車載通信設備的製作方法
2023-10-30 18:14:28
本發明實施例涉及通信設備技術領域，尤其涉及一種車載通信設備。
背景技術：
隨著城市軌道交通列車(以下簡稱城軌交通列車)的快速發展，城軌交通列車對促進經濟和社會發展起到了重要作用。為了保障城軌交通列車運行的安全，需要利用車載通信設備將城軌交通列車車廂內的視頻圖像等信息通過無線網絡實時傳輸至監控中心，使操作人員能夠通過監控中心的視頻畫面迅速對城軌交通列車進行指揮和調度。
但在使用過程中發現，現有的車載通信設備的自我修復能力差，當其系統出現問題時，需要人工幹預進行恢復。一旦無線網絡不穩定，車地之間無法進行正常通信時(即無法進行遠程維護)，還需維護人員趕到現場進行處理，費時費力；而且，由於現場環境複雜故障排查困難，很難進行維護和修理，嚴重影響了城軌交通列車的日常運行。
此外，現有的城軌交通列車一般是整車聯網或者單個車載設備獨立聯網，網絡的利用率低；特別是對於乘車人員，缺乏網絡多有不便。
技術實現要素：
本發明實施例要解決的技術問題在於提供一種車載通信設備，具有較強的自我恢復功能，減少了人工維修成本的投入，同時實現各種車載設備和乘車人員的移動終端的便捷聯網。
為解決上述問題，本發明實施例採用的技術方案是：提供了一種車載通信設備，包括外殼，還包括設置於外殼內的nfc模塊、wifi模塊、移動通訊模塊、微處理器、第一存儲模塊、看門狗電路以及第二存儲模塊；所述移動通訊模塊與車載交換機及車載設備通信，並與微處理器連接；所述微處理器還分別與第一存儲模塊、看門狗電路以及第二存儲模塊連接，且所述第二存儲模塊設有兩個交替工作的工作單元；所述移動通訊模塊和wifi模塊分別通過所述微處理器與所述第一存儲模塊相連連，所述移動通訊模塊通過所述微處理器與nfc模塊連接。
進一步地，所述移動通訊模塊為千兆以太移動通訊模塊。
進一步地，所述車載通信設備還包括設置外殼表面的顯示裝置，所述顯示裝置通過所述微處理器與所述第一存儲模塊和第二存儲模塊相連。
進一步地，所述外殼還設置有用於顯示所述nfc模塊的工作狀態的指示燈；所述指示燈為led指示燈。
進一步地，所述看門狗電路包括依次連接的8位分頻器、除數因子選擇器、多路複合器、看門狗遞減寄存器以及復位信號產生器，所述看門狗遞減寄存器連接有看門狗數據寄存器，所述8位分頻器、多路複合器、復位信號產生器均與看門狗控制寄存器連接。
進一步地，所述微處理器為armcortex-a8處理器。
進一步地，所述第一存儲模塊為512兆ddr3；所述第二存儲模塊為512兆快閃記憶體。
進一步地，還包括還包括sd卡卡座、usb接口和串行接口，所述sd卡卡座、usb接口和串行接口均與微處理器連接。
進一步地，還包括時鐘晶片，所述時鐘晶片與微處理器連接。
採用上述技術方案，本發明實施例至少具有以下有益效果：
1、本發明中，設置有看門狗電路，該看門狗電路能在微處理器出現故障時，令微處理器自動重啟；且第二存儲模塊設有兩個相互獨立且交替工作的工作單元，每個工作單元內都存儲有微處理器運行時所需系統，當一個工作單元的系統崩潰時，可以切換到另一個可用工作單元工作，從而使得本車載通信設備在硬體沒有損壞的情況下有著極強的自我恢復功能，且整個恢復過程無需人工幹預，減少了人工維修成本的投入。
2、由於現有車載通信設備不具備數據包篩選功能，常常在接收到重複或錯誤的數據包時依然進行傳輸，令數據傳輸經常出現丟包和誤碼的現象。針對上述問題，本發明設置有具有分析、篩選功能的微處理器，該微處理器能對數據包進行分析挑選，通過查看數據包的數據包頭，去除錯誤的、重複的數據包，並對數據包進行重新排序後交由移動通訊模塊發送，最大限度的減小了誤碼與丟包的程度，使得通信質量好、實時性高。
3、在列車上的環境使得車載通信設備一旦出現了較大問題，為了快速的完成維修，有時只能直接更換車載通信設備。基於上述情況考慮，本發明特別採用armcortex-a8處理器，相對於現有的x86構架的車載通信設備來說，其具有功耗小、成本低的特點，能有效的減小成本壓力，具有很強的適用性和經濟性。
