K2控制所述三极管VT1；所述车站控制盒复位开关为开时，通信接口XS2的10脚为输入低电平，三极管VT1截止，所述电源继电器K1的2脚与4脚闭合导通；12V供电接口通过电源继电器K1由通信接口XS2的1脚向所述车站控制盒提供12V供电；所述车站控制盒复位开关为关时，通信接口XS2的10脚为开路输入，三极管VT1导通，电源继电器K1的2脚与4脚断开，通信接口XS2的1脚无12V供电，车站控制盒断电复位；实现车站控制盒复位功能。

S3、所述车站控制盒输出的指令数据通过所述RS-485收发器N4传输至所述处理器芯片N1；车站控制盒输出的模拟音频信号由通信接口XS2的2脚通过所述信号继电器K3和所述音频网络变压器T1传输到所述音频处理芯片N6，通过音频处理芯片N6进行数字化处理转化为数字音频数据后传输到处理器芯片N1，再通过处理器芯片N1将指令数据和数字音频数据转换为以太网数据并通过所述交换机芯片N8传输至网口1至网口4所连接的所述车站电台主机；通过交换机芯片N8将网口1至网口4接收到的以太网数据传输到处理器芯片N1，通过处理器芯片N1将以太网数据转换为指令数据和数字音频数据，并将指令数据通过RS-485收发器N4传输到车站控制盒，将数字音频数据传输到音频处理芯片N6，再通过音频处理芯片N6将数字音频数据转化为模拟音频信号，并通过所述音频网络变压器T2和所述信号继电器K3由所述通信接口XS2的4脚传输到所述车站控制盒；实现车站控制盒接口分支和远程传输功能，从而实现同一车站控制盒控制多台车站电台主机。

S4、通过所述处理器芯片N1将指令数据和设备工作状态信息传输到存储芯片N9；通过存储芯片N9采用循环覆盖方式对指令数据和工作状态信息进行记录存储，实现设备记录数据存储功能；USB接口连接外部USB存储器后，通过处理器芯片N1从存储芯片N9读取存储的记录数据，并转发到所述外部USB存储器，实现记录数据转储功能。

本发明的技术效果是：满足了现场工程中多台车站控制盒同时控制同一车站电台主机和同一控制盒控制多台车站电台主机的功能及车站控制盒与车站电台主机远程通信的功能需求；本发明设备能够自适应连接车站电台主机通信接口和车站控制盒通信接口，能够通过对车站电台主机通信接口进行多路分支和以太网远程传输实现多台车站控制盒同时控制同一车站电台主机功能，能够通过对车站控制盒通信接口进行多路分支和以太网远程传输实现同一控制盒控制多台车站电台主机功能，同时具备记录数据存储和USB接口记录数据转储功能，大幅提升了设备安装开通和使用维护的便利性，提高了列调系统架构的灵活性，对保障铁路行车安全、提高运输作业效率和经济效益具有重要作用。

附图说明

图1为本发明电路连接原理框图；

图2为图1中自适应接口电路原理图；

图3为图1中控制电路原理图；

图4为图1中音频处理电路原理图；

图5为图1中交换机电路的交换电路原理图；

图6为图1中交换机电路的以太网接口电路原理图；

图7为图1中记录存储及转储电路原理图。

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进行详细描述：

如图1所示，一种数字化车站电台接口分支和远程传输设备包括自适应接口电路、控制电路、音频处理电路、交换机电路和记录存储及转储电路。其中自适应接口电路电源输入接口连接外部DC48V供电，通信接口连接车站电台主机或车站控制盒的通信接口，3.3V供电接口连接设备各部分电路3.3V供电接口，UART串口连接控制电路UART1串口，AF音频接口连接音频处理电路的AF音频接口；控制电路的I2C总线接口和I2S总线接口分别连接音频处理电路的I2C总线接口和I2S总线接口，RMII以太网接口连接交换机电路的RMII以太网接口，SPIFLASH总线接口和USB总线接口分别连接记录存储及转储电路的SPIFLASH总线接口和USB总线接口；交换机电路的网口1至网口4分别连接接入以太网的分支车站控制盒或车站电台主机，分支车站控制盒或车站电台主机可通过以太网进行远程连接；记录存储及转储电路USB插座接口连接外部USB存储器。

