專利名稱:機(jī)車信息監(jiān)控設(shè)備的制作方法
【專利摘要】提出了一種機(jī)車信息監(jiān)控設(shè)備，屬于機(jī)車信息監(jiān)控【技術(shù)領(lǐng)域】，所述機(jī)車信息監(jiān)控設(shè)備包括：機(jī)箱；固定在機(jī)箱中的背板；從機(jī)箱前面板插入并與背板一側(cè)插接的多個(gè)功能板卡；從機(jī)箱后面板插入并與背板另一側(cè)插接的一個(gè)或多個(gè)外部接口板；其中：所述背板包括插接所述多個(gè)功能板卡的多個(gè)插槽；所述多個(gè)功能板卡包括數(shù)據(jù)交換板，第一主控板，備用主控板，電源板以及一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)板；所述一個(gè)或多個(gè)外部接口板在機(jī)箱后面板提供多個(gè)輸入輸出接口，包括電源輸入接口，數(shù)字信號(hào)輸入輸出接口以及模擬信號(hào)輸入輸出接口。
【專利說明】機(jī)車信息監(jiān)控設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)車信息監(jiān)控領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)車信息監(jiān)控設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著鐵路建設(shè)的迅速發(fā)展，對(duì)鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩笠苍絹碓礁?，從安全行車要求及?shí)際情況出發(fā)，加裝了各種監(jiān)測(cè)診斷車載設(shè)備，如走行部監(jiān)測(cè)診斷設(shè)備、車頂絕緣檢測(cè)設(shè)備、各種視頻監(jiān)控設(shè)備、防火監(jiān)測(cè)設(shè)備等等。這些設(shè)備在保障機(jī)車安全運(yùn)營(yíng)方面發(fā)揮了重要作用，但同時(shí)也面臨一系列問題需要解決。這些設(shè)備都是各自獨(dú)立、功能單一、分散安裝的系統(tǒng)，兼容性和可擴(kuò)展性差，給使用和維護(hù)帶來很多不便。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提出一種機(jī)車信息監(jiān)控設(shè)備，將分散的功能集成在一起，并提供多種總線通信通道和冗余功能板卡。
[0004]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提出了一種機(jī)車信息監(jiān)控設(shè)備。所述機(jī)車信息監(jiān)控設(shè)備包括:機(jī)箱；固定在機(jī)箱中的背板；從機(jī)箱前面板插入并與背板一側(cè)插接的多個(gè)功能板卡；從機(jī)箱后面板插入并與背板另一側(cè)插接的一個(gè)或多個(gè)外部接口板；其中:所述背板包括插接所述多個(gè)功能板卡的多個(gè)插槽；所述多個(gè)功能板卡包括數(shù)據(jù)交換板，第一主控板，備用主控板，電源板以及一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)板；所述一個(gè)或多個(gè)外部接口板在機(jī)箱后面板提供多個(gè)輸入輸出接口，包括電源輸入接口，數(shù)字信號(hào)輸入輸出接口以及模擬信號(hào)輸入輸出接口。
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述背板具有位于一側(cè)的第一插接件和第二插接件，以及位于另一側(cè)的第三插接件，其中第二插接件和第三插接件耦接；所述功能板卡具有與所述第一插接件插接的第四插接件和與所述第二插接件插接的第五插接件；所述外部接口板具有與所述第三插接件插接的第六插接件。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述背板為3U 14槽的PC1-E背板，具有兩個(gè)交換槽位，分別為PC1-E交換槽位和網(wǎng)絡(luò)交換槽位，每個(gè)交換槽位都有兩對(duì)高速差分線對(duì)與各個(gè)槽位互聯(lián)，提供PC1-Exl或千兆以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸通道，各個(gè)槽位之間通過一對(duì)高速差分對(duì)兩兩互聯(lián)。