4、本發明主要用於實現列車與地面監控中心之間的通信，但同時也為其它交通通信提供了支持，例如可適應於船用領域，應用範圍廣泛。
5、通過在外殼內設置wifi模塊、nfc模塊和移動通訊模塊，為車內設置一個網絡熱點，實現各種車載設備和乘車人員的移動終端的便捷聯網。
附圖說明
圖1為本發明車載通信設備一個實施例的結構示意圖。
圖2為本發明車載通信設備另一個實施例的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。應當理解，以下的示意性實施例及說明僅用來解釋本發明，並不作為對本發明的限定，而且，在不衝突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特徵可以相互結合。
如圖1所示，本發明提供了一種車載通信設備1，包括外殼，還包括設置於外殼內的nfc模塊12、wifi模塊15、移動通訊模塊13、微處理器11、第一存儲模塊141、看門狗電路16以及第二存儲模塊142；所述移動通訊模塊13與車載交換機及車載設備通信，並與微處理器11連接；所述微處理器11還分別與第一存儲模塊141、看門狗電路16以及第二存儲模塊142連接，且所述第二存儲模塊142設有兩個交替工作的工作單元；所述移動通訊模塊13和wifi模塊15分別通過所述微處理器11與所述第一存儲模塊141相連連，所述移動通訊模塊13通過所述微處理器11與nfc模塊12連接。
本發明實施例至少具有以下有益效果：
1、本發明中，設置有看門狗電路16，該看門狗電路16能在微處理器11出現故障時，令微處理器11自動重啟；且第二存儲模塊142設有兩個相互獨立且交替工作的工作單元，每個工作單元內都存儲有微處理器11運行時所需系統，當一個工作單元的系統崩潰時，可以切換到另一個可用工作單元工作，從而使得本車載通信設備在硬體沒有損壞的情況下有著極強的自我恢復功能，且整個恢復過程無需人工幹預，減少了人工維修成本的投入。
2、由於現有車載通信設備不具備數據包篩選功能，常常在接收到重複或錯誤的數據包時依然進行傳輸，令數據傳輸經常出現丟包和誤碼的現象。針對上述問題，本發明設置有具有分析、篩選功能的微處理器11，該微處理器11能對數據包進行分析挑選，通過查看數據包的數據包頭，去除錯誤的、重複的數據包，並對數據包進行重新排序後交由移動通訊模塊發送，最大限度的減小了誤碼與丟包的程度，使得通信質量好、實時性高。
3、在列車上的環境使得車載通信設備一旦出現了較大問題，為了快速的完成維修，有時只能直接更換車載通信設備。基於上述情況考慮，本發明特別採用armcortex-a8處理器，相對於現有的x86構架的車載通信設備來說，其具有功耗小、成本低的特點，能有效的減小成本壓力，具有很強的適用性和經濟性。
4、本發明主要用於實現列車與地面監控中心之間的通信，但同時也為其它交通通信提供了支持，例如可適應於船用領域，應用範圍廣泛。
5、通過在外殼內設置wifi模塊15、nfc模塊12和移動通訊模塊13，為車內設置一個網絡熱點，實現各種車載設備和乘車人員的移動終端的便捷聯網。
本發明提供一種車載通信設備1，用於實現列車與地面監控中心之間的通信。該車載通信設備1設於列車內，並與列車內的車載交換機連接，該車載交換機與無線設備、車載設備連接，所述車載設備為多個，設於列車內的各個不同位置，所述無線設備用於通過無線方式接收或發送各數據包，實現與地面監控中心的通信。地面監控中心內設有地面中心伺服器和地面中心控制器，操作人員通過地面中心控制器將指揮和調度指令的數據包通過地面交換機、無線設備發送給列車端，從而實現對運行中列車的實時監控。
在一個可選實施例中，所述移動通訊模塊13為千兆以太移動通訊模塊；選用千兆以太移動通訊模塊，不但數據流量大，而且更能適應較長距離的網絡環境。
