一种基于以太网网络的列车广播控制盒制造技术

本发明专利技术是一种基于以太网网络的列车广播控制盒，是列车车载广播系统中位于司机室的广播控制器，包括通过以太网接口连接以太网络的中央处理器，以及通过I/0总线分别电连接中央处理器的LCD显示屏模块、按键模块、晶振、SD卡模块和蜂鸣器模块；所述中央处理器通过SPI总线连接音频编解码芯片，中央处理器通过JTAG接口和UART接口连接系统调试模块；所述音频编解码芯片分别连接音频放大模块和麦克风/拾音器；所述音频放大模块连接扬声器；还包括为其它模块及电路供电的电源模块。采用本发明专利技术技术方案，能灵活的扩展多种功能需求，与其他设备间的操作和控制响应模式、系统软件固件升级、存储文件的异地读取等，降低使用成本和维护成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高速列车广播系统和地铁广播系统领域，具体涉及一种基于以太网网络的列车广播控制盒。
技术介绍
列车车载广播系统是列车乘客信息系统的重要构成部分，它在列车运行期间提供站点信息播报、站点信息显示、人工广播、人工对讲、以及紧急情况的紧急对讲等功能，从应用场合的角度而言，扮演了非常重要的角色。传统的司机操作终端设备内部系统构造单一，部分终端设备的司机话筒与喇叭分离，按键操作无提示、界面单一、功能单一，有的甚至只是从控制主机引出的管脚来组成；在人性化设计方面较差，易误操作，设备间存在IO通信口的管脚引线较长，易受干扰和引起信号衰减，系统稳定性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的问题，为列车广播系统提供一套完整基于以太网网络的全功能广播控制盒单元，提高系统的抗干扰性和运行模式下的高可靠性。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种基于以太网网络的列车广播控制盒，包括通过以太网接口连接以太网络的中央处理器，以及通过I/0总线分别电连接中央处理器的LCD显示屏模块、按键模块、晶振、SD卡模块和蜂鸣器模块，所述以太网为全车提供基于TCP/IP协议的语音数据包、控制协议数据包、设备状态数据包、故障数据包、系统状态数据包，TCP/IP协议主要是为了当前状态语音广播状态优先级提供判断及控制通道、显示屏信息显示、以及故障上传功能；所述中央处理器通过SPI总线连接音频编解码芯片，中央处理器通过JTAG接口和UART接口连接系统调试模块；所述音频编解码芯片分别连接音频放大模块和麦克风/拾音器；所述音频放大模块连接扬声器；还包括为其它模块及电路供电的电源模块。进一步的，所述所述中央处理器与音频编解码芯片间的接口为I2C与I2S。进一步的，所述按键模块包含人工广播、半自动广播、自动广播的广播选择模式按键，以及司机与司机间对讲、司机与乘客对讲的对讲模式选择按键，以及对站台站点显示控制、音量控制、扬声器静音的按键。进一步的，所述SD卡模块包含音频格式文件，其为数字通信网络的音频处理模块提供解析素材。进一步的，所述SD卡模块还包含录音文件，其格式包括wmv和mp3。进一步的，所述电源模块包括110V转12V，12V转5V，5V转3.3V的多级电源电路。优选的，所述电源模块中第一级电源的110V转12V的电路采用隔离电源电路，其将外部大地与本控制盒系统内的“地端”完整的隔离。以太网网络通信环境，采用百兆（4芯）或者千兆（8芯）以太网网络接口，为乘客车载信息系统提供与其他设备的通信接口，主要为全车提供基于TCP/IP协议的语音数据包、控制协议数据包、设备状态数据包、故障数据包、系统状态数据包等，协议主要是为了当前状态语音广播状态优先级提供判断及控制通道、显示屏信息显示、以及故障上传等功能。本专利技术中所需的数字软件模块主要是用来检测数字通道全网所有设备的“心跳”信号，以此来判断系统内各设备的是否处于“在线”状态，数字网络是否通讯正常，通过指令的返回也可判断操作指令是否传递到后续的关联设备。本专利技术的有益效果是:1、广播控制盒单元实现列车在数字通信网络下的全功能广播效果，系统运行稳定；2、广播控制盒单元能灵活的扩展多种功能需求，与其他设备间的操作和控制响应模式、系统软件固件升级、存储文件的异地读取等，降低使用成本和维护成本。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为中央处理器（CPU）与以太网接口图；图3为中央处理器（CPU）内外部接口图；图4为音频编解码芯片与中央处理器（CPU）接口图；图5为电源模块中110V转12V电路；图6为电源模块中12V转5V电路；图7为电源模块中5V转3.3V电路；图8为按键模块电路；图9为SD卡模块电路；图10为音频放大模块与扬声器连接电路；图11为系统调试模块由UART和JTAG电路。具体实施方式下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本专利技术。