CN116208188B - 一种充电式cir无线送受话器及实现方法 - Google Patents
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Abstract
一种充电式CIR无线送受话器及实现方法，包括送受话器和MMI嵌入端。送受话器电池单元分别连接无线MCUⅠ和音频编解码器Ⅰ，无线MCUⅠ双向连接音频编解码器Ⅰ，按键单元单向连接无线MCUⅠ；MMI嵌入端的MMI接口连接无线MCUⅡ和音频编解码器Ⅱ，音频编解码器Ⅱ双向连接无线MCUⅡ和MMI接口，按键检测单元双向连接无线MCUⅡ和MMI接口；送受话器和MMI嵌入端分别通过天线用于收发无线信号。本发明实现了MMI与送受话器的无线连接，通过无线通信的方式传输语音和交互性数据信息，可满足机车台调度通信功能，减少了线缆损坏造成的维护成本，同时也给用户的活动范围带来更大程度的自由，安装和使用更加方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种CIR送受话器，特别涉及一种充电式CIR无线送受话器及实现方法，属于铁路通信技术领域。
背景技术
目前，我国铁路机车综合无线通信设备（简称CIR）操作显示终端（简称MMI）与配备的送受话器一般采用有线连接的方式，通常采用RS485总线将送受话器的按键数据信息传送给MMI，采用模拟音频信号进行MMI和送受话器间的语音传输，由于连接线缆长度有限，导致间用户人员在操作时活动范围受限，同时因线缆在使用时受到拉力，时久了容易损坏，缩短了使用寿命，影响通话质量，产生一定的维护成本，且有线连接也会造成台面不整洁不美观。
发明内容
为解决上述MMI与送受话器有线连接方式的弊端，本发明提供了一种充电式CIR无线送受话器及实现方法，实现了MMI与送受话器的无线连接。
本发明采取的技术方案是：一种充电式CIR无线送受话器，包括送受话器和MMI嵌入端；所述送受话器包括电池单元、无线MCUⅠ、音频编解码器Ⅰ和按键单元；所述电池单元分别连接无线MCUⅠ和音频编解码器Ⅰ用于提供电源，所述无线MCUⅠ双向连接音频编解码器Ⅰ用于传输数据和音频，所述按键单元单向连接MCUⅠ用于发起呼叫和通话；所述MMI嵌入端包括MMI接口、无线MCUⅡ、音频编解码器Ⅱ和按键检测单元；所述MMI接口分别连接无线MCUⅡ和音频编解码器Ⅱ用于提供电源，所述音频编解码器Ⅱ双向连接无线MCUⅡ和MMI接口用于传输数据和音频，所述按键检测单元双向连接无线MCUⅡ和MMI接口用于检测端口的电平和数据；所述送受话器和MMI嵌入端分别通过天线用于收发无线信号。
一种充电式CIR无线送受话器的实现方法，步骤如下：
送受话器发送MMI嵌入端接收的过程如下：按下按键Ⅰ或按键Ⅱ发起呼叫，按下PTT按键并讲话，语音经外部麦克风输入至音频编解码器Ⅰ进行A/D转换和放大处理，无线MCUⅠ对音频编解码器Ⅰ进行控制管理，将处理后的音频信号传输到无线MCUⅠ，无线MCUⅠ将处理过的音频信号和按键Ⅰ或按键Ⅱ数据信息调制后通过天线无线发送给MMI嵌入端，MMI嵌入端的无线MCUⅡ将通过天线接收到的调制后信号进行解调，然后将解调后的音频信号传输到音频编解码器Ⅱ进行D/A转换，转换后的信号通过HPL管脚再传输到MMI接口的MIC音频输入口，同时，将解调后的按键Ⅰ或按键Ⅱ数据信息通过RS485收发器芯片和缓冲器芯片传输给MMI接口，RS485收发器芯片用于无线MCUⅡUART接口电平与MMI数据接口RS485电平间的转换，缓冲器芯片进行无线MCUⅡ的GPIO接口与MMI接口之间的3.3V-5V电平转换，通过检测RS485管脚和PTT_OUT/HANGE_OUT管脚的电平及按键Ⅰ或按键Ⅱ数据来识别呼叫通话类型；MMI嵌入端发送送受话器接收的过程如下：MMI接口将识别到的语音通过SP音频输出口和音频编解码器Ⅱ的MIC3R管脚输入至音频编解码器Ⅱ进行A/D转换和放大处理，无线MCUⅡ对音频编解码器Ⅱ进行控制管理，将处理后的信号传输到无线MCUⅡ，无线MCUⅡ将信号调制后通过天线发送给送受话器，送受话器的无线MCUⅠ将通过天线接收到的调制后信号进行解调，然后将收到的语音信号传输到音频编解码器Ⅰ进行D/A转换，再经HPL管脚通过扬声器输出音频；通过无线通信的方式传输语音和交互性数据信息。
