CN103209020B - 轨道交通轨旁无线传输装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道交通轨旁无线传输装置，组成单元包括主控单元、无线宽带传输单元、ZIGBEE网络单元、GMR传感单元、时钟单元、电源单元。本发明能对轨交沿线进行WLAN无线信号覆盖，并能接入ZIGBEE网络的传感设备，同时还能利用巨磁传感器实现对列车区域位置和车速的检测，从而能实现轨交沿线传输、监测、应用融合在起并实现一体化，能减少轨交生产组织的基础建设成本，能提高运营部门的运营管理、政府管理的指挥管控水平，能满足公众群众的乘车服务等应用需求并具有广阔的应用前景。

Description

轨道交通轨旁无线传输装置

技术领域

本发明涉及一种轨道交通传输***中的车地无线通信***，特别是涉及一种轨道交通轨旁无线传输装置。

背景技术

大量城市轨道交通如地铁和轻轨基础设施建成并投入使用，密集的人流在半封闭的狭小空间内活动，对轨道交通的安全运营提出巨大的挑战。城市轨道交通传输***是指挥列车运行、公务联络和提供信息服务的重要手段，车地无线宽带通信网络作为覆盖全线车站、区间和车辆段的高速数据传输网络，为地铁列车和地面之间提供视频、数据、语音等信息的传输通道，有效保证列车安全、快速、高效的运行。

目前可用于车地无线宽带通信的传输技术的主要有无线局域网络(WirelessLocal Area Networks，WLAN)、全球微波互联接入(Worldwide Interoperability forMicrowave Access，WiMax)、泄露电缆等，考虑传输带宽需求、双向通信、技术成熟度等因素。目前WLAN技术已经相当成熟，设备终端丰富、接口简单、设备成本低廉、在地铁有成功应用案例；而WIMAX在技术和产品中有许多缺陷没有解决,比如其核心网络的标准至今仍在制定和完善中，空中接口标准存在信令开销大的问题，政府尚未也还没有对其进行频率分配，技术开展比较缓慢；而泄露电路无法满足双向通信需求。目前用于车地无线宽带通信的传输技术主要为WLAN技术。

车地无线宽带通信***由车载***、轨旁传输设备及地面***三部分组成。轨旁传输设备将数据的基带信号调制成射频信号，实现对轨交沿线的信号覆盖。一方面将车厢内应用业务上传给地面应用服务中心和管理中心，另一方面把地面提供的业务下传给车厢，提供数据分发、数据整合，建立并维护通信路由。

ZIGBEE是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议，ZIGBEE网络由部署在监测区域内的大量智能传感器节点组成，可协同感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息。相对传统监测方式而言，ZIGBEE网络节点间无线连接，自组通信网络，部署安装方便；可大规模部署，通过不同时间、空间维度获得海量信息，具有很强的容错性能；可扩展性强，节点可以随机布置，可方便的扩展新节点，具有良好的可扩展性。与传统有线监测方式相比，ZIGBEE网络可以克服传统有线监测方式的诸多弊端，在设备安装、数据测量、状态评估、成本控制等多方面都具有优势。

轨道交通的运输生产、组织是高可靠性的复杂***，同时是规模庞大、专业分工很细的***，轨道交通沿线存在各个专业***各自传感监控设备的建设需求，由于环境条件和内部列车运行的限制，***建设复杂、成本较高。现有车地无线宽带通信***的轨旁传输设备功能主要为建立无线宽带通信链路，与轨交沿线的灾害监控、设备状态、环境监控、列车运行状态监控等***联系松散，无法形成资源共享、统一协调的***，以及无法对宽带业务数据和传感监控数据进行充分的业务融合，造成了大量投资、通信带宽和能量的浪费。

