專利名稱：一種基于3g和wlan的機(jī)車運行狀態(tài)遠(yuǎn)程傳輸終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動通信網(wǎng)絡(luò)和無線局域網(wǎng)傳輸終端，具體說，涉及一種基于3G 和WLAN的機(jī)車運行狀態(tài)遠(yuǎn)程傳輸終端。
背景技術(shù)：
目前，第三代移動通信(3G)技術(shù)和無線局域網(wǎng)(WLAN)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于各領(lǐng)域，并處于快速發(fā)展時期。3G和WLAN兩種網(wǎng)絡(luò)在運行機(jī)制上不同，有著各自的優(yōu)點。在廣闊有無線信號覆蓋的地方，用戶就可以很方便地通過3G網(wǎng)絡(luò)接入到Internet，完成數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；但是在一些比較小的區(qū)域，如學(xué)校、辦公樓、機(jī)場等場所，往往有WLAN信號覆蓋，用戶可以通過WLAN接入Internet，獲得更高的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率?？梢哉f上述兩種網(wǎng)絡(luò)是互補(bǔ)的，并非相互取代。我國鐵路經(jīng)過幾次大面積提速，對機(jī)車安全、可靠及高效運行提出了更高的要求， 機(jī)車檢修手段落后和檢修能力不足等問題也逐漸暴露。而解決這一問題的共識就是在機(jī)車運行途中將機(jī)車主要部件的運行參數(shù)進(jìn)行采集，并實時地將這些數(shù)據(jù)傳輸至地面數(shù)據(jù)中心，由故障診斷系統(tǒng)對所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷，對機(jī)車可能出現(xiàn)的故障預(yù)警，保障機(jī)車行車安全；當(dāng)機(jī)車進(jìn)入機(jī)務(wù)段時，大量非實時數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)儲，結(jié)合地面人工專家和智能維護(hù)系統(tǒng)，提高鐵路系統(tǒng)的自動化和智能化。現(xiàn)有機(jī)車無線傳輸設(shè)備都是基于GSM/GSM-R、GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)的，而這些網(wǎng)絡(luò)無法滿足像機(jī)車視頻監(jiān)控這類大容量數(shù)據(jù)的傳輸。同時，上述設(shè)備存儲的機(jī)車運行狀態(tài)非實時數(shù)據(jù)，基本采取傳統(tǒng)的人工方式進(jìn)行轉(zhuǎn)儲至地面數(shù)據(jù)中心，自動化程度低，不符合我國鐵路系統(tǒng)現(xiàn)代化發(fā)展要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于3G和WLAN的機(jī)車運行狀態(tài)遠(yuǎn)程傳輸終端，集途中機(jī)車運行狀態(tài)檢測和數(shù)據(jù)傳輸于一體的多功能終端。該終端可以使途中運行機(jī)車與機(jī)務(wù)段調(diào)度中心保持通信，調(diào)度中心實時監(jiān)控機(jī)車運行情況，對機(jī)車故障及時預(yù)警和指揮調(diào)度； 機(jī)車進(jìn)段后，非實時數(shù)據(jù)通過高速的WLAN進(jìn)行無線下載，解決了人工轉(zhuǎn)儲的問題。本發(fā)明所提出的技術(shù)問題是這樣解決的一種基于3G和WLAN的機(jī)車運行狀態(tài)遠(yuǎn)程傳輸終端，該終端由主控模塊，以太網(wǎng)模塊，UART模塊，采集模塊，3G模塊，WLAN模塊，GPS模塊，天饋模塊，語音提示模塊和工作電源模塊構(gòu)成；其中主控模塊設(shè)有i、ii、iii、iV、V、Vi、Vii、Viii個接口，主控模塊包括CPU 和與CPU連接的實時時鐘、閃存和RAM，在主控模塊上嵌有3G模塊、WLAN模塊和GPS模塊； 主控模塊設(shè)置有以太網(wǎng)模塊、UART模塊、采集模塊。