CN204305014U - 一种车载通信设备 - Google Patents

Abstract

一种车载通信设备，涉及轨道交通设备技术领域。该车载通信设备设于列车内，并与列车内的车载交换机连接，包括网卡、数据处理器、内存、看门狗电路以及数据存储器。所述网卡与车载交换机、车载设备通信，并与数据处理器连接；所述数据处理器还分别与内存、看门狗电路以及数据存储器连接；且所述数据存储器设有两个交替工作的工作分区，每个工作分区内存储有数据处理器运行时所需系统。本实用新型车载通信设备具有较强的自我恢复功能，减少了人工维修成本的投入。

Description

一种车载通信设备

技术领域

本实用新型涉及轨道交通设备技术领域，具体来讲是一种车载通信设备。

背景技术

随着城市轨道交通列车(以下简称城轨交通列车)的快速发展，城轨交通列车对促进经济和社会发展起到了重要作用。为了保障城轨交通列车运行的安全，需要利用车载通信设备将城轨交通列车车厢内的视频图像等信息通过无线网络实时传输至监控中心，使操作人员能够通过监控中心的视频画面迅速对城轨交通列车进行指挥和调度。

但在使用过程中发现，现有的车载通信设备的自我修复能力差，当其系统出现问题时，需要人工干预进行恢复。一旦无线网络不稳定，车地之间无法进行正常通信时(即无法进行远程维护)，还需维护人员赶到现场进行处理，费时费力；而且，由于现场环境复杂故障排查困难，很难进行维护和修理，严重影响了城轨交通列车的日常运行。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种车载通信设备，具有较强的自我恢复功能，减少了人工维修成本的投入。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：一种车载通信设备，设于列车内，并与列车内的车载交换机连接，包括网卡、数据处理器、内存、看门狗电路以及数据存储器。其中，所述网卡与车载交换机、车载设备通信，并与数据处理器连接，所述数据处理器还分别与内存、看门狗电路以及数据存储器连接，且所述数据存储器设有两个交替工作的工作分区，每个工作分区内存储有数据处理器运行时所需系统。

在上述技术方案的基础上，所述看门狗电路包括依次连接的8位分频器、除数因子选择器、多路复合器、看门狗递减寄存器以及复位信号产生器，所述看门狗递减寄存器连接有看门狗数据寄存器，所述8位分频器、多路复合器、复位信号产生器均与看门狗控制寄存器连接。

在上述技术方案的基础上，所述数据处理器为ARM Cortex-A8处理器。

在上述技术方案的基础上，所述网卡为千兆以太网卡。

在上述技术方案的基础上，所述内存为512兆DDR3。

在上述技术方案的基础上，所述数据存储器为512兆快闪记忆体。

在上述技术方案的基础上，还包括SD卡卡座、USB接口和串行接口，所述SD卡卡座、USB接口和串行接口均与数据处理器连接。

在上述技术方案的基础上，还包括时钟芯片，所述时钟芯片与数据处理器连接。

在上述技术方案的基础上，还包括机壳，所述网卡、数据处理器、内存、看门狗电路以及数据存储器均设置于所述机壳内部。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型中，设置有看门狗电路，该看门狗电路能在数据处理器出现故障时，令数据处理器自动重启；且数据存储器设有两个相互独立且交替工作的工作分区，每个工作分区内都存储有数据处理器运行时所需系统，当一个工作分区的系统崩溃时，可以切换到另一个可用工作分区工作，从而使得本车载通信设备在硬件没有损坏的情况下有着极强的自我恢复功能，且整个恢复过程无需人工干预，减少了人工维修成本的投入。

2、由于现有车载通信设备不具备数据包筛选功能，常常在接收到重复或错误的数据包时依然进行传输，令数据传输经常出现丢包和误码的现象。针对上述问题，本实用新型设置有具有分析、筛选功能的数据处理器，该数据处理器能对数据包进行分析挑选，通过查看数据包的数据包头，去除错误的、重复的数据包，并对数据包进行重新排序后交由网卡发送，最大限度的减小了误码与丢包的程度，使得通信质量好、实时性高。