本发明工作原理是：通过自适应接口电路自动适应连接车站电台主机通信接口和车站控制盒通信接口两种不同引脚定义的接口，并进行RS-485总线接口与串口间的电平转换，实现控制电路与外部连接设备的数据通信和音频处理电路与外部连接设备的模拟音频信号通信，同时外部供电转换为3.3V为设备各部分电路供电；控制电路分别通过I2C总线和I2S总线与音频处理电路分别进行控制管理指令通信和数字音频数据通信，通过RMII以太网接口与交换机电路进行以太网数据通信，分别通过SPIFLASH总线和USB总线与记录存储及转储电路分别进行记录数据传输通信；通过音频处理电路进行模拟音频信号与数字音频数据间的转化；通过交换机电路进行RMII以太网接口与网口1至网口4间以太网数据通信，网口1至网口4与外部连接设备可通过以太网进行远程数据传输，实现以太网数据的多路分支和远程传输通信；通过记录存储及转储电路进行记录数据存储和记录数据转储。

如图2所示，自适应接口电路包括型号为LMR16020的开关电源芯片N2、型号为LM22673的开关电源芯片N3、型号为G2R-1-12VDC的电源继电器K1、型号均为G6K-2F-12V的信号继电器K2和信号继电器K3、型号为BC817-16的三极管VT1、型号均为VT-36003的音频网络变压器T1和音频网络变压器T2、型号为THVD1406的RS-485收发器N4、用于连接外部DC48V供电的外部电源输入接口XS1和用于连接车站电台主机通信接口或车站控制盒通信接口的通信接口XS2。

其中开关电源芯片N2的2脚连接外部电源输入接口XS1的1脚并通过电容C1、电容C2接地，4脚通过电阻R1接地，7脚接地，5脚通过电阻R10接地，1脚通过电容C10接8脚，8脚接二极管VD5的负极和电感L1的一端；二极管VD5正极接地；电感L1另一端接二极管VD8正极和12.5V供电接口，并通过电阻R11接开关电源芯片N2的5脚，通过电容C20和电容C21接地；二极管VD8负极接12V供电接口。

其中开关电源芯片N3的7脚连接12V供电接口，3脚通过电阻R4接地，6脚接地，1脚通过电容C14接8脚，4脚通过电阻R13接地，8脚接二极管VD6负极和电感L2的一端；二极管VD6正极接地；电感L2另一端接3.3V供电接口，并通过电阻R14接RS-485收发器N4的4脚，通过电容C22和电容C23接地。

其中电源继电器K1的1脚接12.5V供电接口和二极管VD7的负极，2脚接通信接口XS2的1脚，4脚接12V供电接口，5脚接三极管VT1的3脚；三极管VT1的1脚接信号继电器K2的4脚，并通过电阻R12接12.5V供电接口，通过电阻R15接地，2脚接地；信号继电器K2的1脚接12.5V供电接口和二极管VD1的负极，3脚接XS2的10脚，5脚通过电阻R9接12.5V供电接口，6脚接通信接口XS2的2脚，7脚通过电阻R8接地，8脚接二极管VD1的正极和地。

其中信号继电器K3的1脚接12.5V供电接口和二极管VD4的负极，2脚和5脚接通信接口XS2的4脚，4脚和7脚通过电容C9接通信接口XS2的2脚，3脚接音频网络变压器T1的9脚，6脚接音频网络变压器T2的9脚，8脚接二极管VD4的正极和地；音频网络变压器T1的2脚为自适应接口电路音频输出接口，4脚和7脚接地；音频网络变压器T2的2脚为自适应接口电路音频输入接口，4脚和7脚接地。

其中RS-485收发器N4的8脚接3.3V供电并通过电容C11接地，7脚接通信接口XS2的6脚，6脚接通信接口XS2的7脚，5脚接地，2脚和3脚通过电阻R6接3.3V供电，1脚为自适应接口电路的串口数据发送接口，4脚为自适应接口电路的串口数据接收接口；外部电源输入接口XS1的2脚和通信接口XS2的11脚、12脚接地。