主控模塊的vii、ν、vi接口分別連接以太網(wǎng)模塊，UART模塊，采集模塊，用于獲取機(jī)車視頻監(jiān)控信息，以及接受、采集機(jī)車主要部件的各種遠(yuǎn)行參數(shù)，其中，所述UART模塊還用于程序下載、升級和更新；所述3G模塊的一端與主控模塊的i接口相連，通過無線網(wǎng)絡(luò)將機(jī)車各種遠(yuǎn)行參數(shù)實時傳輸至機(jī)務(wù)段調(diào)度中心；所述WLAN模塊的一端和主控模塊的ii 接口相連，用于連接無線局域網(wǎng)，對機(jī)車非實時數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)儲；所述主控模塊的iii接口與 GPS模塊的一端連接，GPS模塊用于獲取途中機(jī)車的具體位置；所述天饋模塊分別與3G模塊的另一端、WLAN模塊的另一端、GPS模塊的另一端相連接，用于數(shù)據(jù)信號的接收和發(fā)送；所述語音提示模塊與主控模塊的viii接口相連，用于下達(dá)機(jī)務(wù)段調(diào)度中心機(jī)車故障預(yù)警信息；所述工作電源模塊與主控模塊的iv接口相連，用于對各個模塊提供工作電源。所述主控模塊，包括CPU和與CPU連接的實時時鐘、閃存、RAM，用于協(xié)調(diào)管理、控制與其連接的各個模塊的工作，所述閃存用于機(jī)車狀態(tài)數(shù)據(jù)的本地存儲。本發(fā)明的優(yōu)點在于該無線傳輸終端一方面通過實時獲取機(jī)車運行監(jiān)控裝置采集的公里標(biāo)、速度、司機(jī)號、副司機(jī)號、車號和車次等重要運行信息，以及通過機(jī)車視頻監(jiān)控系統(tǒng)獲取視頻監(jiān)控信息；另一方面通過采集模塊采集機(jī)車主要部件的運行狀態(tài)參數(shù)，包括網(wǎng)側(cè)電壓、牽引電機(jī)電樞電壓和電流、受電弓隔離狀態(tài)、主電路接地和短路保護(hù)狀態(tài)、主斷路器狀態(tài)、劈相機(jī)狀態(tài)、制動風(fēng)機(jī)狀態(tài)、電氣制動過載保護(hù)狀態(tài)、輪對運行狀態(tài)等機(jī)車主要的運行狀態(tài)，以及GPS獲取的途中機(jī)車的具體位置，一并通過3G發(fā)送至機(jī)務(wù)段調(diào)度中心。因此，調(diào)度中心工作人員能夠準(zhǔn)確了解并實時監(jiān)控機(jī)車運行狀況，對機(jī)車可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行預(yù)警，并通過語音提示和指導(dǎo)機(jī)車司機(jī)正確操作，保障了機(jī)車的行車安全。同時，機(jī)車非實時數(shù)據(jù)通過WLAN進(jìn)行轉(zhuǎn)儲，解決人工轉(zhuǎn)儲問題，提高工作效率。


圖1是本發(fā)明的應(yīng)用場景示意圖。圖2是本發(fā)明的模塊連接圖。圖中主控模塊1、3G模塊2、WLAN模塊3、GPS模塊4、天饋模塊5、語音提示模塊 6、以太網(wǎng)模塊7、采集模塊8、UART模塊9、工作電源模塊10。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明一種基于3G和WLAN的機(jī)車運行狀態(tài)遠(yuǎn)程傳輸終端的結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示。如圖1所示，該發(fā)明的應(yīng)用場景示意圖。裝備在機(jī)車設(shè)備間的機(jī)車運行狀態(tài)遠(yuǎn)程傳輸終端101設(shè)置有3G模塊102和WLAN模塊103，其中3G模塊設(shè)置有RUIM卡插槽并插有RUIM卡，提供3G無線通信網(wǎng)絡(luò)，而WLAN模塊103包括WLAN網(wǎng)卡，提供WLAN通信網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)機(jī)車運行在途中，3G模塊102可以通過3G無線通信網(wǎng)絡(luò)接入到Internet，將機(jī)車運行狀態(tài)參數(shù)實時傳輸至地面數(shù)據(jù)中心；當(dāng)機(jī)車進(jìn)段后，WLAN模塊103通過WLAN網(wǎng)絡(luò)接入到Internet，將機(jī)車非實時數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)儲。