一种用于调车辅助防护装置的无线通信插件的制作方法

本实用新型属于调车作业安全防护领域，具体涉及一种用于调车辅助防护装置的无线通信插件。

背景技术：

调车作业情况复杂、完全依靠人控，调车作业闯蓝灯、挤道岔、越出站界、破坏列车进路等事故时有发生，本务机车尤为突出。

可靠地通信系统对调车作业的安全防护尤为重要，目前采用的GPRS数据传输速度可达到57.6Kbps，最高可达到115Kbps—170Kbps， 4G较于GPRS传输速率更高，超过100Mbps，在正常网络环境下，车地4G的传输延时一般在200ms以内，但移动通信的实时性受移动运营商网络的影响较大，在不同的地域可能会出现一定差异，尤其在网络出现拥堵时，调车辅助防护装置的车地通信有实时信息的要求，单4G通信存在上述缺点。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是提供一种用于调车辅助防护装置的无线通信插件，提高调车辅助防护装置的信息传输速度和稳定性。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于调车辅助防护装置的无线通信插件，包括工控模块、工控电源管理模块、工控保护电路、周边电源管理模块、LVDS模块、USB模块、AUDIO模块、通信模块、对外保护模块，LVDS模块、AUDIO模块、无线通信模块与工控模块连接，对外保护模块与周边电源管理模块连接，工控模块和工控电源管理模块连接，工控电源管理模块和工控保护电路连接，工控保护电路和工控模块连接。

所述通信模块包括USB模块、PCIE通信电路、ETH通信电路、无线通信电路，对外提供 USB接口、ETH接口、ANT接口。

所述LVDS模块对外提供LVDS接口。

所述通信模块与工控模块连接线路中加装磁隔离和EMC电路。

所述无线通信插件还包括指示装置，指示装置分别和对外保护模块和工控模块连接。

所述指示装置为LED灯。

所述无线通信插件还包括硬复位电路，硬复位电路分别和工控保护电路、对外保护模块、工控模块连接。

所述无线通信插件安装在插件外壳中，插件外壳前面板设有USB接口、ETH接口、ANT接口、指示装置，后面板设有欧式连接器，欧式连接器连接ETH接口。

本实用新型具有以下有益效果：

由外部提供两路电源，一路通过工控电源管理模块进行滤波稳压后通过工控保护电路接入工控模块为其提供工作电源，另一路电源通过周边电源管理模块进行滤波稳压后接入外部防护电路，通过外部防护电路为LVDS模块、AUDIO模块、通信模块提供工作电源，调车辅助防护装置的无线通信插件使用双路电源对工控模块和周边电路进行供电，使主控部分和周边电路的供电进行分离，提高了系统的稳定性，工控保护电路和对外保护模块的存在保证了在外部电源出现问题时断开电源，保证了元器件的安全。

附图说明

图1为调车辅助防护装置示意图。

图2为调车辅助防护装置工作原理框图。

图3为调车辅助防护装置的调车防护插件原理框图。

图4为调车辅助防护装置的定位插件原理框图。

图5为本实用新型原理框图。

具体实施方式

如图1-5所示，一种调车辅助防护装置，包括箱体，箱体一端为插件口，另一端设置有母板，母板上设置有电源插件1、调车防护插件2、定位插件3、无线通信插件5、以太网插件4和电台插件6，所述电源插件1、定位插件2、无线通信插件5、以太网插件4和电台插件6分别和调车防护插件2连接，定位插件3和通信插件5连接。

调车防护插件2，包括信息采集模块、存储器、预警信息发送模块、指示灯Ⅰ15和处理器Ⅰ，存储器、指示灯Ⅰ15分别和处理器Ⅰ连接，信息采集模块包括信息采集电路、处理器Ⅱ、采集接口电路，信息采集电路、采集接口电路分别和处理器Ⅱ连接，预警信息发送模块包括预警信息电路、处理器Ⅲ、预警接口电路，预警信息电路、预警接口电路分别和处理器Ⅲ连接，采集接口电路连接有CAN通信接口Ⅰ、以太网接口Ⅰ、RS485接口、RS232接口，预警接口电路连接有CAN通信接口Ⅱ9和以太网接口Ⅱ10，调车防护单元还包括壳体、前面板、背板，信息采集模块、存储器、预警信息模块和处理器设置在壳体内，指示灯Ⅰ15设置在前面板上，CAN通信接口Ⅱ9、以太网接口Ⅱ10设置在前面板上，CAN通信接口Ⅰ、以太网接口Ⅰ、RS485接口、RS232接口设置在背板上，背板上还设置有电源接口。

