专利名称：一种基于3g的机车运行状态远程传输装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种远程无线传输装置，具体是一种基于3G的机车运行状态远程传输装置。
背景技术：
近15年来，我国铁路建设得到迅速发展，经历了电气化改造、重载运输、城际铁路专线建设、以及快速铁路和高速铁路兴建，有力推动了我国国民经济的又好又快发展。目前，我国铁路营运里程已达9万km，居世界第二位，其中高速铁路营运里程已达到7055km。 预计2020年，我国铁路营运里程将达到12万km以上，承担着全国总运量的70%以上，铁路作为最主要的陆路交通之一，其重要地位不言而喻。随着我国铁路几次大提速，对机车安全、可靠及高效运行提出了更高的要求，机车检修手段落后和检修能力不足等问题也逐渐暴露，而解决这一问题的共识就是在机车运行过程中将机车主要部件和故障多发部位的运行参数进行采集，并实时地将这些数据传输至地面数据中心，由故障诊断系统对所获得的数据进行分析、判断，保障机车行车安全，提高铁路系统的自动化和智能化。现有机车无线传输装置都是基于GSM/GSM-R、GPRS无线通信网络的，而这些网络无法满足像机车视频监控这类大容量数据的传输。同时，上述装置基本没有机车运行状态检测功能，也就是说，这样的无线传输装置没有集机车运行状态检测功能和无线传输功能于一体，往往置于不同装置内，自成一体，需要相互配合才能完成机车运行状态信息获取和信息数据通过无线网络传输至地面机务段调度中心。
实用新型内容本实用新型的目的是针对现有机车无线传输装置的不足提出一种基于3G的机车运行状态远程传输装置，集途中机车运行状态检测和数据传输于一体的多功能装置，也可以说是一种车——地远程信息交互平台。该装置可以使途中运行机车与机务段调度中心保持通信，调度中心实时监控机车运行情况，对机车故障及时预警和指挥调度。本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下一种基于3G的机车运行状态远程传输装置，以下简称装置，装置由主控模块、USB 模块、UART模块、以太网模块、3G模块、GPS模块、天馈模块、语音提示模块、AIO模块、DIO模块、CAN模块和工作电源模块构成。装置内设置有主控模块，它包括CPU和与CPU连接的实时时钟、闪存、RAM和JTAG， 在主控模块上嵌有3G模块和GPS模块；装置的前面板设置有DIO模块、AIO模块、USB模块、 以太网模块、UART模块、CAN模块、语音提示模块、天馈模块和工作状态指示灯；装置的侧面板设置有工作电源模块；各模块的连接关系主控模块设置有以太网模块、UART模块、AIO模块和DIO模块； 主控模块1分别与GPS模块、CAN模块、语音提示模块、USB模块、3G模块和工作电源模块连接；天馈模块分别与3G模块、GPS模块相连接。[0009]本实用新型的优点在于本实用新型一方面通过实时获取机车运行监控装置采集的公里标、速度、司机号、副司机号、车号和车次等重要运行信息，以及通过机车视频监控系统获取视频监控信息；另一方面通过采集模块采集机车主要部件和故障多发部位的运行状态参数，包括网侧电压、牵引电机电枢电压和电流、受电弓隔离状态、主电路接地和短路保护状态、主断路器状态、劈相机状态、制动风机状态、电气制动过载保护状态、轮对运行状态等机车主要的运行状态，以及GPS获取的途中机车的具体位置，一并通过3G发送至机务段调度中心；使得调度中心工作人员准确了解并实时监控机车运行状况，对机车可能出现的故障进行预警，并通过语音提示和指导机车司机正确操作，保障了机车的行车安全。同时满足了目前我国铁路朝着现代化、信息化发展的要求。
图1是本实用新型整体结构示意图。图2是本实用新型的模块连接图。图中主控模块1、USB模块2、UART模块3、以太网模块4、CAN模块5、3G模块6、 天馈模块7、GPS模块8、DIO模块9、AIO模块10、语音提示模块11、工作电源模块12。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的说明。本实用新型结构如图1、图2所示。图1所示，该基于3G的机车运行状态远程传输装置前面板设置有DIO模块9、AI0 模块10、USB模块2、以太网模块4、UART模块3、CAN模块5、语音提示模块11、天馈模块7。 DIO模块设置一个8芯接口，AIO模块设置一个8芯接口，UART模块和CAN模块各设置一个 DB9接口，USB模块设置一个USBA型接口，以太网模块设置一个D型编码4针M12接口，天馈模块设置一个RF接口。装置的前面板还设置有语音提示模块11工作状态指示灯。