[发明专利]一种基于MVB通信的LED控制卡

说明书

技术领域

本发明属于嵌入式计算机领域，涉及一种基于MVB通信的LED控制卡。

背景技术

随着国民经济的不断发展，我国的城市化进程也在逐步地加快，经济发展，人口、车辆不断增加，城市路面交通系统面临着前所未有的压力，迫切需要发展地下铁路交通来缓解城市交通拥堵的压力。近些年来，地下铁路交通系统的运营管理越来越重视为乘客提供高质量的服务，正从以车辆为中心向以服务乘客为中心的方向发展。在此背景下，出现了乘客信息显示系统PIDS(Passenger Information Display System)这一概念，其可在指定时间内，将指定信息向指定人群显示。地铁内部的LED屏作为乘客信息显示系统的主要载体之一，直接为乘客提供乘车和日常服务信息，尤其是在紧急情况下可以为乘客提供动态疏散引导信息，其作用尤为重要。为了使LED屏能够准确可靠的显示信息，本文提出了一种基于多功能车辆总线MVB(Multifunction Vehicle Bus)通信的LED控制卡，控制LED屏进行各种类型信息的显示。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于MVB通信的LED控制卡，能够通过MVB通信接口，接收列车司机室内广播控制系统单元ACSU(Announcement Control System Unit)发出的网络数据包，根据网络数据包中变量集合的数值变化，控制LED屏显示相应的文字、图形、图像等信息。

本发明的技术方案：

基于MVB通信的LED控制卡，以Spartan-6架构的XC6SLX16处理器作为主控芯片，包括通信模块、LED屏驱动模块和信息存储模块三个模块。其供电方式采用开关电源和线性电源模式。

通信模块包括MVB通信和RS232通信两个子模块。MVB通信子模块采用电气中距离EMD(Electrical Middle Distance)接口作为物理层传输介质，通信速率为1.5Mb/s，最大传输距离可达200米，可以保证列车的信息传输不受距离限制；采用变压器隔离方式，保证LED控制卡内部电路安全及设备的正常通信；MVB通信接口采用双线冗余结构设计，使得LED控制卡的可靠性增大，即使断掉一根线，仍可保证通信正常。同时，MVB通信子模块选择专用MVB收发器芯片来收发数据，与ACSU进行实时通信，可以应对列车上复杂的电磁环境。RS232通信子模块采用带电气隔离的RS232接口芯片，有很高的瞬态抗共模干扰能力和静电保护强度，用于LED控制卡与上位机软件的短距离通信。

LED屏驱动模块由主控芯片XC6SLX16的七路IO端口、八路总线缓冲器HCT245，以及3.3V到5V的电压转换器SN74LVC2T45DCUT组成，数据和控制信号按照上述顺序进行传递，最终变为5V，再通过驱动接口连接器传送至LED屏的内部电路。

信息存储模块包括四位串行Flash存储电路和1G容量的DDR2内存电路。前者利用四位串行Flash实现对LED屏所需要显示的信息进行存储，例如当前站、下一站和列车开关门信息。LED控制卡上电后，主控芯片XC6SLX16内部的microblaze软核程序、应用程序、Flash中的字库以及列车相应的站点和开关门信息会在后者中运行。

基于MVB通信的LED控制卡的运行方式如下：列车上电后，LED控制卡随之启动，首先进行初始化，然后进入命令接收状态，实时接收ACSU通过MVB总线发来的各种数据和控制信息，再由主控芯片XC6SLX16驱动LED屏进行显示。

本发明的有益效果在于LED控制卡可以通过MVB总线与列车上的ACSU相连接，在二者之间可以对信息进行准确、可靠、快速地传送，使LED控制卡可以在ACSU控制下，驱动LED屏进行各种信息显示。

附图说明

图1是本发明LED控制卡的硬件结构框图。

图2是本发明LED控制卡的MVB通信子模块。

图3是本发明LED控制卡的RS232通信子模块。

图4是本发明LED控制卡的LED屏驱动模块。

具体实施方式