自适应接口电路工作原理：通过开关电源芯片N2将外部48V供电转换为12.5V向设备提供12.5V供电,再通过二极管VD8向设备提供12V供电；通过开关电源芯片N3将12V供电转换为3.3V为设备各部分电路提供3.3V供电；通过信号继电器K2和信号继电器K3对通信接口XS2音频信号和复位信号的连接线路进行切换；通过三极管VT1和电源继电器K1对通信接口XS2与12V供电接口的通断进行切换；通过音频网络变压器T1和音频网络变压器T2对音频信号进行隔离；通过RS-485收发器N4进行RS-485总线接口与UART串口的电平转换。

如图3所示，控制电路包括型号为LPC433XJBD144的处理器芯片N1、型号为SP809的电源监控芯片N12、12MHz无源晶振G2、32.768KHz无源晶振G3。

其中处理器芯片N1的25脚、59脚、94脚、131脚、5脚、36脚、41脚、71脚、77脚、107脚、111脚、141脚、17脚、16脚、127脚接3.3V供电，并分别通过电容C50、电容C51、电容C52、电容C53、电容C54、电容C55、电容C56、电容C57、电容C58、电容C59、电容C60、电容C61、电容C62、电容C63、电容C66接地，28脚、96脚、92脚、93脚分别通过电阻R36、电阻R41、电阻R47、电阻R48接3.3V供电接口，24脚、42脚、43脚、98脚、102脚分别通过电阻R38、电阻R43、电阻R44、电阻R45、电阻R46接地，23脚、19脚、135脚、4脚、40脚、76脚、109脚接地，137脚通过磁珠L3接3.3V供电接口，12脚、13脚分别连接无源晶振G2的两端，并分别通过电容C67、电容C68接地，125脚、126脚分别连接无源晶振G3的两端，并分别通过电容C69、电容C70接地；电源监控芯片N12的1脚接地，3脚接3.3V供电接口并通过电容C64接地，2脚接二极管VD9的负极；二极管VD9的正极接处理器芯片N1的128脚，并通过电阻R39接3.3V供电接口，通过电容C65接地。

控制电路工作原理：通过处理器芯片N1对设备进行控制管理；通过电源监控芯片N12对处理器芯片N1的供电进行监测；通过无源晶振G2为处理器芯片N1提供12MHz时钟信号；通过无源晶振G3为处理器芯片N1提供32.768KHz时钟信号。

如图4所示，音频处理电路包括型号为SPX3819M5-L-1-8/TR的LDO电源芯片N5、型号为TLV320AIC3109的音频处理芯片N6；LDO电源芯片N5的1脚和3脚接3.3V供电接口并通过电容C5接地，2脚接地，5脚接1.8V供电接口并通过电容C15接地；音频处理芯片N6的18脚、24脚、25脚接3.3V供电接口并分别通过电容C42、电容C43、电容C44接地，7脚、32脚连接1.8V供电接口并分别通过电容C45、电容C46接地，6脚、17脚、21脚、26脚接地，11脚、12脚、13脚分别通过电容C13、电容C29、电容C30接地,1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、8脚、9脚、31脚分别连接处理器芯片N1的120脚、14脚、113脚、115脚、78脚、72脚，10脚为音频处理电路的模拟音频输入接口，通过电容C8连接音频网络变压器T1的2脚，23脚为音频处理电路的模拟音频输出接口，通过电容C38连接音频网络变压器T2的2脚。

音频处理电路工作原理：通过LDO电源芯片N5将3.3V供电转换为1.8V为音频处理芯片N6提供1.8V供电；通过音频处理芯片N6对从自适应接口电路输入的模拟音频信号进行数字化处理后传输到控制电路，并将控制电路传输来的数字音频数据进行数模转化后传输到自适应接口电路。

如图5所示，交换机电路包括型号为SPX3819M5-L-1-2/TR的LDO电源芯片N7、型号为KSZ8795CLXIC的交换机芯片N8、25MHz有源晶振G1、型号均为HR911105A的以太网接口插座XS4、以太网接口插座XS5、以太网接口插座XS6、以太网接口插座XS7。