信息采集模块采集机车LKJ运行状态信息、机车定位信息、站场状态信息等，由处理器进行处理后，传送给预警信息发送模块；预警信息发送模块将预警信息进行处理后传送给LKJ进行提醒显示。

调车防护插件内部与LKJ通信部分采用隔离CAN通信模式，将内部电路与LKJ完全电气隔离，以保证机车LKJ运行状态的安全。

调车防护插件具有连接在信息采集模块和预警发送模块上的指示灯Ⅰ，用于指示线路的工作状态，其中指示灯Ⅰ15一般为发光二极管。

背板接口具备一路以太网接口，实现与系统内其它插件板卡之间的数据交互；两路RS232接口，可通过电台插件6采集站场信息。

调车防护插件采用四路CAN通信接口、一路RS485通信接口、二路RS232通信接口、一路以太网通信接口采集机车的LKJ运行状态信息、定位信息、站场状态信息等信息，由处理器传送给预警信息发送模块，预警信息发送模块将预警信息传送给LKJ进行提醒显示，可以对机车的运行状态进行实时监控，提高机车运行安全质量。

定位插件3，包括壳体，壳体上设置有前面板和背板，壳体内设置有处理器Ⅳ、定位单元、ETH通信电路、CAN通信电路、电源模块，定位单元包括定位模块Ⅰ、定位模块Ⅱ，定位模块Ⅰ、定位模块Ⅱ、ETH通信电路、CAN通信电路和电源模块分别和处理器Ⅳ连接，ETH通信电路、CAN通信电路和电源模块分别连接连接器，连接器设置在背板上，定位单元的导航接口11设置在前面板上，前面板还设置有指示灯Ⅱ16，指示灯Ⅱ16与处理器Ⅳ连接，电源模块包括周边电源管理模块、滤波电路、对外保护模块，周边电源管理模块与处理器Ⅳ连接，滤波电路和周边电源管理模块连接，滤波电路和对外保护模块连接，对外保护模块与连接器连接，ETH通信电路、CAN通信电路通过磁隔离与处理器Ⅳ连接，处理器Ⅳ为STM32F437IIT6。

定位插件的处理器Ⅳ采用ARM内核的单片机实现通信及控制功能，定位模块Ⅰ、定位模块Ⅱ采用北斗星通GPS模块实现终端定位功能，定位插件具备两路以太网接口，实现和无线通信板之间的数据交互，获取基准站定位数据，终端定位数据与基准站定位数据经过定位模块可实现精确定位；两路CAN通信接口，用于将采集到的精确定位信息通过内部总线传输给主控板，由主控板完成后续数据的处理。

定位插件技术指标：

处理器Ⅳ采用STM32F437IIT6型号,主频为180MHz，存储器不少于2MB；

数据总线宽度：8位/16位/32位 可软件编程选择；

供电电源为DC12V(1±10%)。；

工作温度：-25℃~70℃；

工作湿度:20%~60%。

无线通信插件5，包括工控模块、工控电源管理模块、工控保护电路、周边电源管理模块、LVDS模块、USB模块、AUDIO模块、通信模块、对外保护模块，LVDS模块、AUDIO模块、无线通信模块与工控模块连接，对外保护模块与周边电源管理模块连接，工控模块和工控电源管理模块连接，工控电源管理模块和工控保护电路连接，工控保护电路和工控模块连接，通信模块包括USB模块、PCIE通信电路、ETH通信电路、无线通信电路，对外提供 USB接口、ETH接口、ANT接口，LVDS模块对外提供LVDS接口，通信模块与工控模块连接线路中加装磁隔离和EMC电路，无线通信插件还包括指示装置，指示装置分别和对外保护模块和工控模块连接，指示装置为LED灯，无线通信插件还包括硬复位电路，硬复位电路分别和工控保护电路、对外保护模块、工控模块连接，无线通信插件安装在插件外壳中，插件外壳前面板设有USB接口13、ETH接口12、ANT接口14、指示装置18，后面板设有欧式连接器，欧式连接器连接ETH接口。