而基于轨旁传输设备传感器网络与传统监测方式相比，在仪器安装、数据测量、状态评估、成本控制等多方面都具有明显的优势，随技术的发展和应用示范，传感网技术已逐渐渗入到城市生活中，传感网技术在轨道交通中的应用越来越多；但是由于现有车地无线宽带通信***的轨旁传输设备功能单一，无法和传感器网络进行融合，所以现有技术中传感器网络需要另建***，即需要另建***实现灾害监控、设备状态、环境监控、列车运行状态监控等传感器网络。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种轨道交通轨旁无线传输装置，能实现轨交沿线传输、监测、应用融合在起并实现一体化，能减少轨交生产组织的基础建设成本，能提高运营部门的运营管理、政府管理的指挥管控水平，能满足公众群众的乘车服务等应用需求并具有广阔的应用前景。

为解决上述技术问题，本发明提供的轨道交通轨旁无线传输装置的组成单元包括主控单元、无线宽带传输单元、ZIGBEE网络单元、巨磁阻（Giant Magneto Resistive，GMR）传感单元、时钟单元、电源单元。

所述时钟单元分别与所述主控单元、所述无线宽带传输单元、所述ZIGBEE网络单元、所述GMR传感单元相连；所述电源单元分别与所述主控单元、所述无线宽带传输单元、所述ZIGBEE网络单元、所述GMR传感单元相连；所述主控单元分别与所述无线宽带传输单元、所述ZIGBEE网络单元、所述GMR传感单元相连。

所述主控单元进行数据处理及存储、协议适配，控制***功耗、进行时钟配置，进行整个所述轨旁无线传输装置的任务调度、所述轨旁无线传输装置的各组成单元的控制和所述轨旁无线传输装置的协调运行，完成接口控制、维护管理。

所述无线宽带传输单元，对WIFI射频信号进行解调转换，并对所述主控单元的基带信号进行调制，同车载无线宽带传输设备建立带宽为15Mbps的无线宽带传输链路，实现接收信号功率估计和链路质量指示、基于硬件的分组过滤。

所述ZIGBEE网络单元，对ZIGBEE射频信号进行解调转换，并对所述主控单元的基带信号进行调制，同ZIGBEE接入设备建立无线传输链路，负责ZIGBEE网络的建立及维护，协调ZIGBEE网络和无线宽带网络的运行调度。

所述GMR传感单元通过GMR传感器对地球磁场变化进行检测，实现对列车经过和列车车速的检测功能。

所述电源单元根据工作模式给和所述电源单元相连接的各所述组成单元提供电源，实现能管理的电源供电，减低整体的功耗，并提供设备的电源保护。

所述时钟单元为各个子***提供时间和频率参考信号，保证***整体时频同步，简化不同子***间的数据交互过程，提高交互效率，并便于进行模块和***级的快速验证和测试。

进一步的改进是，所述GMR传感单元包括一对所述GMR传感器，通过计算列车经过一对所述GMR传感器时所产生时间差，将该时间差与该对所述GMR传感器的间距进行处理获得列车行驶速度。

进一步的改进是，所述无线宽带传输单元支持5.8G和2.4G双频段，调制模式为正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）或直接序列展频技术（Direct Sequence Spread Spectrum，DSSS），采用802.11n协议，兼容802.11a和802.11g协议。

进一步的改进是，所述ZIGBEE网络单元的数据收发速率能配置为250kbps、500kpbs和1Mbps之一，提供16射频通道。

进一步的改进是，所述电源单元支持外部电源和电池输入两种模式，所述外部电源为24V直流电源，所述电池为可充电锂电池，所述电池容量7800mAh。

进一步的改进是，所述主控单元的主控制器采用嵌入式操作***架构实现，由协议栈框架、应用服务、应用对象、硬件抽象层四部分组成。

进一步的改进是，所述主控单元包括主控制器、存储器、设备管理、协控制器、扩展接口及调试模块。

所述主控制器分别与所述存储器、所述设备管理、所述扩展接口及调试模块相连；所述设备管理分别与所述主控制器、所述协控制器、所述扩展接口及调试模块相连。

所述扩展接口及调试模块分别与所述主控制器、所述设备管理相连。

所述协控制器分别与所述无线宽带传输单元的WIFI基带模块、所述ZIGBEE网络单元的ZIGBEE基带模块、所述GMR传感单元的GMR数字模块相连。

所述主控制器进行数据处理、协议适配，控制***功耗、进行时钟配置，进行整个所述轨旁无线传输装置的任务调度、所述轨旁无线传输装置的各组成单元的控制和所述轨旁无线传输装置的协调运行，完成接口控制、维护管理。