在一個可選實施例中，所述車載通信設備1還包括設置外殼表面的顯示裝置，所述顯示裝置通過所述微處理器11與所述第一存儲模塊141和第二存儲模塊142相連。顯示裝置例如顯示屏、電視機、投影儀等。通過顯示裝置可以直接將第一存儲模塊141和第二存儲模塊142存儲的數據進行顯示。
在一個可選實施例中，所述外殼還設置有用於顯示所述nfc模塊12的工作狀態的指示燈；所述指示燈為led指示燈。為了確認網絡數據傳輸是否成功，在外殼還設置指示燈，當nfc信號的數據傳輸正常時，指示燈會點亮。
所述微處理器11還分別與第一存儲模塊141、看門狗電路16以及第二存儲模塊142連接連接，該微處理器11具有數據包篩選功能，能將移動通訊模塊緩存中的數據包拷貝到第一存儲模塊141中，並對第一存儲模塊141中的數據包進行分析挑選、重新排序，最大限度的減小了誤碼與丟包的程度，保障了通信質量及通信實時性。本實施例中，所述微處理器11採用armcortex-a8處理器，相對x86構架來說，不但運行更穩定，而且功耗小、成本低；所述第一存儲模塊141選用512兆ddr3(double-data-ratethreesynchronousdynamicrandomaccessmemory，第三代雙倍數據率同步動態隨機存取存儲器)，其通用性好，運行性能更高。
所述看門狗電路16具有重啟微處理器11的功能，當微處理器11運行的系統出現故障時(如死機)，看門狗電路16能令微處理器11自動重啟，從而實現自我恢復功能。具體來說，所述看門狗電路16包括依次連接的8位分頻器、除數因子選擇器、多路複合器、看門狗遞減寄存器以及復位信號產生器，所述看門狗遞減寄存器連接有看門狗數據寄存器，所述8位分頻器、多路複合器、復位信號產生器均與看門狗控制寄存器連接。其中，8位分頻器由看門狗控制寄存器設置，用於對輸入時鐘pclk進行一級分頻，然後由除數因子選擇器進行二級分頻，再經過多路複合器來選擇一種時鐘頻率，得到需要的輸入時鐘。每個時鐘周期都會將看門狗遞減寄存器裡的值減1，當看門狗遞減寄存器裡的值變為0時，開始執行超時操作。首先，判斷看門狗控制寄存器裡bit2wtcon[2]設置情況，如果為1則產生中斷信號，引起中斷；如果為0不做任何操作，進入復位信號產生器；復位信號產生器由看門狗控制寄存器的wtcon[0]位控制，如果wtcon[0]位為1，則產生復位信號，讓車載通信設備的微處理器11重啟，否則不做任何操作。每次超時操作之後，看門狗控制寄存器會自動加載看門狗數據寄存器裡的用戶設置值，繼續執行遞減操作。
所述第二存儲模塊142設有兩個工作分區，每個工作分區內存有微處理器11運行時所需系統，且兩個工作分區交替工作，當一個工作分區崩潰時(即在微處理器11運行的系統重啟後依然無法正常工作時)，可切換到另一個可用工作分區，並用可用工作分區將崩潰的工作分區覆蓋，提高了系統的可用性，使得車載通信設備在硬體沒有損壞的情況下有著極強的自我恢復功能，且整個恢復過程無需人工幹預，減少了人工維修成本的投入。本實施例中，所述第二存儲模塊142選用512兆nandflash(快閃記憶體)，其體積小，讀寫性能好，穩定性佳。
在一個可選實施例中，還包括sd卡卡座、usb接口和串行接口，所述sd卡卡座、usb接口和串行接口均與微處理器11連接。還包括時鐘晶片，所述時鐘晶片與微處理器11連接。
為了滿足車載通信設備的可擴展性，該車載通信設備1還設置有sd卡卡座、usb接口和串行接口，所述sd卡卡座、usb接口和串行接口均與微處理器11連接。除此之外，車載通信設備1還設置有時鐘晶片和外殼，該時鐘晶片與微處理器11連接，用於記錄實時的時鐘信息，供微處理器11使用；所述移動通訊模塊13、微處理器11、第一存儲模塊141、看門狗電路16以及第二存儲模塊142均設置於外殼內部，該外殼不但起到了防塵防灰及保護的作用，而且外形美觀。
儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同範圍限定。