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述背板還具有RS485、CAN和/或I2C總線。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述數(shù)據(jù)交換板包括PC1-E數(shù)據(jù)交換板和網(wǎng)絡(luò)交換板；所述PC1-E數(shù)據(jù)交換板具有主芯片，所述主芯片為PLX的8619交換芯片。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述第一主控板和備用主控板均具有控制芯片和編解碼芯片，并均具有視頻輸入接口，背板總線接口，顯示接口，鍵盤輸入接口，電源輸入接口，網(wǎng)絡(luò)接口以及外部輸入輸出報(bào)警輸入接口。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)板分別包括一個(gè)或多個(gè)固態(tài)硬盤。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述電源板包括主電源板和備用電源板。
[0012]本實(shí)用新型提出的機(jī)車信息監(jiān)控設(shè)備采用三段式板卡結(jié)構(gòu)的插卡設(shè)計(jì)，多總線融合技術(shù)，有效的解決了系統(tǒng)通信傳輸、功能擴(kuò)展和系統(tǒng)平滑升級(jí)等各方面問題，且大大節(jié)約了二次開發(fā)成本。

【附圖說明】

[0013]圖1示出了本實(shí)用新型所提出的機(jī)車信息監(jiān)控設(shè)備的邏輯結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖2展示了本設(shè)備所使用的三段式板卡結(jié)構(gòu)的插卡示意圖；
[0015]圖3和圖4分別示出了機(jī)車信息監(jiān)控設(shè)備整機(jī)的前視圖和后視圖；
[0016]圖5示出了主控板的輸入輸出接口以及與其他設(shè)備或板卡的連接關(guān)系；
[0017]圖6示出了主控板的啟動(dòng)工作流程；
[0018]圖7示出了主控板的監(jiān)控流程；
[0019]圖8示出了主控板的編解碼流程；
[0020]圖9示出了新插入功能板卡的啟動(dòng)流程；
[0021]圖10示出了視頻信號(hào)的整個(gè)處理流程。

【具體實(shí)施方式】
[0022]為清楚地說明本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)思路，引用下述具體實(shí)施例，但其僅為示例性說明，并不對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍作出限制。
[0023]圖1示出了本實(shí)用新型所提出的機(jī)車信息監(jiān)控設(shè)備的邏輯結(jié)構(gòu)圖。
[0024]設(shè)備采用模塊化設(shè)計(jì)思想，各個(gè)功能模塊相對(duì)獨(dú)立，可以做到熱插拔。由背板、數(shù)據(jù)交換板、主控板、存儲(chǔ)板、信號(hào)采集板、無線傳輸板、電源板和外部接口板等幾部分構(gòu)成。如圖1所示，在背板一側(cè)，插接有存儲(chǔ)板1，2、無線傳輸板、信號(hào)采集板、主控板1，2、PC1-E交換板、網(wǎng)絡(luò)交換板、一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)展板以及電源板1，2，背板為這些板子提供高速的數(shù)據(jù)交互通道，可以支持I2C、RS485、CAN、PC1-E等總線通訊協(xié)議。通過多總線方式，為系統(tǒng)提供不同速率的數(shù)據(jù)通道，提高了整個(gè)系統(tǒng)的靈活性。在背板另一側(cè)，插接有一個(gè)或多個(gè)外部接口板，用于實(shí)現(xiàn)與外部信號(hào)的交互，包括模擬視頻信號(hào)的輸入和輸出以及外部數(shù)字信號(hào)的輸入和輸出。背板兩側(cè)的各種板卡都可以根據(jù)各種功能需要進(jìn)行調(diào)整，這樣可以極大增強(qiáng)系統(tǒng)的靈活性。
[0025]圖2展示了本設(shè)備所使用的三段式板卡結(jié)構(gòu)的插卡示意圖。
[0026]其中，位于中間的元件為背板202，背板左側(cè)的為功能板卡201，例如主控板等，右側(cè)為輸入輸出板203，即外部接口板。功能板卡完成具體的功能，背板提供總線數(shù)據(jù)通道以及與外界的輸入輸出通道，輸入輸出板把數(shù)據(jù)從外部引向背板，進(jìn)而提供給功能板卡，并將功能板卡的數(shù)據(jù)輸出。