其中LDO电源芯片N7的1脚和3脚接3.3V供电接口并通过电容C6接地，2脚接地，5脚接1.2V供电接口并通过电容C16接地；有源晶振G1的4脚接3.3V供电接口并通过电容C24接地，1脚通过电阻R18接4脚，2脚接地，3脚接交换机芯片N8的79脚；交换机芯片N8的1脚、26脚、42脚、73脚接1.2V供电接口并分别通过电容C25、电容C31、电容C49、电容C34接地，2脚、12脚、34脚、48脚、70脚、73脚接3.3V供电接口并分别通过电容C26、电容C27、电容C37、电容C48、电容C36、电容C28接地，3脚、21脚、27脚、33脚、47脚、71脚、78脚接地，66脚、72脚分别通过电阻R33、电阻R25接3.3V供电接口，77脚通过电阻R23接地，29脚、30脚、32脚、45脚、46脚、51脚、67脚、68脚分别连接处理器芯片N1的34脚、67脚、70脚、62脚、32脚、64脚、140脚、66脚，43脚和44脚连接处理器芯片N1的68脚。

如图6所示，以太网接口插座XS4的1脚、2脚、3脚、6脚、10脚、11脚分别连接所述交换机芯片N8的6脚、7脚、4脚、5脚、65脚、64脚，4脚和5脚通过电容C32接地，9脚、12脚分别通过电阻R19、电阻R20接3.3V供电接口，8脚、M3脚和M4脚接地；以太网接口插座XS5的1脚、2脚、3脚、6脚、10脚、11脚分别连接交换机芯片N8的10脚、11脚、8脚、9脚、63脚、62脚，4脚和5脚通过电容C33接地，9脚、12脚分别通过电阻R21、电阻R22接3.3V供电接口，8脚、M3脚和M4脚接地；以太网接口插座XS6的1脚、2脚、3脚、6脚、10脚、11脚分别连接交换机芯片N8的15脚、16脚、13脚、14脚、25脚、24脚，4脚和5脚通过电容C46接地，9脚、12脚分别通过电阻R28、电阻R29接3.3V供电接口，8脚、M3脚和M4脚接地；以太网接口插座XS7的1脚、2脚、3脚、6脚、10脚、11脚分别连接交换机芯片N8的19脚、20脚、17脚、18脚、31脚、28脚，4脚和5脚通过电容C47接地，9脚、12脚分别通过电阻R30、电阻R31接3.3V供电接口，8脚、M3脚和M4脚接地；以太网接口插座XS4、以太网接口插座XS5、以太网接口插座XS6、以太网接口插座XS7分别为交换机电路网口1、网口2、网口3、网口4用于连接分支车站控制盒或车站电台主机。

交换机电路工作原理：通过LDO电源芯片N7将3.3V供电转换1.2V向交换机芯片N8提供1.2V供电；通过交换机芯片N8实现以太网交换机功能，实现RMII以太网接口与网口1至网口4间的以太网数据通信；通过有源晶振G1为交换机芯片N8提供25MHz时钟信号；通过以太网接口插座XS4、以太网接口插座XS5、以太网接口插座XS6、以太网接口插座XS7进行以太网接口信号隔离保护和驱动能力增强。

如图7所示，记录存储及转储电路包括型号为MX66L51235F的存储芯片N9、型号为LM3526M-H的USB电源控制芯片N10、型号为PRTR5V0U4D的ESD保护芯片N11和用于连接外部USB存储设备的USB接口XS3；其中存储芯片N9的2脚接3.3V供电接口并通过电容C1接地，1脚、3脚、7脚、8脚、9脚、15脚、16脚分别连接处理器芯片N1的119脚、117脚、124脚、122脚、121脚、123脚、118脚，10脚接地；USB电源控制芯片N10的1脚接处理器芯片N1的79脚并通过电阻R2接地，2脚接处理器芯片N1的83脚并通过电阻R3接3.3V供电接口，8脚接处理器芯片N1的21脚并通过电容C12和电容C18接地，7脚接 5V供电接口并通过电容C19接地，6脚接地；ESD保护芯片N11的1脚、3脚、5脚分别连接所述USB接口XS3的3脚、2脚、1脚，2脚接地；USB接口XS3的1脚、2脚、3脚分别连接处理器芯片N1的21脚、20 脚、18脚，4脚接地。