3、在列车上的环境使得车载通信设备一旦出现了较大问题，为了快速的完成维修，有时只能直接更换车载通信设备。基于上述情况考虑，本实用新型特别采用ARM Cortex-A8处理器，相对于现有的x86构架的车载通信设备来说，其具有功耗小、成本低的特点，能有效的减小成本压力，具有很强的适用性和经济性。

4、本实用新型主要用于实现列车与地面监控中心之间的通信，但同时也为其它交通通信提供了支持，例如可适应于船用领域，应用范围广泛。

附图说明

图1为本实用新型车载通信设备的应用示意图；

图2为本实用新型车载通信设备的结构框图；

图3为看门狗电路的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型提供一种车载通信设备，用于实现列车与地面监控中心之间的通信。该车载通信设备设于列车内，并与列车内的车载交换机连接，该车载交换机与无线设备、车载设备连接，所述车载设备为多个，设于列车内的各个不同位置，所述无线设备用于通过无线方式接收或发送各数据包，实现与地面监控中心的通信。地面监控中心内设有地面中心服务器和地面中心控制器，操作人员通过地面中心控制器将指挥和调度指令的数据包通过地面交换机、无线设备发送给列车端，从而实现对运行中列车的实时监控。

如图2所示，本车载通信设备包括网卡、数据处理器、内存、看门狗电路(watchdog电路)以及数据存储器。其中，所述网卡与车载交换机、车载设备通信，并与数据处理器连接用于将接收到的数据包存储在网卡缓存中供数据处理器使用。为了保证当数据量较大时，车载通信设备也可以正常工作，本实施例中，所述网卡选用了千兆以太网卡，不但数据流量大，而且更能适应较长距离的网络环境。

所述数据处理器还分别与内存、看门狗电路以及数据存储器连接连接，该数据处理器具有数据包筛选功能，能将网卡缓存中的数据包拷贝到内存中，并对内存中的数据包进行分析挑选、重新排序，最大限度的减小了误码与丢包的程度，保障了通信质量及通信实时性。本实施例中，所述数据处理器采用ARM Cortex-A8处理器，相对x86构架来说，不但运行更稳定，而且功耗小、成本低；所述内存选用512兆DDR3(Double-Data-Rate Three Synchronous Dynamic RandomAccess Memory，第三代双倍数据率同步动态随机存取存储器)，其通用性好，运行性能更高。

所述看门狗电路具有重启数据处理器的功能，当数据处理器运行的系统出现故障时(如死机)，看门狗电路能令数据处理器自动重启，从而实现自我恢复功能。具体来说，如图3所示，所述看门狗电路包括依次连接的8位分频器、除数因子选择器、多路复合器、看门狗递减寄存器以及复位信号产生器，所述看门狗递减寄存器连接有看门狗数据寄存器，所述8位分频器、多路复合器、复位信号产生器均与看门狗控制寄存器连接。其中，8位分频器由看门狗控制寄存器设置，用于对输入时钟PCLK进行一级分频，然后由除数因子选择器进行二级分频，再经过多路复合器来选择一种时钟频率，得到需要的输入时钟。每个时钟周期都会将看门狗递减寄存器里的值减1，当看门狗递减寄存器里的值变为0时，开始执行超时操作。首先，判断看门狗控制寄存器里bit2WTCON[2]设置情况，如果为1则产生中断信号，引起中断；如果为0不做任何操作，进入复位信号产生器；复位信号产生器由看门狗控制寄存器的WTCON[0]位控制，如果WTCON[0]位为1，则产生复位信号，让车载通信设备的数据处理器重启，否则不做任何操作。每次超时操作之后，看门狗控制寄存器会自动加载看门狗数据寄存器里的用户设置值，继续执行递减操作。

所述数据存储器设有两个工作分区，每个工作分区内存储有数据处理器运行时所需系统，且两个工作分区交替工作，当一个工作分区崩溃时(即在数据处理器运行的系统重启后依然无法正常工作时)，可切换到另一个可用工作分区，并用可用工作分区将崩溃的工作分区覆盖，提高了系统的可用性，使得车载通信设备在硬件没有损坏的情况下有着极强的自我恢复功能，且整个恢复过程无需人工干预，减少了人工维修成本的投入。本实施例中，所述数据存储器选用512兆NANDFLASH(快闪记忆体)，其体积小，读写性能好，稳定性佳。