[0027]功能板卡的Jl插接件和背板的Pl插接件相連，提供PC1-E數(shù)據(jù)通道和I2C等系統(tǒng)控制通道，使功能板卡能通過PC1-E等協(xié)議連接其他功能板卡。功能板卡的J2插接件與背板的P2插接件插接，背板的rP2插接件與輸入輸出板的rJ2插接件插接，從而實(shí)現(xiàn)功能板卡的J2插接件與輸入輸出板卡的rJ2插接件的耦接。輸入輸出板卡的管腳提供用戶自定義1功能，外部的模擬視頻輸入、RS485等數(shù)字信號(hào)輸入都可以通過這些自定義I/O接口，輸入給相關(guān)功能板卡。功能板卡例如可提供4個(gè)RS485接口，4個(gè)CAN，2個(gè)I2C接口。
[0028]圖3和圖4分別示出了機(jī)車信息監(jiān)控設(shè)備整機(jī)的前視圖和后視圖。
[0029]將上述背板、各個(gè)功能板卡以及輸入輸出板安裝在機(jī)箱中，形成本實(shí)用新型所述的機(jī)車信息監(jiān)控設(shè)備。如圖3所示，在機(jī)箱的前部(前面板)可看到多個(gè)功能板卡。如圖4所示，在機(jī)箱的背部(后面板)可看到輸入輸出板卡及其輸入輸出接口。背板固定在機(jī)箱中，未在圖3，4中示出，從機(jī)箱前部可根據(jù)需要對(duì)功能板卡進(jìn)行熱插拔。
[0030]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，機(jī)箱背部的輸入輸出接口包括:三芯的航插為電源輸入口 ；五芯的航插為兩路CVBS視頻輸出口，以及HDMI和VGA輸出口 ；八芯的航插為視頻輸入，每個(gè)航插兩路，共16路視頻輸入；天線輸入口為3G無線傳輸卡和GPS的天線；四芯的航插為RS485信號(hào)和AD信號(hào)輸入口，包括預(yù)留的RS485接口，方便今后的擴(kuò)展。
[0031]在機(jī)箱中，還安裝了從底部到頂端的冷卻系統(tǒng)，同樣支持熱插拔；還提供空氣過濾網(wǎng)，并可拔插；并滿足CE、FCC A類的EMC防護(hù)。
[0032]下面，針對(duì)本實(shí)用新型提出的機(jī)車信息監(jiān)控設(shè)備，對(duì)每個(gè)組成元件進(jìn)行分別描述。
[0033]MM
[0034]其中，背板為整個(gè)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)交換通道，各個(gè)板卡之間及板卡與外部信號(hào)的輸入及輸出都通過背板進(jìn)行。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，背板為3U 14槽的PC1-E背板，例如，最右邊的兩個(gè)槽位為電源槽位，中間的兩個(gè)為交換板槽位，其余為各個(gè)功能板槽位。
[0035]在背板設(shè)計(jì)之初，參考了其它背板的設(shè)計(jì)方案，吸收了其中高速信號(hào)傳輸部分經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)增加了多條低速總線，如CAN、RS485等總線，為使整個(gè)系統(tǒng)更加可靠，在背板上增加了雙交換槽的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)提供PC1-E交換槽和網(wǎng)絡(luò)交換槽。
[0036]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，整個(gè)背板為3U14槽結(jié)構(gòu)，中間兩個(gè)槽位為交換槽位，其余12個(gè)槽位為功能槽位。交換槽位上板子位置固定，其余12個(gè)槽位的板子均可互換。
[0037]交換槽位分為PC1-E交換槽位和網(wǎng)絡(luò)交換槽位，每個(gè)交換槽位都有兩對(duì)高速差分線對(duì)與各個(gè)槽位互聯(lián)，可提供PC1-Exl或千兆以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸通道。各個(gè)槽位之間通過I對(duì)高速差分對(duì)兩兩互聯(lián)。
[0038]在一個(gè)實(shí)施例中，除了高速差分線對(duì)外，整個(gè)設(shè)備提供4條RS485數(shù)據(jù)總線、4條CAN總線及I條I2C總線，可滿足低速總線數(shù)據(jù)的傳輸要求。