所述存储器进行实时数据交换及存储，提供程序加载及运行物理空间。

所述设备管理对接入到所述主控单元的各接入模块进行状态监视和故障管理，标准化各所述接入模块的接口，控制所述主控单元的各所述接入模块的接入和互通。

所述协控制器完成所述无线宽带传输单元、所述ZIGBEE网络单元、所述GMR传感单元的接入维护、网络转发、设备切换及安全隔离功能，控制所述轨旁无线传输装置的和所述主控单元连接的各所述组成单元的接入和互通。

所述扩展接口及调试模块包括***调试接口，用户交互接口、监视器接口，设备接口以及预留的联合调试的以太网和光纤接口。

进一步的改进是，所述无线宽带传输单元包括WIFI基带模块、WIFI射频模块和WIFI天线；WIFI基带模块与WIFI射频模块相连接，WIFI射频模块与WIFI天线相连接。

所述WIFI基带模块传送和接收基带信号，对WIFI基带信号进行调制解调，完成通信协议和信息的预处理。

所述WIFI射频模块完成基带信号与模拟射频传输信号的相互转换。

所述WIFI天线实现无线信号发射和接收功能。

进一步的改进是，所述ZIGBEE网络单元包括ZIGBEE基带模块、ZIGBEE射频模块和ZIGBEE天线；所述ZIGBEE基带模块与所述ZIGBEE射频模块相连接，所述ZIGBEE射频模块与所述ZIGBEE天线相连接。

所述ZIGBEE基带模块传送和接收基带信号，对ZIGBEE基带信号进行调制解调，完成通信协议和信息的预处理。

所示ZIGBEE射频模块完成基带信号与模拟射频传输信号的相互转换。

所示ZIGBEE天线实现无线信号发射和接收功能。

进一步的改进是，所述GMR传感单元包括GMR数字模块、GMR模拟模块和GMR传感器；所述GMR数字模块与所述GMR模拟模块相连接，所述GMR传感器连接于所述GMR模拟模块。

所述GMR传感器包括一对，所述GMR模拟模块分别对一对所述GMR传感器检测到的输出电压变化进行滤波降噪处理，处理后信号经直流偏置和信号放大，经迟滞比较产生脉冲检测信号。

所述GMR数字模块对经所述GMR模拟模块处理的一对所述GMR传感器的脉冲检测信号进行处理运算并得到列车存在及车速信息。

本发明能在高速移动、复杂干扰场景下的实现对轨交沿线的WLAN无线信号覆盖，并能接入使用、布设灵活的低成本低功耗Zigbee网络的传感设备，同时还能利用巨磁传感器实现对列车区域位置和车速的检测；能够针对城市轨道交通特定环境，形成地下复杂区域无线宽带通信、近距低速无线传输、低成本综合监控监测，有助于形成部署灵活、相互联系、资源共享、统一协调的城市轨道***网络监测和控制***，能实现轨交沿线无线宽带通信的传输、传感器网络的融合，能提供轨交沿线传输、监测、应用一体化的装置方案，能减少轨交生产组织的基础建设成本；有助于各现有轨道交通各专业***互相联系、降低监管成本，为城市轨道交通建设和管理提供综合、共享、低成本的装置实现方案；能提高运营部门的运营管理、政府管理的指挥管控水平，能满足公众群众的乘车服务等应用需求并具有广阔的应用前景。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明实施例轨道交通轨旁无线传输装置的结构图；

图2是本发明实施例的主控单元的主控制器的嵌入式操作***架构图。

具体实施方式

如图1所示，是本发明实施例轨道交通轨旁无线传输装置的结构图，本发明实施例轨道交通轨旁无线传输装置的组成单元包括主控单元101、无线宽带传输单元102、ZIGBEE网络单元103、巨磁阻（Giant Magneto Resistive，GMR）传感单元104、时钟单元105、电源单元106。

