[发明专利]一种基于HomePlug的列车数字广播控制器

说明书

本发明属于嵌入式计算机技术领域，涉及一种基于HomePlug的列车数字广播控制器。该列车数字广播控制器包括主控制模块和通信模块。主控制模块由主控芯片及其外围电路组成，主控制模块负责列车数字广播系统的初始化、时钟同步、故障监测与管理、音视频流的控制与处理和MVB网络高层协议的运行。通信模块由USB子模块、HomePlug电力线载波网络子模块、以太网子模块、RS232子模块和MVB子模块组成。通信模块为网络通信和列车数字广播系统日志记录、程序更新和列车数字广播控制器调试提供数据访问入口。各功能模块协调工作，构成了完整的列车数字广播控制器。本发明可在轨道交通系统的动车、城市地铁、轻轨等领域中应用。

技术领域

本发明属于嵌入式计算机技术领域，涉及一种基于HomePlug的列车数字广播控制器。

背景技术

列车数字广播系统的出现和发展离不开列车通信网络技术的快速发展。近年来，在列车通信网络的实际应用中，以TCN(列车通信网络)构成控制网络，工业以太网构成多媒体信息网络的方案成为主流。因为TCN在网络实时性和可靠性方面的优势，所以它在列车控制网络中还将长期占主要地位。伴随着多媒体技术在列车广播系统中的应用，网络通信量大量增加，工业以太网在列车通信网络中的应用日渐增多，多种网络相容并蓄，优势互补成为列车通信网络新的特点。

近年来，使用电力线载波技术的HomePlug(家庭插座电力线联盟)电力线载波网络在构成家庭局域网方面的应用已经比较成熟。利用电力线上网能为用户提供高速的数据传输速率，最新的HomePlug AV2技术可以提供1.5Gbps的物理层传输速率。由于该技术可直接使用现有的电力线或者广播线实现通信信号传递，无需另外铺设专用的通信线路，大大减少了在基础网络上的投资。使用HomePlug AV2技术的MIMO(多输入多输出)配置，用3根传输电缆实现MIMO功能，当有一根导线断开时，网络通信降级为SISO(单输入单输出)，通信速率有所降低，但是网络还能正常工作，从而增强了网络的可靠性。

列车数字广播控制器是列车数字广播系统的核心，它对整个列车数字广播系统起着控制和监测作用。目前已经公开的列车数字广播控制器，一类是基于MVB(多功能车辆总线)、CAN(控制器局域网络)等总线式网络的列车数字广播控制器，这类列车数字广播控制器简化了列车广播系统的结构，与传统模拟列车广播系统相比提高了抗干扰性。但是，这种总线式网络的带宽比较低；另一类是基于以太网的列车数字广播控制器，基于以太网的列车数字广播控制器大大提高了网络带宽，网络带宽的增加进一步扩展了服务内容，而且列车广播系统易于管理。但是，通信电缆的线束较多，布线常常要占用不少空间，通信电缆成本也比较高，而且当通信网络中某个设备出现故障或者某一根电缆出现断路情况，列车数字广播系统将不能正常工作。

中国发明专利申请，公开号CN101030792A，公开了一种利用铁路、地铁列车上广播或电力线路传输的音视频系统。该发明专利涉及到一种应用OFDM(正交频分复用)的超宽带载波技术，对OFDM技术在抗干扰技术方面进行了改进，采用频率避让、信道争用裁决技术，使OFDM超宽带载波技术具有更高的抗干扰能力，保证了音视频系统传输的可靠性。该技术使用铁路列车、地铁列车上现有的电力线路或广播线路实现，不用在铁路列车车厢间和车厢内另外布线。但是，该专利并没有对铁路列车、地铁列车上广播系统的网络结构提出新方案，没有涉及到对广播系统的可靠性的特别考虑，也没有给出列车数字广播控制器的具体设计和实施方案。

结合列车通信网络的新特点和HomePlug电力线载波技术的优势，为了满足列车数字广播系统的发展需要，本发明设计了一款基于HomePlug的列车数字广播控制器。