[0039]在一個(gè)實(shí)施例中，整個(gè)背板采用4種連接器:ERNI 2Pair、ERNI 4Pair、2mmTypeB、2MMTypeC。其中ERNI 4Pair高速連接器用于高速交換板的數(shù)據(jù)傳輸和低速總線信號(hào)傳輸，ERNI2Pair高速連接器用于各功能板的高速數(shù)據(jù)傳輸和低速總線信號(hào)傳輸，2MMTypeC連接器用于交換板的電源輸入，2MM TypeB連接器用于用戶自定義1信號(hào)的擴(kuò)展，共110針，可滿足目前大多數(shù)情況下的應(yīng)用。為使整個(gè)背板的抗震性能達(dá)到鐵道部規(guī)定的相關(guān)要求，系統(tǒng)在連接器上選用了工業(yè)控制中的相關(guān)產(chǎn)品。
[0040]PC1-E數(shù)據(jù)交換板
[0041 ] PC1-E數(shù)據(jù)交換板提供PC1-E數(shù)據(jù)交換能力，使背板上的各個(gè)槽位能通過PC1-E信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。PC1-E交換板支持12 口 xl的PC1-E數(shù)據(jù)通信能力。
[0042]PC1-E交換板提供整個(gè)系統(tǒng)的PC1-E信號(hào)交換功能，其主芯片采用PLX的8619交換芯片，PC1-E交換板能夠使兩個(gè)主控板做雙機(jī)熱備。其具體工作流程為:
[0043]首先將PC1-E總線的控制權(quán)交給第一主控板所在的端口 ；
[0044]第二主控板監(jiān)視第一主控板的工作狀態(tài)；
[0045]當(dāng)?shù)谝恢骺匕宓墓ぷ鳡顟B(tài)顯示出現(xiàn)故障時(shí)，第二主控板通知所述PC1-E交換板；
[0046]所述交換板將PC1-E總線的控制權(quán)從第一主控板所在的端口切換到第二主控板所在的端口。
[0047]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，可通過所述主芯片來實(shí)現(xiàn)上述工作流程。
[0048]網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換板
[0049]網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換板提供了千兆以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換能力，背板上的各個(gè)槽位能通過千兆以太網(wǎng)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換板也同樣支持兩個(gè)主控板的雙機(jī)熱備，具體工作流程與上述PC1-E交換板的工作流程類似，這里不再贅述。
[0050]主棹板
[0051]主控板作為整個(gè)系統(tǒng)的主控模塊，是整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，其上具有控制芯片和編解碼芯片，分別用于提供整個(gè)系統(tǒng)的控制及視頻的編解碼功能。視頻壓縮碼流通過背板上的PCIExpress總線，寫入存儲(chǔ)板。主控板有主從兩塊，并通過PC1-E交換板和網(wǎng)絡(luò)交換板熱備。平時(shí)工作時(shí)，一塊板子為主，另一塊為從板，當(dāng)有一塊板子出現(xiàn)故障時(shí)，另一塊板子可立刻作為主控板工作。
[0052]主控板視頻編碼米用SVC(Scalable Video Codec)----可伸縮視頻編碼技術(shù)。
[0053]圖5示出了主控板的輸入輸出接口以及與其他設(shè)備或板卡的連接關(guān)系。如圖5所示，主控板具有視頻輸入接口，用于接收來自攝像頭的視頻數(shù)據(jù)；包括背板總線接口，用于與其他的功能板卡進(jìn)行交互，例如存儲(chǔ)板和其他擴(kuò)展板等；顯示接口，用于將視頻數(shù)據(jù)輸出至一個(gè)或多個(gè)顯示器；鍵盤輸入接口，用于接收鍵盤的輸入；電源輸入接口 ；網(wǎng)絡(luò)接口以及外部輸入輸出報(bào)警輸入接口等。
[0054]主控板主要有以下幾個(gè)功能:監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)；提供編解碼功能，并通過存儲(chǔ)板存儲(chǔ)；控制擴(kuò)展模塊；提供與外部的通訊接口。
[0055]主控板啟動(dòng)時(shí)，創(chuàng)建多個(gè)工作線程:視頻編解碼線程；存儲(chǔ)線程；系統(tǒng)監(jiān)控線程；輸入輸出線程等。參見圖6，主控板的啟動(dòng)工作流程如下:
