CN204145484U - 基于多功能车辆总线的车载实时信息接收与发送装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于多功能车辆总线的车载实时信息接收与发送装置，包括电源电路、单片机、接口转换电路、CDMA模块和GPRS模块。接口转换电路、CDMA模块、GPRS模块分别和单片机连接。电源电路为单片机、接口转换电路、CDMA模块和GPRS模块提供电源输入，单片机发送数据至接口转换电路，接口转换电路一方面接收来自单片机的数据并发送至CDMA模块或GPRS模块，另一方面接口转换电路接收来自CDMA模块或GPRS模块的数据，并发送至单片机，CDMA模块或GPRS模块将实时信息通过公共移动网络发送出去，并接收来自公共移动网络的数据。本实用新型实现了列车与地面之间车载实时信息的通信，且同时设有CDMA模块和GPRS模块，进一步提高了通信的可靠性。

Description

基于多功能车辆总线的车载实时信息接收与发送装置

技术领域

本实用新型涉及一种车载数据通信装置，具体是一种基于多功能车辆总线的车载实时信息接收与发送装置。

背景技术

MVB(Multifunction Vehicle Bus)是用于连接车辆内固定设备的多功能车辆总线。MVB可靠性高、实时性强，是目前最为先进的车载设备总线，是列车上设备之间传送和交换数据的标准通信介质。

随着机车通讯技术的发展，对机车通讯数据的可靠性、安全性和实时性都有了更高的要求。在机车正常运行过程当中需要对一些信息进行实时通信，如车辆的故障信息，预警信息，远程操作信息等。通过对在运行的地铁车辆运行状态和设备记录数据的实时的无线传输，向车辆提供实时的故障诊断信息，进而为故障处理提供远程技术支持，减少地铁车辆正线运营过程中的故障处理时间和清客率。

目前，大部分地铁车辆不能及时将故障信息传送至地面，而要等到机车回库后方能获得故障信息进行分析，从而导致无法实时处理及排除故障，无法保证实时通信的可靠性。

为了能够及时地将车载实时信息发送至地面处理，并接收来自地面的处理结果，需要设计一种能够实时发送车载信息的通信装置。

实用新型内容

发明目的：针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种能够实现列车与地面之间实时信息通信的装置。

技术方案：为了实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于多功能车辆总线的车载实时信息接收与发送装置，包括电源电路、单片机、第一接口转换电路、CDMA模块、第二接口转换电路及GPRS模块；第一接口转换电路和第二接口转换电路分别与单片机连接，CDMA模块与第一接口转换电路连接，GPRS模块与第二接口转换电路连接，电源电路分别与单片机、第一接口转换电路、第二接口转换电路、CDMA模块和GPRS模块连接。

进一步的，所述电源电路包括第一电压转换电路和第二电压转换电路，第一电压转换电路分别与单片机、第一接口转换电路和第二接口转换电路连接，第二电压转换电路分别与CDMA模块和GPRS模块连接。

进一步的，所述第一电压转换电路包括一个电压转换芯片U1，所述第二电压转换电路包括一个电压转换芯片U2，所述单片机包括一个微控制器芯片U3，所述第一接口转换电路包括一个接口转换芯片U4，所述CDMA模块包括一个CDMA芯片U5和一个RUIM卡芯片U6，所述第二接口转换电路包含一个接口转换芯片U9，所述GPRS模块包括一个GPRS芯片U7和一个SIM卡芯片U8；微控制器芯片U3分别与接口转换芯片U4和接口转换芯片U9连接，接口转换芯片U4与CDMA芯片U5连接，CDMA芯片U5与RUIM卡芯片U6连接，接口转换芯片U9与GPRS芯片U7连接，GPRS芯片U7与SIM卡芯片U8连接，电压转换芯片U1分别与微控制器芯片U3、接口转换芯片U4和接口转换芯片U9连接，电压转换芯片U2分别与CDMA芯片U5和GPRS芯片U7连接。