所述时钟单元105分别与所述主控单元101、所述无线宽带传输单元102、所述ZIGBEE网络单元103、所述GMR传感单元104相连。

所述电源单元106分别与所述主控单元101、所述无线宽带传输单元102、所述ZIGBEE网络单元103、所述GMR传感单元104相连。

所述主控单元101分别与所述无线宽带传输单元102、所述ZIGBEE网络单元103、所述GMR传感单元104相连。本发明实施例中，所述主控单元101采用x86构架的嵌入式处理器，所述主控单元101通过miniPCI与所述无线宽带传输单元102连接，所述主控单元101通过SPI与所述ZIGBEE网络单元103、所述GMR传感单元104相连。所述主控单元101支持对所述无线宽带传输单元102、所述ZIGBEE网络单元103、所述GMR传感单元104的休眠、采集、传输多种模式工作切换。

一、主控单元

所述主控单元101包括主控制器111、存储器112、设备管理113、协控制器114、扩展接口及调试模块115。所述主控制器111分别与所述存储器112、所述设备管理113、所述扩展接口及调试模块115相连；所述设备管理113分别与所述主控制器111、所述协控制器114、所述扩展接口及调试模块115相连。所述扩展接口及调试模块115分别与所述主控制器111、所述设备管理113相连。所述协控制器114分别与所述无线宽带传输单元102的WIFI基带模块121、所述ZIGBEE网络单元103的ZIGBEE基带模块131、所述GMR传感单元104的GMR数字模块141相连。

所述主控单元101进行数据处理及存储、协议适配，控制***功耗、进行时钟配置，进行整个所述轨旁无线传输装置的任务调度、所述轨旁无线传输装置的各组成单元的控制和所述轨旁无线传输装置的协调运行，完成接口控制、维护管理。

所述主控制器111进行数据处理、协议适配，控制***功耗、进行时钟配置，进行整个所述轨旁无线传输装置的任务调度、所述轨旁无线传输装置的各组成单元的控制和所述轨旁无线传输装置的协调运行，完成接口控制、维护管理。

所述存储器112进行实时数据交换及存储，提供程序加载及运行物理空间。所述存储器112包括SDRAM和FLASH。

所述设备管理113对接入到所述主控单元101的各接入模块进行状态监视和故障管理，标准化各所述接入模块的接口，控制所述主控单元101的各所述接入模块的接入和互通。所述设备管理113通过FPGA实现。

所述协控制器114完成所述无线宽带传输单元102、所述ZIGBEE网络单元103、所述GMR传感单元104的接入维护、网络转发、设备切换及安全隔离功能，控制所述轨旁无线传输装置的和所述主控单元101连接的各所述组成单元的接入和互通。所述协控制器114采用ARM架构嵌入式处理器。

所述扩展接口及调试模块115包括***调试接口，用户交互接口、监视器接口，设备接口以及预留的联合调试的以太网和光纤接口。

二、无线宽带传输单元

所述无线宽带传输单元102包括WIFI基带模块121、WIFI射频模块122和WIFI天线123；WIFI基带模块121与WIFI射频模块122相连接，WIFI射频模块122与WIFI天线123相连接。

所述无线宽带传输单元102，对WIFI射频信号进行解调转换，并对所述主控单元101的基带信号进行调制，同车载无线宽带传输设备建立带宽为15Mbps的无线宽带传输链路，实现接收信号功率估计和链路质量指示、基于硬件的分组过滤等。

所述无线宽带传输单元102采用802.11n协议，调制模式为OFDM/DSSS。所述无线宽带传输单元102还兼容802.11b协议，调制模式为CCK，DQPSK，DBPSK；同时兼容802.11a/g，调制模式为OFDM/DSSS。

所述无线宽带传输单元102支持5.8G和2.4G双频段，具有300Mbps吞吐量，miniPCI接口，最大发射功率17dBm。采用驻波比小于1.5的平板天线，垂直极化方式。所述无线宽带传输单元102为平衡式100欧天线接口，提供WPA2验证，AES加密，充分保证用户数据的安全传输。