[0056]主控板啟動(dòng)后，首先讀取系統(tǒng)預(yù)設(shè)的參數(shù)配置，然后初始化編解碼模塊，掛載存儲(chǔ)模塊，最后啟動(dòng)系統(tǒng)監(jiān)控線程、存儲(chǔ)線程、編解碼線程以及輸入輸出線程。
[0057]所述系統(tǒng)監(jiān)控線程定期檢測(cè)存儲(chǔ)線程、編解碼線程、輸入輸出線程的工作狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有線程有問題或停止運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)；
[0058]監(jiān)控線程通過I2C接口，定期讀取各個(gè)擴(kuò)展模塊的狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)問題或相關(guān)模塊的工作狀態(tài)不對(duì)，就通過系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)使系統(tǒng)重啟。所述監(jiān)控線程的工作流程如圖7所示:
[0059]讀取參數(shù)配置，獲得各個(gè)功能板卡的I2C地址；
[0060]通過I2C地址對(duì)各個(gè)功能板卡進(jìn)行查詢；
[0061]選擇一塊功能板卡進(jìn)行查詢，如果查詢結(jié)果正確，則選擇下一塊功能板卡繼續(xù)查詢；否則，檢查錯(cuò)誤碼，復(fù)位該功能板卡，并選擇下一塊功能板卡繼續(xù)查詢；執(zhí)行這一步驟直到所有功能板都完成檢查；
[0062]讀取其他工作線程，例如存儲(chǔ)線程、編解碼線程、輸入輸出線程的狀態(tài)；
[0063]判斷是否有線程出錯(cuò)，如果沒有出錯(cuò)，則開始下一次檢查；否則，檢查錯(cuò)誤碼，復(fù)位主控板，開始下一次檢查。
[0064]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，可以設(shè)定檢查的頻率，即在開始下一次檢查之前，先休眠2秒。
[0065]主控板的編解碼線程提供編解碼功能，在編碼時(shí)，該線程讀取編解碼模塊輸出壓縮視頻數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)發(fā)給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)板，擴(kuò)展板等；在解碼時(shí)，從存儲(chǔ)板獲取壓縮視頻數(shù)據(jù)，并輸入給編解碼模塊，解碼輸出。編解碼線程的工作流程如圖8所示:
[0066]首先，讀取系統(tǒng)預(yù)設(shè)的參數(shù)配置；
[0067]利用所述參數(shù)配置對(duì)編解碼芯片進(jìn)行初始化；
[0068]創(chuàng)建編碼線程和解碼線程并行執(zhí)行；
[0069]其中，編碼線程執(zhí)行以下步驟:
[0070]從編解碼芯片讀取一幀視頻壓縮數(shù)據(jù)，發(fā)送給存儲(chǔ)線程將壓縮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)板中，讀取下一幀視頻壓縮數(shù)據(jù)，重復(fù)執(zhí)行本步驟直到完成所有幀的視頻壓縮和存儲(chǔ)；
[0071]其中，解碼線程執(zhí)行以下步驟:
[0072]接收視頻回放信號(hào)；
[0073]判斷是否有回放要求，如果沒有，繼續(xù)執(zhí)行上一步驟，否則，執(zhí)行下一步驟；
[0074]根據(jù)回放時(shí)間參數(shù)調(diào)用存儲(chǔ)接口 ；
[0075]從存儲(chǔ)板讀取視頻幀并發(fā)送給編解碼芯片；
[0076]解碼并輸出視頻幀以顯示；
[0077]判斷回放是否結(jié)束，如果沒有，讀取下一幀并執(zhí)行解碼直到回放結(jié)束；否則繼續(xù)接收視頻回放信號(hào)。
[0078]所述輸入輸出接收線程通過RS485接口接收液晶顯示面板上的按鍵輸入，主要有以下幾個(gè)控制功能:控制視頻輸出的畫面分割方式、實(shí)時(shí)顯示視頻通道的切換；實(shí)時(shí)、回放畫面切換；錄像查詢、回放；數(shù)據(jù)備份、導(dǎo)出。
[0079]存儲(chǔ)板
[0080]存儲(chǔ)板提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，每塊板含一個(gè)或多個(gè)固態(tài)硬盤，如果需要更多的存儲(chǔ)空間，可以在擴(kuò)展槽位上安裝存儲(chǔ)板。在一個(gè)實(shí)施例中，模擬視頻信號(hào)通過外部接口板輸入，經(jīng)由背板發(fā)送至主控板，主控板的編解碼芯片對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行編碼，存儲(chǔ)板存儲(chǔ)來自主控板的視頻編碼數(shù)據(jù)。