记录存储及转储电路工作原理：通过LDO电源芯片N7对处理器芯片N1传输来的记录数据进行记录存储；通过处理器芯片N1从LDO电源芯片N7读取记录数据后再通过USB接口XS3传输到连接的外部USB存储设备进行记录存储数据转储；通过USB电源控制芯片N10对USB接口XS3进行电源开关控制管理和过流保护；通过ESD保护芯片N11对USB接口XS3进行ESD保护。

Claims (7)

1.一种数字化车站电台接口分支和远程传输设备，其特征在于：包括自适应接口电路、控制电路、音频处理电路、交换机电路和记录存储及转储电路；

所述自适应接口电路电源输入接口连接外部DC48V供电，通信接口连接车站电台主机或车站控制盒的通信接口，3.3V供电接口连接所述控制电路、音频处理电路、交换机电路和记录存储及转储电路的3.3V供电接口，UART串口连接控制电路UART1串口，AF音频接口连接音频处理电路的AF音频接口；

所述控制电路的I2C总线接口和I2S总线接口分别连接音频处理电路的I2C总线接口和I2S总线接口，RMII以太网接口连接交换机电路的RMII以太网接口，SPIFLASH总线接口和USB总线接口分别连接记录存储及转储电路的SPIFLASH总线接口和USB总线接口；

所述交换机电路的网口1至网口4分别连接接入以太网的分支车站控制盒或车站电台主机；

所述记录存储及转储电路USB插座接口连接外部USB存储器。

2.根据权利要求1所述的一种数字化车站电台接口分支和远程传输设备，其特征在于：所述自适应接口电路包括型号为LMR16020的开关电源芯片N2、型号为LM22673的开关电源芯片N3、型号为G2R-1-12VDC的电源继电器K1、型号均为G6K-2F-12V的信号继电器K2和信号继电器K3、型号为BC817-16的三极管VT1、型号均为VT-36003的音频网络变压器T1和音频网络变压器T2、型号为THVD1406的RS-485收发器N4、用于连接外部DC48V供电的外部电源输入接口XS1和用于连接车站电台主机通信接口或车站控制盒通信接口的通信接口XS2；

所述开关电源芯片N2的2脚连接所述外部电源输入接口XS1的1脚并通过电容C1、电容C2接地，4脚通过电阻R1接地，7脚接地，5脚通过电阻R10接地，1脚通过电容C10接8脚，8脚接二极管VD5的负极和电感L1的一端；二极管VD5正极接地；电感L1另一端接二极管VD8正极和12.5V供电接口，并通过电阻R11接开关电源芯片N2的5脚，通过电容C20和电容C21接地；二极管VD8负极接12V供电接口；

所述开关电源芯片N3的7脚连接12V供电接口，3脚通过电阻R4接地，6脚接地，1脚通过电容C14接8脚，4脚通过电阻R13接地，8脚接二极管VD6负极和电感L2的一端；二极管VD6正极接地；电感L2另一端接3.3V供电接口，并通过电阻R14接所述RS-485收发器N4的4脚，通过电容C22和电容C23接地；

所述电源继电器K1的1脚接12.5V供电接口和二极管VD7的负极，2脚接所述通信接口XS2的1脚，4脚接12V供电接口，5脚接所述三极管VT1的3脚；三极管VT1的1脚接所述信号继电器K2的4脚，并通过电阻R12接12.5V供电接口，通过电阻R15接地，2脚接地；

所述信号继电器K2的1脚接12.5V供电接口和二极管VD1的负极，3脚接XS2的10脚，5脚通过电阻R9接12.5V供电接口，6脚接所述通信接口XS2的2脚，7脚通过电阻R8接地，8脚接二极管VD1的正极和地；

所述信号继电器K3的1脚接12.5V供电接口和二极管VD4的负极，2脚和5脚接所述通信接口XS2的4脚，4脚和7脚通过电容C9接通信接口XS2的2脚，3脚接所述音频网络变压器T1的9脚，6脚接所述音频网络变压器T2的9脚，8脚接二极管VD4的正极和地；所述音频网络变压器T1的2脚为自适应接口电路音频输出接口，4脚和7脚接地；所述音频网络变压器T2的2脚为自适应接口电路音频输入接口，4脚和7脚接地；