所述WIFI基带模块121传送和接收基带信号，对WIFI基带信号进行调制解调，完成通信协议和信息的预处理。

所述WIFI射频模块122完成基带信号与模拟射频传输信号的相互转换。把收到的WIFI射频信号转换为基带处理子***所需的数字基带和中频信号或将基带处理子***传送的数字基带和中频信号搬移至射频。

所述WIFI天线123实现无线信号发射和接收功能。

三、ZIGBEE网络单元

所述ZIGBEE网络单元103包括ZIGBEE基带模块131、ZIGBEE射频模块132和ZIGBEE天线133；所述ZIGBEE基带模块131与所述ZIGBEE射频模块132相连接，所述ZIGBEE射频模块132与所述ZIGBEE天线133相连接。

所述ZIGBEE网络单元103，对ZIGBEE射频信号进行解调转换，并对所述主控单元101的基带信号进行调制，同ZIGBEE接入设备建立无线传输链路，负责ZIGBEE网络的建立及维护，协调ZIGBEE网络和无线宽带网络的运行调度。

所述ZIGBEE网络单元103通过SPI与主控单元连接，具有+6dBm输出功率，接收器灵敏度为-97dBm，数据收发速率能配置为250kbps、500kpbs和1Mbps之一，提供16射频通道。

所述ZIGBEE基带模块131传送和接收基带信号，对ZIGBEE基带信号进行调制解调，完成通信协议和信息的预处理。

所示ZIGBEE射频模块132完成基带信号与模拟射频传输信号的相互转换。把收到的ZIGBEE射频信号转换为基带处理子***所需的数字基带和中频信号或将基带处理子***传送的数字基带和中频信号搬移至射频。

所示ZIGBEE天线133实现无线信号发射和接收功能。

四、GMR传感单元

所述GMR传感单元104包括GMR数字模块141、GMR模拟模块142和GMR传感器143；所述GMR数字模块141与所述GMR模拟模块142相连接，所述GMR传感器143连接于所述GMR模拟模块142。所述GMR传感单元104通过GMR传感器143对地球磁场变化进行检测，实现对列车经过和列车车速的检测功能。

所述GMR传感器143包括一对，所述GMR传感单元104采用一对所述GMR传感器143检测铁磁物质对地磁场的影响，一对所述GMR传感器143之间间隔距离在20cm以上。所述GMR传感器143的检测半径可通过所述GMR模拟模块142调节，当列车经过本发明装置时，所述GMR传感单元104能探测出地磁信号的变化并以输出电压信号的形式得以反映。

所述GMR模拟模块142分别对一对所述GMR传感器143检测到的输出电压变化进行滤波降噪处理，处理后信号经直流偏置和信号放大，经迟滞比较产生脉冲检测信号。

经所述GMR数字模块141中断接收，通过对所述GMR模拟模块142的模拟信号进行模数转换采集、判断列车经过和存在信息。通过计算列车经过一对所述GMR传感器143的所产生时间差，与所述GMR传感器143的间距进行综合处理后，可得到列车行驶速度等信息。

四、电源单元

所述电源单元106根据工作模式给和所述电源单元106相连接的各所述组成单元提供电源，实现能管理的电源供电，减低整体的功耗，并提供设备的电源保护。所述电源单元106支持外部电源和电池输入两种模式，所述外部电源为24V直流电源，所述电池为可充电锂电池，所述电池容量7800mAh。

五、时钟单元

所述时钟单元105为各个子***提供时间和频率参考信号，保证***整体时频同步，简化不同子***间的数据交互过程，提高交互效率，并便于进行模块和***级的快速验证和测试。

如图2所示，是本发明实施例的主控单元的主控制器的嵌入式操作***架构图，本发明实施例中所述主控单元101的主控制器111采用嵌入式操作***，所运行的嵌入式操作软件由协议栈框架201、应用层202和硬件抽象层203等部分组成。