遠(yuǎn)程傳輸終端101還設(shè)置有主控模塊1 (如圖 2所示)，協(xié)調(diào)管理3G模塊和WLAN模塊的工作，并決定機(jī)車數(shù)據(jù)傳送采用的哪個網(wǎng)絡(luò)接入 Internet ο圖2所示，一種基于3G和WLAN的機(jī)車運行狀態(tài)傳輸終端，以下簡稱終端，該終端由主控模塊1，以太網(wǎng)模塊7，UART模塊9，采集模塊8，3G模塊2，WLAN模塊3，GPS模塊4， 天饋模塊5，語音提示模塊6和工作電源模塊10構(gòu)成；其中主控模塊1包括CPU和與CPU連接的實時時鐘、閃存和RAM，在主控模塊上嵌有3G模塊2、WLAN模塊3和GPS模塊4 ；主控模塊1設(shè)置有以太網(wǎng)模塊7、UART模塊9、采集模塊8 ；各模塊的連接關(guān)系t==天饋模塊5分別與3G模塊2的另一端、WLAN模塊3的另一端和GPS模塊4的另一端連接，主控模塊1的i、i i、i i i、νi i i、iν接口分別與3G模塊2的一端、WLAN模塊3的一端、GPS模塊4的一端、語音提示模塊6和工作電源模塊10連接；主控模塊1的vii、ν、vi接口分別與以太網(wǎng)模塊7、UART模塊9、采集模塊8連接。實施例1如圖2所示，主控模塊1的CPU采用RMI公司的AU1210處理器芯片，協(xié)調(diào)管理、 控制與其連接的各個模塊的工作。采集模塊8包括數(shù)字量輸入輸出DIO接口和模擬量輸入輸出AIO接口，分別由AU1210芯片的通用輸入輸出GPIO 口與光電隔離電路組成和內(nèi)置 AD轉(zhuǎn)換器與模數(shù)轉(zhuǎn)換外圍電路組成，直接連接機(jī)車設(shè)備間微機(jī)柜對外接線端子，采集機(jī)車主要部件的運行參數(shù)。UART模塊9使用公知的RS-485串口通信標(biāo)準(zhǔn)，由AU1210芯片集成的UART接口和SP485ECN芯片，以及公知RS-485外圍電路組成，與機(jī)車車載其他設(shè)備通信， 接收其他設(shè)備采集到的機(jī)車基本運行信息。以太網(wǎng)模塊7支持標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)通信協(xié)議，由 AU1210芯片、LAN91C111芯片和公知外圍電路組成，與機(jī)車視頻監(jiān)控系統(tǒng)連接獲取機(jī)車監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)信息。語音提示模塊6由AU1210芯片內(nèi)置語音通信控制器與公知語音放大電路組成，用于下達(dá)機(jī)務(wù)段調(diào)度中心機(jī)車故障預(yù)警信息。GPS模塊4由GPS接收模塊、天線和饋線組成，通過UART接口與主控模塊1和天饋模塊5直接相連，用于獲取途中機(jī)車的具體位置。3G模塊2通過USB2. 0總線和AU1210芯片直接相連，用于與地面調(diào)度中心建立無線通信網(wǎng)絡(luò)，傳輸機(jī)車運行狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，調(diào)度中心配置有hternet公網(wǎng)固定IP地址的服務(wù)器作為機(jī)車運行狀態(tài)信息數(shù)據(jù)接收端，實時監(jiān)控機(jī)車運行狀況。WLAN模塊3由WLAN網(wǎng)卡與其公知的外圍電路組成，通過USB2. 0總線和AU1210芯片直接相連，提供WLAN通信網(wǎng)絡(luò)， 并由3G模塊2對其接入無線局域網(wǎng)進(jìn)行鑒權(quán)和認(rèn)證。工作電源模塊10由公知電源電路組成，用于給整個裝置的各模塊提供電源。主控模塊1定時查詢采集模塊8、UART模塊9、以太網(wǎng)模塊7、和GPS模塊4，獲取各模塊采集的數(shù)據(jù)，并經(jīng)過簡單網(wǎng)絡(luò)協(xié)議封裝通過3G模塊2接入到hternet骨干網(wǎng)，實時地將采集數(shù)據(jù)發(fā)送到機(jī)務(wù)段調(diào)度中心。當(dāng)機(jī)車進(jìn)段后，機(jī)車非實時數(shù)據(jù)通過高速的WLAN模塊3轉(zhuǎn)儲至地面機(jī)務(wù)段管理和調(diào)度中心。