所述RS-485收发器N4的8脚接3.3V供电并通过电容C11接地，7脚接所述通信接口XS2的6脚，6脚接通信接口XS2的7脚，5脚接地，2脚和3脚通过电阻R6接3.3V供电，1脚为自适应接口电路的串口数据发送接口，4脚为自适应接口电路的串口数据接收接口；所述外部电源输入接口XS1的2脚和所述通信接口XS2的11脚、12脚接地。

3.根据权利要求1所述的一种数字化车站电台接口分支和远程传输设备，其特征在于：所述控制电路包括型号为LPC433XJBD144的处理器芯片N1、型号为SP809的电源监控芯片N12、12MHz无源晶振G2、32.768KHz无源晶振G3；

所述处理器芯片N1的25脚、59脚、94脚、131脚、5脚、36脚、41脚、71脚、77脚、107脚、111脚、141脚、17脚、16脚、127脚接3.3V供电，并分别通过电容C50、电容C51、电容C52、电容C53、电容C54、电容C55、电容C56、电容C57、电容C58、电容C59、电容C60、电容C61、电容C62、电容C63、电容C66接地，28脚、96脚、92脚、93脚分别通过电阻R36、电阻R41、电阻R47、电阻R48接3.3V供电接口，24脚、42脚、43脚、98脚、102脚分别通过电阻R38、电阻R43、电阻R44、电阻R45、电阻R46接地，23脚、19脚、135脚、4脚、40脚、76脚、109脚接地，137脚通过磁珠L3接3.3V供电接口，12脚、13脚分别连接所述无源晶振G2的两端，并分别通过电容C67、电容C68接地，125脚、126脚分别连接所述无源晶振G3的两端，并分别通过电容C69、电容C70接地；

所述电源监控芯片N12的1脚接地，3脚接3.3V供电接口并通过电容C64接地，2脚接二极管VD9的负极；二极管VD9的正极接处理器芯片N1的128脚，并通过电阻R39接3.3V供电接口，通过电容C65接地。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种数字化车站电台接口分支和远程传输设备，其特征在于：所述音频处理电路包括型号为SPX3819M5-L-1-8/TR的LDO电源芯片N5、型号为TLV320AIC3109的音频处理芯片N6；

所述LDO电源芯片N5的1脚和3脚接3.3V供电接口并通过电容C5接地，2脚接地，5脚接1.8V供电接口并通过电容C15接地；

所述音频处理芯片N6的18脚、24脚、25脚接3.3V供电接口并分别通过电容C42、电容C43、电容C44接地，7脚、32脚连接1.8V供电接口并分别通过电容C45、电容C46接地，6脚、17脚、21脚、26脚接地，11脚、12脚、13脚分别通过电容C13、电容C29、电容C30接地,1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、8脚、9脚、31脚分别连接处理器芯片N1的120脚、14脚、113脚、115脚、78脚、72脚，10脚为音频处理电路的模拟音频输入接口，通过电容C8连接音频网络变压器T1的2脚，23脚为音频处理电路的模拟音频输出接口，通过电容C38连接音频网络变压器T2的2脚。

5.根据权利要求1或3所述的一种数字化车站电台接口分支和远程传输设备，其特征在于：所述交换机电路包括型号为SPX3819M5-L-1-2/TR的LDO电源芯片N7、型号为KSZ8795CLXIC的交换机芯片N8、25MHz有源晶振G1、型号均为HR911105A的以太网接口插座XS4、以太网接口插座XS5、以太网接口插座XS6、以太网接口插座XS7；

所述LDO电源芯片N7的1脚和3脚接3.3V供电接口并通过电容C6接地，2脚接地，5脚接1.2V供电接口并通过电容C16接地；

所述有源晶振G1的4脚接3.3V供电接口并通过电容C24接地，1脚通过电阻R18接4脚，2脚接地，3脚接所述交换机芯片N8的79脚；

所述交换机芯片N8的1脚、26脚、42脚、73脚接1.2V供电接口并分别通过电容C25、电容C31、电容C49、电容C34接地，2脚、12脚、34脚、48脚、70脚、73脚接3.3V供电接口并分别通过电容C26、电容C27、电容C37、电容C48、电容C36、电容C28接地，3脚、21脚、27脚、33脚、47脚、71脚、78脚接地，66脚、72脚分别通过电阻R33、电阻R25接3.3V供电接口，77脚通过电阻R23接地，29脚、30脚、32脚、45脚、46脚、51脚、67脚、68脚分别连接处理器芯片N1的34脚、67脚、70脚、62脚、32脚、64脚、140脚、66脚，43脚和44脚连接处理器芯片N1的68脚；