工作原理：本实用新型提供的基于多功能车辆总线的车载实时信息接收与发送装置，使用高性能的AVR单片机技术，通过电压转换芯片为单片机及其它芯片提供电源。该装置的通信方式主要采用CDMA网络，备用网络采用GPRS网络，微控制器一方面将已采集到的车辆信息根据优先级、实时性等要求，发送至接口转换芯片，接口转换芯片再将数据发送至CDMA芯片，CDMA芯片再将数据发送至公共移动网络，以实现将实时性强且优先级高的数据发送出去，当发送优先级较高的数据时，需要接收确认帧，若在一定时间内未收到确认帧，则向GPRS模块芯片请求发送数据，通过该备用网络进行发送；对于实时性差，且优先级低的数据，则直接向GPRS模块芯片请求发送数据，通过该备用网络发送出去；另一方面，CDMA芯片接收来自公共移动网络的数据，并发送到接口转换芯片，接口转换芯片再将数据发送至单片机处理。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型基于多功能车辆总线实现了列车与地面之间车载实时信息的通信，且同时设有CDMA模块和GPRS模块，进一步提高了车载实时信息通信的可靠性。本实用新型能够及时可靠地进行列车与地面之间的通信，为行车安全提供保障。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图；

图2是本实用新型的电源电路原理图；

图3是本实用新型的单片机原理图；

图4是本实用新型的第一接口转换电路原理图；

图5是本实用新型的第二接口转换电路原理图；

图6是本实用新型的CDMA模块原理图；

图7是本实用新型的GPRS模块原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型的实时信息接收与发送系统包括：电源电路1、单片机2、第一接口转换电路3、CDMA模块4、第二接口转换电路5及GPRS模块6。电源电路1包含一个电压转换芯片U1(MAX1837EUT33-T)，用于将5V电压转换成3.3V，一个电压转换芯片U2(MAX1745EUB)，用于将5V电压转换成3.8V；单片机2包含一个微控制器U3(ATXMEGA384C3-AU)，负责将数据发送至接口转换电路；第一接口转换电路3包含一个接口转换芯片U4(XR20M11701G24)，完成单片机2和CDMA模块4之间的通信；CDMA模块4包含一个微控制器U5(HUAWEIMC703)，负责将实时信息通过公共网络发送出去，RUIM卡芯片U6(RUIMCARD)，负责完成用户身份的识别。第二接口转换电路5包含一个接口转换芯片U9(XR20M11701G24)，完成单片机2和GPRS模块6之间的通信；GPRS模块6包含一个GPRS芯片U7(SIM9000A)，负责将实时信息发送出去，SIM卡芯片U8(SIMCARD)，负责完成用户身份的识别。

如图2所示，电源电路由交流电通过USB接口供电，通过USB接口电路将交流电转换成5V电压，然后经过电容和电感滤波后由电压转换芯片U1降压至3.3V(VCC-1)为微控制器和接口转换芯片供电，同时由电压转换芯片U2降压至3.8V(VCC-2)，为CDMA模块和GPRS模块供电。

如图3所示，微控制器U3的PC0～PC3分别与芯片U4的SCK，SO，SI相连，芯片U3的PB6，PB7分别与芯片U4的 相连，用于将实时信息由U3发送至U4。微控制器U3的PD0～PD3分别与芯片U9的SCK，SO，SI相连，芯片U3的PB0，PB2分别与芯片U9的 用于将实时信息由U3发送至U9。

如图4及图6所示，接口转换芯片U4的TX与CDMA模块U5的TXD相连，U4的RX与U5的RXD相连，U4的与U5的RTS相连，U4的与U5的CTS相连，用于将实时信息由U4发送至U5。CDMA模块U5的VREG_RUIM，RUIM_RST，RUIM_IO，RUIM_CLK分别与RUIM卡芯片U6的RUIM_VCC，RUIM_RST，RUIM_IO，RUIM_CLK相连，用于用户身份识别以及网络的检测与连接，并将实时信息通过公共网络发送出去。

如图4及图7所示，接口转换芯片U9的TX与GPRS模块芯片U7的TXD相连，U9的RX与U7的RXD相连，U9的与U7的RTS相连，U9的与U7的CTS相连，用于将实时信息由U9发送至U7。GPRS模块U7的SIM_VDD，SIM_PD，SIM_RST，SIM_DATA，SIM_CLK分别与SIM卡芯片U8的SIM_VDD，SIM_PD2，SIM_RS，SIM_IO，SIM_CLK相连，用于用户身份识别以及网络的检测与连接，并将实时信息通过公共网络发送出去。