權(quán)利要求
1.一種基于3G和WLAN的機(jī)車運行狀態(tài)遠(yuǎn)程傳輸終端，以下簡稱終端，其特征在于，該終端由主控模塊，以太網(wǎng)模塊，UART模塊，采集模塊，3G模塊，WLAN模塊，GPS模塊，天饋模塊，語音提示模塊和工作電源模塊構(gòu)成；其中主控模塊設(shè)有1、^、^1、1^“、“1、“士士個接口，主控模塊包括CPU和與CPU連接的實時時鐘、閃存和RAM，在主控模塊上嵌有3G模塊、WLAN模塊和GPS模塊；主控模塊設(shè)置有以太網(wǎng)模塊、UART模塊、采集模塊；各模塊的連接關(guān)系天饋模塊分別與3G模塊的另一端、WLAN模塊的另一端和GPS模塊的另一端連接，主控模塊的1、^、^1、^^、"接口分別與36模塊的一端、11^^模塊的一端、GPS模塊的一端、語音提示模塊和工作電源模塊連接；主控模塊的vii、v、vi接口分別與以太網(wǎng)模塊、UART模塊、采集模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于3G和WLAN的機(jī)車運行狀態(tài)傳輸終端，其特征在于，所述各模塊的功能作用如下所述主控模塊連接有以太網(wǎng)模塊，UART模塊，采集模塊，用于獲取機(jī)車視頻監(jiān)控信息， 以及接受、采集機(jī)車主要部件的各種遠(yuǎn)行參數(shù)，其中，所述UART模塊還用于程序下載、升級和更新；所述3G模塊與主控模塊相連，通過無線網(wǎng)絡(luò)將機(jī)車各種遠(yuǎn)行參數(shù)實時傳輸至機(jī)務(wù)段調(diào)度中心；所述WLAN模塊和主控模塊相連，用于連接無線局域網(wǎng)，對機(jī)車非實時數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)儲，并由3G模塊對其接入無線局域網(wǎng)進(jìn)行鑒權(quán)和認(rèn)證；所述主控模塊連接GPS模塊， GPS模塊用于獲取途中機(jī)車的具體位置；所述天饋模塊與3G模塊、WLAN模塊、GPS模塊相連接，用于數(shù)據(jù)信號的接收和發(fā)送；所述語音提示模塊與主控模塊相連，用于下達(dá)機(jī)務(wù)段調(diào)度中心機(jī)車故障預(yù)警信息；所述工作電源模塊與主控模塊相連，用于對各個模塊提供工作電源。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于3G和WLAN的機(jī)車運行狀態(tài)遠(yuǎn)程傳輸終端，該終端由主控模塊，以太網(wǎng)模塊，UART模塊，采集模塊，3G模塊，WLAN模塊，GPS模塊，天饋模塊，語音提示模塊和工作電源模塊構(gòu)成。本發(fā)明的優(yōu)點本發(fā)明所述各模塊共同完成對途中機(jī)車主要部件運行參數(shù)的采集，并通過3G無線網(wǎng)絡(luò)實時地傳輸至機(jī)務(wù)段調(diào)度中心，調(diào)度中心實時監(jiān)控機(jī)車運行情況，對機(jī)車故障及時預(yù)警和指揮調(diào)度，保障了機(jī)車的行車安全。同時，存儲的非實時機(jī)車狀態(tài)數(shù)據(jù)通過高速的WLAN進(jìn)行轉(zhuǎn)儲，解決傳統(tǒng)的人工轉(zhuǎn)儲問題，提高工作效率。本發(fā)明滿足了目前我國鐵路朝著現(xiàn)代化、信息化發(fā)展的要求。
文檔編號B61L27/00GK102402845SQ20111017198
公開日2012年4月4日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者劉旗揚(yáng), 張偉, 楊孝平, 賀德強(qiáng), 雷昊 申請人:廣西大學(xué)