本发明的有益效果是：实现了MMI与送受话器的无线连接，通过无线通信的方式传输语音和交互性数据信息，可满足机车台调度通信功能，减少了线缆损坏造成的维护成本，同时也给用户的活动范围带来更大程度的自由，安装和使用更加方便。
附图说明
图1为本发明充电式CIR无线送受话器的电路框图；
图2为本发明送受话器的电路连接框图；
图3为本发明MMI嵌入端的电路连接框图；
图4为本发明实施例1的电路连接框图。
实施方式
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，一种充电式CIR无线送受话器包括送受话器和MMI嵌入端，其中送受话器内含电池单元、无线MCUⅠ、音频编解码器Ⅰ和按键单元，电池单元连接无线MCUⅠ和音频编解码器Ⅰ，无线MCUⅠ双向连接音频编解码器Ⅰ，按键单元单向连接无线MCUⅠ；MMI嵌入端包括MMI接口、无线MCUⅡ、音频编解码器Ⅱ和按键检测单元，MMI接口电源输出连接无线MCUⅡ和音频编解码器Ⅱ，音频编解码器Ⅱ双向连接无线MCUⅡ和MMI接口，按键检测单元双向连接无线MCUⅡ和单MMI接口。
如图2所示，送受话器电路连接为，电池单元由充电器、可充电锂电池、开关电源组成，DC12V电源依次通过所述充电器、可充电锂电池、开关电源为音频编解码器Ⅰ和无线MCUⅠ的VCC接口提供DC3.3V供电，无线MCUⅠ的I2C总线接口与音频编解码器Ⅰ的I2C总线接口双向连接，I2S总线接口与音频编解码器Ⅰ的I2S总线接口双向连接，GPIO接口连接按键单元，RF接口连接天线；按键单元包括按键Ⅰ、按键Ⅱ、PTT按键；无线MCUⅠ的型号为CC1310RHB，音频编解码器Ⅰ的型号为TLV320AIC3106，充电器型号为LTC4069，开关电源型号为TPS63031。
如图3所示，MMI嵌入端的电路连接为，按键检测单元由RS485收发器芯片和缓冲器芯片组成，无线MCUⅡ的UART串口通过RS485收发器芯片与MMI接口的RS485串口连接，PTT/HANGE管脚通过缓冲器芯片与MMI接口的PTT_OUT/HANGE_OUT管脚连接，RF接口连接天线，I2C总线接口与音频编解码器Ⅱ的I2C总线接口双向连接，I2S总线接口与音频编解码器Ⅱ的I2S总线接口双向连接，音频编解码器Ⅱ的MIC3R管脚连接MMI接口的SP音频输出口，HPL管脚接MMI接口的MIC音频输入口，MMI接口的VCC管脚连接无线MCUⅡ和音频编解码器Ⅱ的VCC管脚；无线MCUⅡ的型号为CC1310RHB，音频编解码器Ⅱ的型号为TLV320AIC3106，RS485收发器芯片型号为SN65HVD11，缓冲器芯片型号为SN74LVC1G07。
实施例1，如图4所示，将机车车头配备CIR、MMI和充电式CIR无线送受话器。将充电式CIR无线送受话器音频编解码器Ⅰ的LINE管脚连接麦克风，将HPL管脚连接扬声器，将MMI嵌入端通过MMI接口连接MMI，MMI通过MMI连接线连接到CIR，CIR内含450MHz功能单元、GSM-R话音单元和外接天线，电量不足时电池单元可外接DC12V电源适配器为可充电锂电池充电。
按键单元的按键Ⅰ、按键Ⅱ和PTT按键用于发起呼叫和通话，当CIR工作在450MHz工作模式时，按键Ⅰ定义为“隧道车站”，按键Ⅱ定义为“平原车站”；当CIR在GSM-R工作模式时，按键Ⅰ定义为“调度”，按键Ⅱ定义为“车站”。