所述以太网接口插座XS4的1脚、2脚、3脚、6脚、10脚、11脚分别连接所述交换机芯片N8的6脚、7脚、4脚、5脚、65脚、64脚，4脚和5脚通过电容C32接地，9脚、12脚分别通过电阻R19、电阻R20接3.3V供电接口，8脚、M3脚和M4脚接地；

所述以太网接口插座XS5的1脚、2脚、3脚、6脚、10脚、11脚分别连接所述交换机芯片N8的10脚、11脚、8脚、9脚、63脚、62脚，4脚和5脚通过电容C33接地，9脚、12脚分别通过电阻R21、电阻R22接3.3V供电接口，8脚、M3脚和M4脚接地；

所述以太网接口插座XS6的1脚、2脚、3脚、6脚、10脚、11脚分别连接所述交换机芯片N8的15脚、16脚、13脚、14脚、25脚、24脚，4脚和5脚通过电容C46接地，9脚、12脚分别通过电阻R28、电阻R29接3.3V供电接口，8脚、M3脚和M4脚接地；

所述以太网接口插座XS7的1脚、2脚、3脚、6脚、10脚、11脚分别连接所述交换机芯片N8的19脚、20脚、17脚、18脚、31脚、28脚，4脚和5脚通过电容C47接地，9脚、12脚分别通过电阻R30、电阻R31接3.3V供电接口，8脚、M3脚和M4脚接地；

所述以太网接口插座XS4、以太网接口插座XS5、以太网接口插座XS6、以太网接口插座XS7分别为交换机电路网口1、网口2、网口3、网口4用于连接所述分支车站控制盒或车站电台主机。

6.根据权利要求1或3所述的一种数字化车站电台接口分支和远程传输设备，其特征在于：所述记录存储及转储电路包括型号为MX66L51235F的存储芯片N9、型号为LM3526M-H的USB电源控制芯片N10、型号为PRTR5V0U4D的ESD保护芯片N11和用于连接外部USB存储设备的USB接口XS3；

所述存储芯片N9的2脚接3.3V供电接口并通过电容C1接地，1脚、3脚、7脚、8脚、9脚、15脚、16脚分别连接处理器芯片N1的119脚、117脚、124脚、122脚、121脚、123脚、118脚，10脚接地；

所述USB电源控制芯片N10的1脚接处理器芯片N1的79脚并通过电阻R2接地，2脚接处理器芯片N1的83脚并通过电阻R3接3.3V供电接口，8脚接处理器芯片N1的21脚并通过电容C12和电容C18接地，7脚接 5V供电接口并通过电容C19接地，6脚接地；

所述ESD保护芯片N11的1脚、3脚、5脚分别连接所述USB接口XS3的3脚、2脚、1脚，2脚接地；USB接口XS3的1脚、2脚、3脚分别连接处理器芯片N1的21脚、20 脚、18脚，4脚接地。

7.一种如权利要求1至6任一项所述的数字化车站电台接口分支和远程传输设备的实现方法，其特征在于：所述实现方法包括：车站电台主机接口分支和远程传输实现方法、车站电台控制盒接口分支和远程传输实现方法；

一、所述车站电台主机接口分支和远程传输实现方法步骤如下：

A1、所述通信接口XS2连接车站电台主机的通信接口，所述网口1至网口4分别通过以太网连接接入以太网的车站控制盒；

A2、所述电源继电器K1的2脚与4脚闭合导通；所述信号继电器K2的3脚和2脚闭合导通，6脚和7脚闭合导通；所述信号继电器K3的3脚和2脚闭合导通，6脚和7脚闭合导通；由所述车站电台主机通过所述通信接口XS2的1脚向12V供电接口提供12V供电，通过所述二极管VD8防止12V供电接口反向供电；