[0081]在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)板可安裝I個(gè)SATA硬盤。為提高整個(gè)系統(tǒng)的抗振性能，所有存儲(chǔ)單元可采用固態(tài)硬盤。存儲(chǔ)板通過PC1-E轉(zhuǎn)SATA接口與主控板進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。當(dāng)存儲(chǔ)板容量不夠時(shí)可在任意功能槽位上擴(kuò)展出存儲(chǔ)板。
_2] 信號(hào)采集板
[0083]信號(hào)采集板接收按鍵輸入、TAX主機(jī)的數(shù)據(jù)、及其他低速信號(hào)的輸入，并最終轉(zhuǎn)發(fā)到主控板上。
[0084]無線信號(hào)傳輸板
[0085]無線信號(hào)傳輸板用于把視頻及系統(tǒng)內(nèi)部信號(hào)通過3G等無線數(shù)據(jù)鏈路傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。該傳輸板可采用單卡、多卡等方式傳輸無線數(shù)據(jù)。
[0086]電源板
[0087]電源板為整個(gè)系統(tǒng)的供電模塊，電源通過3個(gè)電源模塊，輸出5V、12V和24V三種電壓，供系統(tǒng)使用。電源板有主備兩塊，兩個(gè)電源板通過熱備機(jī)制，一個(gè)板子失效時(shí)，另一個(gè)板子仍可支撐系統(tǒng)正常工作。電源板采用雙電源供電，每個(gè)模塊的功率為400W，每個(gè)模塊都有防浪涌設(shè)計(jì)。當(dāng)其中一個(gè)電源模塊故障時(shí)，不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常工作。每個(gè)電源板采用了一個(gè)1/4磚的24V輸出電源模塊，I個(gè)1/2磚的5V輸出電源模塊，I個(gè)1/2磚的12V輸出電源模塊。
[0088]下面介紹本文所述的機(jī)車信息監(jiān)控設(shè)備的其他工作流程。系統(tǒng)上電后，交換板上的主芯片首先檢測(cè)各個(gè)功能板槽位。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有功能板存在時(shí)，通過RS485總線或CAN總線查詢各個(gè)功能板的配置信息，支持網(wǎng)絡(luò)的，分配相關(guān)的IP地址，然后控制各個(gè)功能板槽位的上電順序，直到功能板穩(wěn)定運(yùn)行。穩(wěn)定運(yùn)行后，交換板上的主芯片把功能板卡的配置信息通過廣播的方式，發(fā)送給所有的功能板卡，各個(gè)功能板卡可根據(jù)該配置信息來決定是否建立通信。交換板上的主芯片定時(shí)向各個(gè)功能板發(fā)送心跳信息，檢測(cè)各個(gè)功能板的工作狀態(tài)。
[0089]參考圖9，示出了當(dāng)插入功能板卡時(shí)，所述設(shè)備對(duì)該功能板卡的啟動(dòng)流程。
[0090]當(dāng)有功能板卡插入背板的功能板卡槽位時(shí)，向數(shù)據(jù)交換板發(fā)送中斷信號(hào)；
[0091]數(shù)據(jù)交換板根據(jù)中斷信號(hào)啟動(dòng)上電程序使功能板卡上電；
[0092]功能板卡上電穩(wěn)定后，數(shù)據(jù)交換板查詢功能板卡的配置信息；
[0093]功能板卡向交換板上報(bào)槽位號(hào)、配置信息；
[0094]對(duì)帶網(wǎng)絡(luò)功能的功能板卡分配內(nèi)部IP地址；
[0095]數(shù)據(jù)交換板把功能板卡的所有信息向其他功能板卡廣播；
[0096]其他功能板卡根據(jù)收到的信息更新本地配置信息表，建立和新插入的功能板卡的通信。
[0097]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，數(shù)據(jù)交換板還把其他功能板卡的信息發(fā)送至新插入的功能板卡。
[0098]圖1-4示出了整個(gè)設(shè)備的組成結(jié)構(gòu)，下面，參照?qǐng)D10，介紹例如視頻信號(hào)的整個(gè)處理流程。
[0099]首先，視頻信號(hào)輸入到機(jī)車信息監(jiān)控設(shè)備的后面板；
[0100]后面板上的插接件將信號(hào)輸送到外部接口板；