当CIR工作在450MHz工作模式，机车与车站进行通话时，列车司机摘机，按下送受话器的按键Ⅰ发起呼叫，待车站值班员摘机，按下PTT按键并讲话，语音经麦克风通过LINE管脚输入至音频编解码器Ⅰ，音频编解码器Ⅰ通过A/D转换将输入的模拟音频信号转换成数字音频数据，同时进行放大处理，处理后的数字音频数据通过I2S总线传输到无线MCUⅠ，无线MCUⅠ将处理过的数字音频数据和按键Ⅰ数据信息调制后通过天线发送给MMI嵌入端；MMI嵌入端的无线MCUⅡ将通过天线接收到的调制后信号进行解调，将解调出的按键Ⅰ数据信息通过RS485收发器芯片和缓冲器芯片传输至MMI接口；将解调出的数字音频数据通过I2S总线传输到音频编解码器Ⅱ，音频编解码器Ⅱ通过D/A转换将输入的数字音频数据转换成模拟音频信号，再通过HPL管脚传输到MMI接口的MIC音频输入口；MMI通过检测接口的RS485管脚和PTT_OUT/HANGE_OUT管脚的电平及数据识别到呼叫通话类型为“隧道车站”，并显示在界面上；同时，MMI内部通过A/D转换将识别到的模拟音频信号转换成数字音频数据，并进行放大处理，最后通过MMI连接线将处理后的数字音频数据和按键Ⅰ数据信息传输给CIR，经CIR内部450MHz功能单元调制成无线信号，由CIR的外接天线发送给车站台。
CIR的外接天线也可接收到车站台发送的无线信号，由内部的450MHz功能单元将数字音频数据从无线信号中解调出来，通过MMI连接线传输给MMI进行D/A转换，将输入的数字音频数据转换成模拟音频信号，再通过MMI接口的SP音频输出口输入至音频编解码器Ⅱ，通过A/D转换将识别到的模拟音频信号转换成数字音频数据，并进行放大处理，处理后的信号通过I2S总线传输到无线MCUⅡ，无线MCUⅡ将信号调制后通过天线发送给送受话器；送受话器通过无线MCUⅠ将接收到的调制后信号进行解调，通过I2S总线传输到音频编解码器Ⅱ进行D/A转换，将输入的数字音频数据转换成模拟音频信号，再经HPL管脚通过扬声器输出音频至列车司机。
当CIR工作在GSM-R工作模式，机车与调度台进行通话时，列车司机摘机，按下送受话器的按键Ⅰ发起呼叫，调度台振铃，待CIR收到回铃后，按下PTT按键并讲话，语音经麦克风通过LINE管脚输入至音频编解码器Ⅰ，音频编解码器Ⅰ通过A/D转换将输入的模拟音频信号转换成数字音频数据，同时进行放大处理，处理后的数字音频数据通过I2S总线传输到无线MCUⅠ，无线MCUⅠ将处理过的数字音频数据和按键Ⅰ数据信息调制后通过天线发送给MMI嵌入端；MMI嵌入端的无线MCUⅡ将通过天线接收到的调制后信号进行解调，将解调出的按键Ⅰ数据信息通过RS485收发器芯片和缓冲器芯片传输至MMI接口；将解调出的数字音频数据通过I2S总线传输到音频编解码器Ⅱ，音频编解码器Ⅱ通过D/A转换将输入的数字音频数据转换成模拟音频信号，再通过HPL管脚传输到MMI接口的MIC音频输入口；MMI通过检测接口的RS485管脚和PTT_OUT/HANGE_OUT管脚的电平及数据识别到呼叫通话类型为“调度”，并显示在界面上；同时，MMI内部通过A/D转换将识别到的模拟音频信号转换成数字音频数据，并进行放大处理，最后通过MMI连接线将处理后的数字音频数据和按键Ⅰ数据信息传输给CIR，经CIR内部GSM-R话音单元调制成无线信号，由CIR的外接天线发送给调度台。
CIR的外接天线也可接收到调度台发送的无线信号，由内部的GSM-R话音单元将数字音频数据从无线信号中解调出来，通过MMI连接线传输给MMI进行D/A转换，将输入的数字音频数据转换成模拟音频信号，再通过MMI接口的SP音频输出口输入至音频编解码器Ⅱ，通过A/D转换将识别到的模拟音频信号转换成数字音频数据，并进行放大处理，处理后的信号通过I2S总线传输到无线MCUⅡ，无线MCUⅡ将信号调制后通过天线发送给送受话器；送受话器通过无线MCUⅠ将接收到的调制后信号进行解调，通过I2S总线传输到音频编解码器Ⅱ进行D/A转换，将输入的数字音频数据转换成模拟音频信号，再经HPL管脚通过扬声器输出音频至列车司机。
同理，当CIR工作在450MHz工作模式，按下呼叫按键Ⅱ，识别到机车与车站间的通话类型为“平原车站”；当CIR工作在GSM-R工作模式，按下呼叫按键Ⅱ，识别到机车与车站间的通话类型为“车站”。
上述“隧道车站”和“平原车站”通话类型都是机车呼叫车站，区别是“隧道车站”为异频通话，“平原车站”为同频通话。
Claims (1)
1.一种充电式CIR无线送受话器，其特征在于，包括送受话器和MMI嵌入端；