无线通信插件由外部提供两路电源，一路通过工控电源管理模块进行滤波稳压后通过工控保护电路接入工控模块为其提供工作电源，另一路电源通过周边电源管理模块进行滤波稳压后接入外部防护电路，通过外部防护电路为LVDS模块、AUDIO模块、通信模块提供工作电源，调车辅助防护装置的无线通信插件使用双路电源对工控模块和周边电路进行供电，使主控部分和周边电路的供电进行分离，提高了系统的稳定性，工控保护电路和对外保护模块的存在保证了在外部电源出现问题时断开电源，保证了元器件的安全。

无线通信插件技术指标：

1) CPU：Intel Atom E3845；

2)内存：板载DDR3L（1333MHz）内存，4GB；

3)LVDS模块显卡：集成intel GMA 3600 400MHZ supports DX9，OGL 3.0，MPEG2 /VC 1/H.264 HW Decoder.支持双显：LVDS+HDMI/DVI/DP；

4)硬盘：板载8GB SSD，且支持外置电子盘；

5)显示接口：LVDS接口一个，分辨率最高支持1366×768；支持单通道18/24Bit LVDS液晶屏,默认为640X480；

6)具备液晶背光亮度调整功能，亮度调整信号（PWM调整）；

7)总线：音频Intel High Definition Audio接口，LPC总线；

8）无线网络制式：

2G网络：采用GSM GPRS、GSM-R/GPRS或CDMA；

3G网络：采用CDMA2000或WCDMA或TD-SCDMA；

4G网络：支持FDD-LTE和TD-LTE，技术指标符合YD/T 2683—2013；

9)通信模块网卡：两路intel 82574L Gigabit Ethernet，连接速率10/100/1000Mbps自适应，MAC地址唯一；

10) USB接口：两路USB 2.0接口；

11) 支持硬复位操作；

12) 工作电压：DC 12V(1±10%)；

13) 工作温度：－40℃～＋70℃，短时85度能正常工作（10分钟）；

14) 存储温度：－40℃～＋85℃；

15）功耗：小于10W。

本实用新型通过调车防护插件的外设接口与LKJ2000主机连接，通过CAN总线实现数据交互；列车运行基本信息由LKJ2000主机获取；精确定位信息由定位插件获取，定位插件中定位单元采集定位信息，无线通信插件通过以太网插件从服务器获取的差分基准站信息传递至定位插件，定位插件的单片机通过串口将收到的定位信息发送至定位单元，定位单元将自身获取的定位信息与差分基准站发送的定位信息进行处理后，得到厘米级的精确定位信息，并通过内CAN总线发送至调车防护插件。

本实用新型调车辅助防护装置还包括电台插件，电台插件通过电台天线获取地面电台发送的地面连锁信息，并通过RS232通信接口发送至调车防护插件；调车防护插件将信息进行处理后通过通信板发送至外CAN总线；通过调车防护插件前面板ETH接口下载站场图并在LKJ2000主机显示屏中上传相应站场图后，LKJ2000屏幕显示器中可显示出详细的实时站场图信息，在图中亦可看到列车的基本信息、实时位置、实时运行状态等。

需要说明的是，上述“壳体”、“插件外壳”均指插件外壳，并无特殊含义；各插件中的“前面板”均指插件外壳的使用端面板，固定不同接口；“背板”、“后面板”均指插件外壳的与母板连接的端面板。

需要说明的是，本实用新型的以太网插件、电源插件、定位模块Ⅰ、定位模块Ⅱ、电台插件均为现有技术，根据功能说明，本领域技术人员可以选择相应的电路、模块化设备，在此过程中，并不需要付出创造性劳动。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。