所述协议栈框架201包括物理层211、媒体接入控制层212和网络层213。

所述物理层211支持WIFI、ZIGBEE，扩展接口等多种频段与通信制式。

所述媒体接入控制层212负责信道接入控制、时隙调度，协调多个装置对共享无线信道的使用，可支持TDMA、CSMA等多种方式。

所述网络层213主要功能包括路由管理（路由发现与维护）、网络拓扑管理、邻居管理、安全服务等。

所示应用层202包括两个部分：应用服务池221和应用程序池222。

所述主控单元101所需要的基本功能由各种应用程序服务模块提供，重要的的服务包括：

数据收发服务，与底层协议栈交互，实现装置间单播、广播、多播、聚播等基本数据通信功能。时间同步服务，提供装置间局部网络、ZIGBEE接入网络的时间同步。标准信息获取服务，从遵循标准接口的接入设备获取数据。协同信息处理服务，多个ZIGBEE设备协同信息处理算法、协同决策与响应算法。安全服务与隔离，提供无线宽带业务和ZIGBEE接入的安全隔离、数据加解密。进程间通信服务，提供单装置内部或不同装置上多个应用对象之间的相互数据通信及消息传递。管理服务，提供对动态信息的查询及运行时状态管理。

所述应用程序池222包括一个或多个应用对象2221，所示应用对象2221以进程、线程或任务的形式存在，所有应用对象2221都在应用程序池222中运行并由其统一管理。应用程序池222中的调度器2222负责为各个应用对象2221分配运行时资源，并在事件发生时激活对应应用对象2221。应用对象2221运行在受保护的程序空间，只能通过应用服务接口来访问节点硬件及网络资源、进行数据收发。

所述主控单元101的嵌入式程序可对硬件接口如I/O端口、UART串行端口、AD/DA接口、SPI接口等进行抽象，提供标准化的硬件访问接口供协议栈各层软件使用。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种轨道交通轨旁无线传输装置，其特征在于：轨旁无线传输装置的组成单元包括主控单元、无线宽带传输单元、ZIGBEE网络单元、GMR传感单元、时钟单元、电源单元；

所述时钟单元分别与所述主控单元、所述无线宽带传输单元、所述ZIGBEE网络单元、所述GMR传感单元相连；

所述电源单元分别与所述主控单元、所述无线宽带传输单元、所述ZIGBEE网络单元、所述GMR传感单元相连；

所述主控单元分别与所述无线宽带传输单元、所述ZIGBEE网络单元、所述GMR传感单元相连；

所述主控单元进行数据处理及存储、协议适配，控制***功耗、进行时钟配置，进行整个所述轨旁无线传输装置的任务调度、所述轨旁无线传输装置的各组成单元的控制和所述轨旁无线传输装置的协调运行，完成接口控制、维护管理；

所述无线宽带传输单元，对WIFI射频信号进行解调转换，并对所述主控单元的基带信号进行调制，同车载无线宽带传输设备建立带宽为15Mbps的无线宽带传输链路，实现接收信号功率估计和链路质量指示、基于硬件的分组过滤；

所述ZIGBEE网络单元，对ZIGBEE射频信号进行解调转换，并对所述主控单元的基带信号进行调制，同ZIGBEE接入设备建立无线传输链路，负责ZIGBEE网络的建立及维护，协调ZIGBEE网络和无线宽带网络的运行调度；

所述GMR传感单元通过GMR传感器对地球磁场变化进行检测，实现对列车经过和列车车速的检测功能；

所述电源单元根据工作模式给和所述电源单元相连接的各所述组成单元提供电源，实现对电源供电的管理，减低整体的功耗，并提供设备的电源保护；

所述时钟单元为各个单元提供时间和频率参考信号，保证***整体时频同步，简化不同单元间的数据交互过程，提高交互效率，并便于进行单元内的模块级和单元级的快速验证和测试；

所述主控单元包括主控制器、存储器、设备管理、协控制器、扩展接口及调试模块；

所述主控制器分别与所述存储器、所述设备管理、所述扩展接口及调试模块相连；

所述设备管理分别与所述主控制器、所述协控制器、所述扩展接口及调试模块相连；

所述扩展接口及调试模块分别与所述主控制器、所述设备管理相连；

所述协控制器分别与所述无线宽带传输单元的WIFI基带模块、所述ZIGBEE网络单元的ZIGBEE基带模块、所述GMR传感单元的GMR数字模块相连；

所述主控制器进行数据处理、协议适配，控制***功耗、进行时钟配置，进行整个所述轨旁无线传输装置的任务调度、所述轨旁无线传输装置的各组成单元的控制和所述轨旁无线传输装置的协调运行，完成接口控制、维护管理；