另外，如图1和图2所示，为了满足车载通信设备的可扩展性，该车载通信设备还设置有SD卡卡座、USB接口和串行接口，所述SD卡卡座、USB接口和串行接口均与数据处理器连接。除此之外，车载通信设备还设置有时钟芯片和机壳，该时钟芯片与数据处理器连接，用于记录实时的时钟信息，供数据处理器使用；所述网卡、数据处理器、内存、看门狗电路以及数据存储器均设置于机壳内部，该机壳不但起到了防尘防灰及保护的作用，而且外形美观。

下面以车载通信设备接收到地面监控中心发来的数据包为例，对其实现过程进行描述(向地面监控中心发送数据包为反操作，此处不详述)，其具体操作过程如下：当列车上的无线设备收到数据包后，无线设备将数据包通过交换机发送给车载通信设备的网卡；收到数据包后，网卡先将数据包保存在网卡缓存中，再向数据处理器发出中断信号；数据处理器收到中断信号后，将数据包拷贝到内存中，并对内存中的数据包进行分析挑选，将数据包进行解包，查看数据包的数据包头，去除错误的、重复的数据包，并对数据包重新排序；最后通过网卡转发给列车上的对应车载设备。

在上述操作过程中，一旦数据处理器运行的系统出现故障时(如死机)，看门狗电路就会令数据处理器自动重启。如果再次启动后数据处理器运行的系统仍然处于崩溃状态，看门狗电路会再次重启数据处理器，同时数据存储器会切换工作分区，并用可用工作分区将崩溃的工作分区覆盖，然后系统会在另一工作分区工作，从而保证了无线设备接收的数据可以正常的使用。

采用本实用新型车载通信设备进行车地通信时，能对数据包进行筛选转发，使得通信质量更好、实时性高，满足了城轨交通列车的通信实时性要求。而且，该车载通信设备具有自动重启、分区工作的功能，使得设备具有较强的自我恢复功能，减少了人工维修成本的投入，具有很强的适用性和经济性。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。

Claims (9)

1.一种车载通信设备，设于列车内，并与列车内的车载交换机连接，其特征在于：包括网卡、数据处理器、内存、看门狗电路以及数据存储器，所述网卡与车载交换机、车载设备通信，并与数据处理器连接，所述数据处理器还分别与内存、看门狗电路以及数据存储器连接，且所述数据存储器设有两个交替工作的工作分区，每个工作分区内存储有数据处理器运行时所需系统。

2.如权利要求1所述的车载通信设备，其特征在于：所述看门狗电路包括依次连接的8位分频器、除数因子选择器、多路复合器、看门狗递减寄存器以及复位信号产生器，所述看门狗递减寄存器连接有看门狗数据寄存器，所述8位分频器、多路复合器、复位信号产生器均与看门狗控制寄存器连接。

3.如权利要求1所述的车载通信设备，其特征在于：所述数据处理器为ARM Cortex-A8处理器。

4.如权利要求1所述的车载通信设备，其特征在于：所述网卡为千兆以太网卡。

5.如权利要求1所述的车载通信设备，其特征在于：所述内存为512兆DDR3。

6.如权利要求1所述的车载通信设备，其特征在于：所述数据存储器为512兆快闪记忆体。

7.如权利要求1至6中任一项所述的车载通信设备，其特征在于：还包括SD卡卡座、USB接口和串行接口，所述SD卡卡座、USB接口和串行接口均与数据处理器连接。

8.如权利要求1至6中任一项所述的车载通信设备，其特征在于：还包括时钟芯片，所述时钟芯片与数据处理器连接。

9.如权利要求1至6中任一项所述的车载通信设备，其特征在于：还包括机壳，所述网卡、数据处理器、内存、看门狗电路以及数据存储器均设置于所述机壳内部。