如图1所示，一种基于以太网网络的列车广播控制盒，包括通过以太网接口连接以太网络的中央处理器，以及通过I/0总线分别电连接中央处理器的LCD显示屏模块、按键模块、晶振、SD卡模块和蜂鸣器模块；所述中央处理器通过SPI总线连接音频编解码芯片，中央处理器通过JTAG接口和UART接口连接系统调试模块；所述系统调试模块由UART、JTAG两种来组成；如图11所示，UART是通用异步通信串口，是一种异步收发传输器, 该总线双向通信，将资料由串行通信与并行通信间作传输转换，作为并行输入成为串行输出的芯片，通常集成于其他通讯接口的连结上,如RS232接口等，主要用来监测CPU内系统的执行情况，对于特定的指令反馈以及信息读取等操作，JTAG是联合测试行动小组，主要是用于芯片的内部测试，可实现在线系统编程ISP等功能，主要用于芯片功能的内部调试、程序的下载等应用。所述音频编解码芯片分别连接音频放大模块和麦克风/拾音器；所述音频放大模块连接扬声器，如图10所示，音频放大模块是对输出的模拟音频信号进行放大，功放采用D类放大器设计，通过TDA7493音频芯片放大输出至3W8OHM的扬声器当中，具有转换效率高、低功耗等优点，将小信号放大至足够功率输出出扬声器，以便推动扬声器工作；还包括为其它模块及电路供电的电源模块。在本实施例中，如图2和图3所示，中央处理器（CPU）含有待PHY功能的以太网网络连接接口，将转化的数据接口与CPU连接后直接解析网路数，系统模块通过JTAG和UART接口与中央处理器CPU连接，可进行程序在CPU中运行中的调试、执行文件UBOOT的下载、软件编解码、以及升级等工作；蜂鸣器模块通过CPU一个I/O管脚进行控制外加3V或者5V电压的开关，通过IO管脚的来关闭或者开启其工作，通过软件设定不同频率的输出波形，可以听到不同形式的声音；LCD显示屏模块和键盘模块通过CPU的I/O管脚进行连接通信，由EPI外部扩展输入输入管脚来实现LCD信息的显示；主CPU的晶振由16MHz和25MHz两颗晶振来提供，一路为CPU提供基准时钟频率，一个为系统的百兆以太网网络提供25MHz的基准频率；如图4所示，音频编解码芯片模块与CPU连接，通过SPI总线连接实现主从控制，处理来自数字网络的数据包和控制协议，主要有I2S和I2C等接口；另外CPU主芯片同时对SD卡模块进行数据的读写操作，可自动编译和解码各类音频格式的文件，存放在SD卡当中，便于用户查阅；系统中的音频编解码芯片对麦克风或者拾音器的数据进行数字化操作发送至以太网网络，又或者是将网络当中的音频文件解析成模拟音频信号之后，通过TDA7493音频芯片放大输出至3W8OHM的扬声器当中。所述所述中央处理器与音频编解码芯片间的接口为I2C与I2S。所述按键模块包含人工广播、半自动广播、自动广播的广播选择模式按键，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于以太网网络的列车广播控制盒，其特征在于，包括通过以太网接口连接以太网络的中央处理器，以及通过I/0总线分别电连接中央处理器的LCD显示屏模块、按键模块、晶振、SD卡模块和蜂鸣器模块，所述以太网为全车提供基于TCP/IP协议的语音数据包、控制协议数据包、设备状态数据包、故障数据包、系统状态数据包，TCP/IP协议主要是为了当前状态语音广播状态优先级提供判断及控制通道、显示屏信息显示、以及故障上传；所述中央处理器通过SPI总线连接音频编解码芯片，中央处理器通过JTAG接口和UART接口连接系统调试模块；所述音频编解码芯片分别连接音频放大模块和麦克风/拾音器；所述音频放大模块连接扬声器；还包括为其它模块及电路供电的电源模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于以太网网络的列车广播控制盒，其特征在于，包括通过以太网接口连接以太网络的中央处理器，以及通过I/0总线分别电连接中央处理器的LCD显示屏模块、按键模块、晶振、SD卡模块和蜂鸣器模块，所述以太网为全车提供基于TCP/IP协议的语音数据包、控制协议数据包、设备状态数据包、故障数据包、系统状态数据包，TCP/IP协议主要是为了当前状态语音广播状态优先级提供判断及控制通道、显示屏信息显示、以及故障上传；
所述中央处理器通过SPI总线连接音频编解码芯片，中央处理器通过JTAG接口和UART接口连接系统调试模块；
所述音频编解码芯片分别连接音频放大模块和麦克风/拾音器；
所述音频放大模块连接扬声器；
还包括为其它模块及电路供电的电源模块。
2.根据权利要求1所述的基于以太网网络的列车广播控制盒，其特征在于，所述所述中央处理器与音频编解码芯片间的接口为I2C与I2S。
3.根据权利要求1所述的基于以太网网络的列车...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟华，杨铖，彭海辉，胡勇军，辛鹏，
申请(专利权)人：易程苏州智能系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32