A3、所述车站电台主机输出的指令数据通过所述RS-485收发器N4传输至所述处理器芯片N1；车站电台主机输出的模拟音频信号由所述通信接口XS2的4脚通过所述信号继电器K3和所述音频网络变压器T1传输到所述USB电源控制芯片N10，通过所述音频处理芯片N6进行数字化处理转化为数字音频数据后传输到处理器芯片N1，再通过处理器芯片N1将指令数据和数字音频数据转换为以太网数据并通过所述交换机芯片N8传输至网口1至网口4所连接的车站控制盒；通过交换机芯片N8将网口1至网口4接收到的以太网数据传输到处理器芯片N1，再通过处理器芯片N1将以太网数据转换为指令数据和数字音频数据，并将指令数据通过所述RS-485收发器N4传输到所述车站电台主机，将数字音频数据传输到所述音频处理芯片N6，再通过音频处理芯片N6将数字音频数据转化为模拟音频信号，并通过所述音频网络变压器T2和所述信号继电器K3由所述通信接口XS2的2脚传输到所述车站电台主机；实现车站电台主机接口分支和远程传输功能，从而实现多台车站控制盒同时控制同一车站电台主机；

A4、通过所述处理器芯片N1将指令数据和工作状态信息传输到所述存储芯片N9；通过存储芯片N9采用循环覆盖方式对指令数据和工作状态信息进行记录存储，实现设备记录数据存储功能；所述USB接口连接外部USB存储器后，通过处理器芯片N1从存储芯片N9读取存储的记录数据，并转发到外部USB存储器，实现记录数据转储功能；

二、所述车站控制盒接口分支和远程传输实现方法步骤如下：

S1、所述外部电源输入接口XS1连接外部DC48V供电，所述通信接口XS2连接所述车站控制盒的通信接口，网口1至网口4分别通过以太网连接接入以太网的车站电台主机及通过以太网拉远的所述车站电台主机；

S2、通过所述开关电源芯片N2将外部48V供电转换12.5V供电，并通过所述二极管VD8向12V供电接口提供12V供电，所述信号继电器K2的3脚和4脚闭合导通，6脚和5脚闭合导通；所述信号继电器K3的3脚和4脚闭合导通，6脚和5脚闭合导通；所述通信接口XS2的复位输出信号由10脚通过信号继电器K2控制所述三极管VT1；所述车站控制盒复位开关为开时，通信接口XS2的10脚为输入低电平，三极管VT1截止，所述电源继电器K1的2脚与4脚闭合导通；12V供电接口通过电源继电器K1由通信接口XS2的1脚向所述车站控制盒提供12V供电；所述车站控制盒复位开关为关时，通信接口XS2的10脚为开路输入，三极管VT1导通，电源继电器K1的2脚与4脚断开，通信接口XS2的1脚无12V供电，车站控制盒断电复位；实现车站控制盒复位功能；

S3、所述车站控制盒输出的指令数据通过所述RS-485收发器N4传输至所述处理器芯片N1；车站控制盒输出的模拟音频信号由通信接口XS2的2脚通过所述信号继电器K3和所述音频网络变压器T1传输到所述音频处理芯片N6，通过音频处理芯片N6进行数字化处理转化为数字音频数据后传输到处理器芯片N1，再通过处理器芯片N1将指令数据和数字音频数据转换为以太网数据并通过所述交换机芯片N8传输至网口1至网口4所连接的所述车站电台主机；通过交换机芯片N8将网口1至网口4接收到的以太网数据传输到处理器芯片N1，通过处理器芯片N1将以太网数据转换为指令数据和数字音频数据，并将指令数据通过RS-485收发器N4传输到车站控制盒，将数字音频数据传输到音频处理芯片N6，再通过音频处理芯片N6将数字音频数据转化为模拟音频信号，并通过所述音频网络变压器T2和所述信号继电器K3由所述通信接口XS2的4脚传输到所述车站控制盒；实现车站控制盒接口分支和远程传输功能，从而实现同一车站控制盒控制多台车站电台主机；

S4、通过所述处理器芯片N1将指令数据和设备工作状态信息传输到存储芯片N9；通过存储芯片N9采用循环覆盖方式对指令数据和工作状态信息进行记录存储，实现设备记录数据存储功能；USB接口连接外部USB存储器后，通过处理器芯片N1从存储芯片N9读取存储的记录数据，并转发到所述外部USB存储器，实现记录数据转储功能。

Images