所述送受话器包括电池单元、无线MCUⅠ、音频编解码器Ⅰ和按键单元；
所述电池单元分别连接无线MCUⅠ和音频编解码器Ⅰ用于提供电源，所述无线MCUⅠ双向连接音频编解码器Ⅰ用于传输数据和音频，所述按键单元单向连接MCUⅠ用于发起呼叫和通话；
所述MMI嵌入端包括MMI接口、无线MCUⅡ、音频编解码器Ⅱ和按键检测单元；
所述MMI接口分别连接无线MCUⅡ和音频编解码器Ⅱ用于提供电源，所述音频编解码器Ⅱ双向连接无线MCUⅡ和MMI接口用于传输数据和音频，所述按键检测单元双向连接无线MCUⅡ和MMI接口用于检测端口的电平和数据；
所述送受话器和MMI嵌入端分别通过天线用于收发无线信号；
所述送受话器电路连接为，电池单元由充电器、可充电锂电池、开关电源组成，DC12V电源依次通过所述充电器、可充电锂电池、开关电源为音频编解码器Ⅰ和无线MCUⅠ的VCC接口提供DC3.3V供电，所述无线MCUⅠ的I2C总线接口与音频编解码器Ⅰ的I2C总线接口双向连接，I2S总线接口与音频编解码器Ⅰ的I2S总线接口双向连接，GPIO接口连接按键单元，RF接口连接天线；
所述按键单元包括按键Ⅰ、按键Ⅱ、PTT按键；
所述无线MCUⅠ的型号为CC1310RHB，音频编解码器Ⅰ的型号为TLV320AIC3106，
充电器型号为LTC4069，开关电源型号为TPS63031；
所述MMI嵌入端的电路连接为，按键检测单元由RS485收发器芯片和缓冲器芯片组成，无线MCUⅡ的UART串口通过RS485收发器芯片与MMI接口的RS485串口连接，PTT/HANGE管脚通过缓冲器芯片与MMI接口的PTT_OUT/HANGE_OUT管脚连接，RF接口连接天线，I2C总线接口与音频编解码器Ⅱ的I2C总线接口双向连接，I2S总线接口与音频编解码器Ⅱ的I2S总线接口双向连接，音频编解码器Ⅱ的MIC3R管脚连接MMI接口的SP音频输出口，HPL管脚接MMI接口的MIC音频输入口，MMI接口的VCC管脚连接无线MCUⅡ和音频编解码器Ⅱ的VCC管脚；
所述无线MCUⅡ的型号为CC1310RHB，音频编解码器Ⅱ的型号为TLV320AIC3106，RS485收发器芯片型号为SN65HVD11，缓冲器芯片型号为SN74LVC1G07；
送受话器发送MMI嵌入端接收的过程如下：按下按键Ⅰ或按键Ⅱ发起呼叫，按下PTT按键并讲话，语音经外部麦克风输入至音频编解码器Ⅰ进行A/D转换和放大处理，无线MCUⅠ对音频编解码器Ⅰ进行控制管理，将处理后的音频信号传输到无线MCUⅠ，无线MCUⅠ将处理过的音频信号和按键Ⅰ或按键Ⅱ数据信息调制后通过天线无线发送给MMI嵌入端，MMI嵌入端的无线MCUⅡ将通过天线接收到的调制后信号进行解调，然后将解调后的音频信号传输到音频编解码器Ⅱ进行D/A转换，转换后的信号通过HPL管脚再传输到MMI接口的MIC音频输入口，
同时，将解调后的按键Ⅰ或按键Ⅱ数据信息通过RS485收发器芯片和缓冲器芯片传输给MMI接口，RS485收发器芯片用于无线MCUⅡUART接口电平与MMI数据接口RS485电平间的转换，缓冲器芯片进行无线MCUⅡ的GPIO接口与MMI接口之间的3.3V-5V电平转换，通过检测RS485管脚和PTT_OUT/HANGE_OUT管脚的电平及按键Ⅰ或按键Ⅱ数据来识别呼叫通话类型；
MMI嵌入端发送送受话器接收的过程如下：MMI接口将识别到的语音通过SP音频输出口和音频编解码器Ⅱ的MIC3R管脚输入至音频编解码器Ⅱ进行A/D转换和放大处理，无线MCUⅡ对音频编解码器Ⅱ进行控制管理，将处理后的信号传输到无线MCUⅡ，无线MCUⅡ将信号调制后通过天线发送给送受话器，送受话器的无线MCUⅠ将通过天线接收到的调制后信号进行解调，然后将收到的语音信号传输到音频编解码器Ⅰ进行D/A转换，再经HPL管脚通过扬声器输出音频；
通过无线通信的方式传输语音和交互性数据信息。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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