[0101]經(jīng)過外部接口板和背板以及背板和功能板卡的插接件，信號(hào)被輸送給主控板；
[0102]主控板對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，將視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，通過背板總線發(fā)送給存儲(chǔ)板存儲(chǔ)，或者通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換板發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)。
[0103]根據(jù)另一實(shí)施例，所述主控板對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理中，還可以對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的視頻圖像做拼接，將拼接后的圖像進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，通過CVBS接口輸出。
[0104]上文所提出的多個(gè)工作或方法流程僅僅是對(duì)本實(shí)用新型提出的設(shè)備如何運(yùn)行的進(jìn)一步說明，并不屬于本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍。本實(shí)用新型的發(fā)明要點(diǎn)在于將多個(gè)分散的功能板卡、外部接口卡集成在一個(gè)機(jī)箱中，并可根據(jù)需要更換、添加或卸除這些板卡，形成一種新型的機(jī)車信息監(jiān)控設(shè)備。
[0105]下面，介紹本實(shí)用新型所提出的機(jī)車信息監(jiān)控設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)與性能指標(biāo)。
[0106]1.采用插板式設(shè)計(jì):系統(tǒng)采用PC1-E總線架構(gòu)，提供端到端的高速總線通信模式，各個(gè)擴(kuò)展模塊可根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展；
[0107]2.操作界面:圖形化菜單操作界面(OSD菜單)；
[0108]3.視頻輸入:16路復(fù)合視頻輸入1.0V, p-p,阻抗75 Ω，車載航空頭；
[0109]4.視頻輸出:雙路復(fù)合視頻輸出1.0V, p-p,阻抗75 Ω，車載航空頭；
[0110]5.視頻顯示:單畫面、四畫面，九畫面、十六畫面顯示；
[0111]6.視頻標(biāo)準(zhǔn):PAL制式，NTSC制式；
[0112]7.圖像壓縮:H.264SVC壓縮標(biāo)準(zhǔn)，可變碼流/固定碼流；
[0113]8.數(shù)據(jù)存儲(chǔ):通過存儲(chǔ)板擴(kuò)展存儲(chǔ)，所有槽位都可擴(kuò)展為存儲(chǔ)板；
[0114]9.數(shù)據(jù)輸入:功能板卡預(yù)留RS485，CAN等總線接口，外部輸入可通過外部接口板卡擴(kuò)展；
[0115]10.外部輸入輸出接口:功能板卡預(yù)留RS485，CAN、網(wǎng)絡(luò)接口電源板:110V輸入，電源熱備；
[0116]11.主控板:主控板雙備份，自動(dòng)切換；
[0117]12.背板總線:支持PC1-E總線，千兆以太網(wǎng)總線；
[0118]13.工作溫度:-25 O ——70 0C ；
[0119]14.外形尺寸:4U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱。
[0120]下面，介紹機(jī)車信息監(jiān)控設(shè)備的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。
[0121]1.背板支持高速總線數(shù)據(jù)傳輸。
[0122]2.背板支持多總線的數(shù)據(jù)傳輸方式:PCI_E交換板提供高速的PC1-E總線數(shù)據(jù)交換方式；千兆以太網(wǎng)卡支持千兆以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換方式；其余的RS485、CAN等總線。
[0123]3.主控板雙板熱備:兩塊主控板通過PC1-E交換板和網(wǎng)絡(luò)交換板做雙板熱備，當(dāng)一塊板子出故障時(shí)，另一塊主控板可自動(dòng)切換到工作狀態(tài)，無需人工干預(yù)。