装置内设置有主控模块1，在主控模块1上嵌有3G模块6和GPS模块8。装置的侧面板设置有工作电源模块12。图2所示，一种基于3G的机车运行状态远程传输装置由主控模块1、USB模块2、 UART模块3、以太网模块4、3G模块6、GPS模块8、天馈模块7、语音提示模块11、AIO模块 10、DIO模块9、CAN模块5和工作电源模块12构成。各模块的连接关系主控模块1设置有以太网模块4、UART模块3、AI0模块10和 DIO模块9 ；主控模块1分别与GPS模块8、CAN模块5、语音提示模块11、USB模块2、3G模块6和工作电源模块12连接；天馈模块7分别与3G模块6、GPS模块8相连接。实施例1如图2所示，主控模块1的CPU采用三星S3C2440处理器芯片，协调控制与其连接的各个模块的工作。DIO模块9包括8个数字量输入输出DIO接口，由S3C2440芯片的8个通用输入输出GPIO 口和光电隔离电路组成。AIO模块10包括8个模拟量输入输出接口，由 S3C2440芯片的8个内置AD转换器和模数转换外围电路组成。DIO模块9和AIO模块10 构成装置采集模块，直接连接机车设备间微机柜对外接线端子，采集机车主要部件的运行参数。UART模块3使用公知的RS-485串口通信标准，由S3CM40芯片集成的UART接口和SP485ECN芯片，以及公知RS-485外围电路组成，与机车车载其他设备通信，接收其他设备采集到的机车基本运行信息。以太网模块4支持标准的以太网通信协议，由S3CM40芯片、 DM9000芯片和公知外围电路组成，与机车视频监控系统连接获取机车监控视频数据信息。 USB模块2使用公知的USB2. 0通信标准，由S3CM40芯片集成的USB接口和公知的USB总线外围电路组成，用于机车非实时数据的转储。语音提示模块11由S3CM40芯片内置语音通信控制器与公知语音放大电路组成，用于下达机务段调度中心机车故障预警信息。CAN模块5采用CAN标准接口和公知外围电路组成，与机车车载其他设备通信，接收其他设备采集到的机车基本运行信息。GPS模块8由GPS接收模块、天线和馈线组成，经天馈模块7的RF 接口连接天线，通过UART接口与主控模块直接相连，用于获取途中机车的具体位置。3G模块6通过USB总线和S3C2440芯片直接相连，用于与地面调度中心建立无线通信网络，传输机车运行状态数据信息，调度中心配置有hternet公网固定IP地址的服务器作为机车运行状态信息数据接收端，实时监控机车运行状况。工作电源模块12由公知电源电路组成， 用于给整个装置的各模块提供电源。 主控模块1定时查询DIO模块9、AIO模块10、UART模块3、以太网模块4、CAN模块5和GPS模块8，获取各模块采集的数据，并经过简单网络协议封装通过3G模块6接入到 Internet骨干网，将采集数据发送到机务段调度中心。
权利要求1. 一种基于3G的机车运行状态远程传输装置，以下简称装置，其特征在于，装置由主控模块、USB模块、UART模块、以太网模块、3G模块、GPS模块、天馈模块、语音提示模块、AIO 模块、DIO模块、CAN模块和工作电源模块构成；装置内设置有主控模块，它包括CPU和与CPU连接的实时时钟、闪存、RAM和JTAG电路， 在主控模块上嵌有3G模块和GPS模块；装置的前面板设置有DIO模块、AIO模块、USB模块、 以太网模块、UART模块、CAN模块、语音提示模块、天馈模块和工作状态指示灯；装置的侧面板设置有工作电源模块；各模块的连接关系主控模块设置有以太网模块、UART模块、AIO模块和DIO模块；主控模块1分别与GPS模块、CAN模块、语音提示模块、USB模块、3G模块和工作电源模块连接； 天馈模块分别与3G模块、GPS模块相连接。
专利摘要本实用新型公开了一种基于3G的机车运行状态远程传输装置。装置由主控模块、USB模块、UART模块、以太网模块、3G模块、GPS模块、天馈模块、语音提示模块、AIO模块、DIO模块、CAN模块和工作电源模块构成。本实用新型的优点本实用新型所述各模块共同完成对机车运行状态参数的采集、机车视频监控数据信息和途中机车具体位置信息的获取，并通过3G无线网络实时地传输至机务段调度中心，调度中心实时监控机车运行情况，对机车故障及时预警和指挥调度，保障了机车的行车安全。同时满足了目前我国铁路朝着现代化、信息化发展的要求。
文档编号H04N7/18GK202094945SQ20112019466
公开日2011年12月28日 申请日期2011年6月10日 优先权日2011年6月10日
发明者刘旗扬, 杨孝平, 苗剑, 贺德强 申请人:广西大学