所述存储器进行实时数据交换及存储，提供程序加载及运行物理空间；

所述设备管理对接入到所述主控单元的各接入模块进行状态监视和故障管理，标准化各所述接入模块的接口，控制所述主控单元的各所述接入模块的接入和互通；

所述协控制器完成所述无线宽带传输单元、所述ZIGBEE网络单元、所述GMR传感单元的接入维护、网络转发、设备切换及安全隔离功能，控制所述轨旁无线传输装置的和所述主控单元连接的各所述组成单元的接入和互通；

所述扩展接口及调试模块包括***调试接口，用户交互接口、监视器接口，设备接口以及预留的联合调试的以太网和光纤接口。

2.如权利要求1所述轨道交通轨旁无线传输装置，其特征在于：所述GMR传感单元包括一对所述GMR传感器，通过计算列车经过一对所述GMR传感器时所产生时间差，将该时间差与该对所述GMR传感器的间距进行处理获得列车行驶速度。

3.如权利要求1所述轨道交通轨旁无线传输装置，其特征在于：所述无线宽带传输单元支持5.8G和2.4G双频段，调制模式为OFDM或DSSS，采用802.11n协议，兼容802.11a和802.11g协议。

4.如权利要求1所述轨道交通轨旁无线传输装置，其特征在于：所述ZIGBEE网络单元的数据收发速率能配置为250kbps、500kpbs和1Mbps之一，提供16射频通道。

5.如权利要求1所述轨道交通轨旁无线传输装置，其特征在于：所述电源单元支持外部电源和电池输入两种模式，所述外部电源为24V直流电源，所述电池为可充电锂电池，所述电池容量7800mAh。

6.如权利要求1所述轨道交通轨旁无线传输装置，其特征在于：所述主控单元的主控制器采用嵌入式操作***架构实现，由协议栈框架、应用服务、应用对象、硬件抽象层四部分组成。

7.如权利要求1所述轨道交通轨旁无线传输装置，其特征在于：所述无线宽带传输单元包括WIFI基带模块、WIFI射频模块和WIFI天线；WIFI基带模块与WIFI射频模块相连接，WIFI射频模块与WIFI天线相连接；

所述WIFI基带模块传送和接收基带信号，对WIFI基带信号进行调制解调，完成通信协议和信息的预处理；

所述WIFI射频模块完成基带信号与模拟射频传输信号的相互转换；

所述WIFI天线实现无线信号发射和接收功能。

8.如权利要求1所述轨道交通轨旁无线传输装置，其特征在于：所述ZIGBEE网络单元包括ZIGBEE基带模块、ZIGBEE射频模块和ZIGBEE天线；所述ZIGBEE基带模块与所述ZIGBEE射频模块相连接，所述ZIGBEE射频模块与所述ZIGBEE天线相连接；

所述ZIGBEE基带模块传送和接收基带信号，对ZIGBEE基带信号进行调制解调，完成通信协议和信息的预处理；

所示ZIGBEE射频模块完成基带信号与模拟射频传输信号的相互转换；

所示ZIGBEE天线实现无线信号发射和接收功能。

9.如权利要求1所述轨道交通轨旁无线传输装置，其特征在于：所述GMR传感单元包括GMR数字模块、GMR模拟模块和GMR传感器；所述GMR数字模块与所述GMR模拟模块相连接，所述GMR传感器连接于所述GMR模拟模块；

所述GMR传感器包括一对，所述GMR模拟模块分别对一对所述GMR传感器检测到的输出电压变化进行滤波降噪处理，处理后信号经直流偏置和信号放大，经迟滞比较产生脉冲检测信号；

所述GMR数字模块对经所述GMR模拟模块处理的一对所述GMR传感器的脉冲检测信号进行处理运算并得到列车存在及车速信息。