Claims (6)

1.一种基于多功能车辆总线的车载实时信息接收与发送装置，其特征在于，包括电源电路、单片机、第一接口转换电路、CDMA模块、第二接口转换电路及GPRS模块；第一接口转换电路和第二接口转换电路分别与单片机连接，CDMA模块与第一接口转换电路连接，GPRS模块与第二接口转换电路连接，电源电路分别与单片机、第一接口转换电路、第二接口转换电路、CDMA模块和GPRS模块连接。

2.根据权利要求1所述的基于多功能车辆总线的车载实时信息接收与发送装置，其特征在于，所述电源电路包括第一电压转换电路和第二电压转换电路，第一电压转换电路分别与单片机、第一接口转换电路和第二接口转换电路连接，第二电压转换电路分别与CDMA模块和GPRS模块连接。

3.根据权利要求2所述的基于多功能车辆总线的车载实时信息接收与发送装置，其特征在于，所述第一电压转换电路包括一个电压转换芯片U1，所述第二电压转换电路包括一个电压转换芯片U2，所述单片机包括一个微控制器芯片U3，所述第一接口转换电路包括一个接口转换芯片U4，所述CDMA模块包括一个CDMA芯片U5和一个RUIM卡芯片U6，所述第二接口转换电路包含一个接口转换芯片U9，所述GPRS模块包括一个GPRS芯片U7和一个SIM卡芯片U8；微控制器芯片U3分别与接口转换芯片U4和接口转换芯片U9连接，接口转换芯片U4与CDMA芯片U5连接，CDMA芯片U5与RUIM卡芯片U6连接，接口转换芯片U9与GPRS芯片U7连接，GPRS芯片U7与SIM卡芯片U8连接，电压转换芯片U1分别与微控制器芯片U3、接口转换芯片U4和接口转换芯片U9连接，电压转换芯片U2分别与CDMA芯片U5和GPRS芯片U7连接。

4.根据权利要求3所述的基于多功能车辆总线的车载实时信息接收与发送装置，其特征在于，所述微控制器U3为ATXMEGA384C3-AU，所述接口转换芯片U4为XR20M11701G24，所述CDMA芯片U5为HUAWEIMC703，所述接口转换芯片U9为XR20M11701G24，所述GPRS芯片U7为SIM9000A。

5.根据权利要求4所述的基于多功能车辆总线的车载实时信息接收与发送装置，其特征在于，微控制器芯片U3的PC0～PC3分别与接口转换芯片U4的SCK，SO，SI相连，微控制器芯片U3的PB6，PB7分别与接口转换芯片U4的相连，微控制器芯片U3的PD0～PD3分别与接口转换芯片U9的SCK，SO，SI相连，微控制器芯片U3的PB0，PB2分别与接口转换芯片U9的接口转换芯片U4的TX，RX，与CDMA模块U5的TXD，RXD，RTS，CTS相连，接口转换芯片U4的与CDMA模块U5的DSR，DTR，DCD，RI相连，CDMA模块U5的VREG_RUIM，RUIM_RST，RUIM_IO，RUIM_CLK分别与RUIM卡芯片U6的RUIM_VCC，RUIM_RST，RUIM_IO，RUIM_CLK相连，接口转换芯片U9的TX，RX，与GPRS模块U7的TXD，RXD，RTS，CTS相连，接口转换芯片U9的 与GPRS模块U7的DSR，DTR，DCD，RI相连，GPRS模块U7的SIM_VDD，SIM_PD，SIM_RST，SIM_DATA，SIM_CLK分别与SIM卡芯片U8的SIM_VDD，SIM_PD2，SIM_RS，SIM_IO，SIM_CLK相连。

6.根据权利要求2-5任一项所述的基于多功能车辆总线的车载实时信息接收与发送装置，其特征在于，所述电源电路还包括USB接口电路，USB接口电路分别与第一电压转换电路和第一电压转换电路连接。