[0124]4.電源板雙板熱備:兩塊電源板可提供熱備機(jī)制，當(dāng)一塊電源板出故障時(shí)，另一塊電源板仍可提供穩(wěn)定的電源輸出。
[0125]5.系統(tǒng)的擴(kuò)展性好:通過前插卡(功能板卡)、背板、后插卡(外部接口板)的結(jié)構(gòu)方式，使系統(tǒng)的擴(kuò)展性非常好。每個(gè)前插卡提供110管腳的自定義1輸入輸出接口，當(dāng)需要擴(kuò)展功能時(shí)，只需把前插卡和后插卡更換為需要的板卡，無需對(duì)整個(gè)系統(tǒng)做大的改動(dòng)，便于對(duì)系統(tǒng)的平滑升級(jí)。
[0126]本實(shí)用新型的上述實(shí)施方式僅為示例性說明，并不作為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。而且本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)需要對(duì)【具體實(shí)施方式】進(jìn)行調(diào)整以滿足實(shí)際需要。
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)車信息監(jiān)控設(shè)備，其特征在于: 所述機(jī)車信息監(jiān)控設(shè)備包括:機(jī)箱；固定在機(jī)箱中的背板；從機(jī)箱前面板插入并與背板一側(cè)插接的多個(gè)功能板卡；從機(jī)箱后面板插入并與背板另一側(cè)插接的一個(gè)或多個(gè)外部接口板；其中: 所述背板包括插接所述多個(gè)功能板卡的多個(gè)插槽； 所述多個(gè)功能板卡包括數(shù)據(jù)交換板，第一主控板，備用主控板，電源板以及一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)板； 所述一個(gè)或多個(gè)外部接口板在機(jī)箱后面板提供多個(gè)輸入輸出接口，包括電源輸入接口，數(shù)字信號(hào)輸入輸出接口以及模擬信號(hào)輸入輸出接口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于: 所述背板具有位于一側(cè)的第一插接件和第二插接件，以及位于另一側(cè)的第三插接件，其中第二插接件和第三插接件耦接； 所述功能板卡具有與所述第一插接件插接的第四插接件和與所述第二插接件插接的第五插接件；所述外部接口板具有與所述第三插接件插接的第六插接件。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于: 所述背板為3U 14槽的PC1-E背板，具有兩個(gè)交換槽位，分別為PC1-E交換槽位和網(wǎng)絡(luò)交換槽位，每個(gè)交換槽位都有兩對(duì)高速差分線對(duì)與各個(gè)槽位互聯(lián)，提供PC1-Exl或千兆以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸通道，各個(gè)槽位之間通過一對(duì)高速差分對(duì)兩兩互聯(lián)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于: 所述背板還具有RS485、CAN和/或I2C總線。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于: 所述數(shù)據(jù)交換板包括PC1-E數(shù)據(jù)交換板和網(wǎng)絡(luò)交換板；所述PC1-E數(shù)據(jù)交換板具有主芯片，所述主芯片為PLX的8619交換芯片。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于: 所述第一主控板和備用主控板均具有控制芯片和編解碼芯片，并均具有視頻輸入接口，背板總線接口，顯示接口，鍵盤輸入接口，電源輸入接口，網(wǎng)絡(luò)接口以及外部輸入輸出報(bào)警輸入接口。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于: 所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)板分別包括一個(gè)或多個(gè)固態(tài)硬盤。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于: 所述電源板包括主電源板和備用電源板。
【文檔編號(hào)】G06F13-38GK204288208SQ201420759301
【發(fā)明者】吉榮廷 [申請(qǐng)人]呼和浩特鐵路局科研所