CN104954090A - 应用于列车广播***的数字功率放大器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种列车广播***(PA)的客室广播设备，其特征在于由基于Cortex-M3系列处理器的核心模块、基于VLSI编解码芯片的音频处理模块及功率放大电路等组成。核心模块从本地读出音频文件数据或从以太网络接收到音频数据，送入音频处理模块，解码后经过功率放大电路，输出模拟音频信号。核心模块还可以通过SQLite3数据库、Tftp等技术，更新广播内容。本设备能够完成自动报站、人工报站、口播、OCC、紧急广播、音量调节等功能，并通过RS485总线，控制每节客室的LED显示终端、动态地图。司机室和各个客室设备，通过网络交换机来完成控制信号、音频信号的传输。与现有技术相比，本发明的优点在于网络化、全数字化、广播可配置化、集成化。

Description

应用于列车广播***的数字功率放大器

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其是涉及一种列车广播***(PA)的客室广播设备。 

背景技术

随着现代科技和城市规模的高速发展，城市轨道交通越发重要，城市轨道交通的运营管理越来越注重对乘客服务质量的提升，乘客信息***(即PIS)应运而生。PIS***是利用计算机网络技术和多媒体技术，以车站和车载显示终端为媒介向乘客提供综合信息服务的***。例如，上海地铁1号、2号、3号及4号线等，都已开通了车载PIS***。PIS***中比较重要的一个子***就是音频信息***(即广播***PA)。但中国行业咨询网2013年调查分析，认为国内PIS应用目前还处于初步发展阶段，面临一些问题，其中，运营方希望PIS可以对播出的内容进行统一的管理和编辑，以减少营运成本，提高效率。因此，设计一种新型的列车广播***(PA)，将积极地促进PIS***发展，进而提高运营方统一控制管理能力，具有良好的社会意义和经济效益。 

发明内容

本发明的目的是为了解决PIS***中运营方希望的运营管理问题，提供的一种低成本、新型、有管理功能的列车广播***(PA)的客室广播设备。 

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种列车广播***(PA)的客室广播设备。该设备由核心板、功能板拼接组成。 

核心板由嵌入式处理器、存储器、音频处理器等构成，而功能板主要由功率放大电路、变压器等构成，直接提供30W扬声器的输出接口。同时，功能板还提供以太网、RS485等接口。核心板、功能板分开，具有灵活变通、便于与其他产品配合工作等特点。 

核心板运行eCos***，支持网络收发、YAFFS文件***、VLSI音频处理IC驱动、Sqlite3数据库等功能。广播所用的音频文件，保存在Nand-flash芯片中，可以通过文件***进行读写操作。在文件***基础上，通过Tftp方式，首先更新db服务器设备(PA***上本设备配套的设备)上的数据库文件，然后整个PA***重新上电后，本设备自动与db服务器设备比较数据库文件版本，更新本地的db文件，从而更新广播内容。 

本设备通过板卡插拔方式，安装到列车机柜中。当收到司机室的网络控制信号时， 将对应完成报站广播、口播、紧急广播、OCC等运营需求。 

本发明的工作原理是：本设备上电初始化后，进入等待命令状态。此时网络模块(线程)不断监测接口，发现有IP数据包接收，即从网卡读出数据，送入缓冲区队列。控制任务则取出数据，按照约定的广播命令格式，解析命令。如果是广播命令，则判断当前是否正在进行某项广播业务。如果当前正在进行某项业务，比较两者优先级。当新业务是高优先级，则终止当前操作，清除音频缓冲区，切换到新业务状态，初始化业务操作对象，准备接收新的音频文件数据。只要音频缓冲区内有一定的数据，就开始播放音频。播放音频，只需要调用音频IC驱动API，将数据送入硬件即可。如果收到更新数据库的命令，则本发明发起TFTP请求，更新本地数据库文件，重新读取数据库信息。 

本发明与现有技术相比，其效果是比较明显的，具有方便使用、配置灵活等特点。将本发明对应的设备板卡，***车载机柜(机柜内有以太网交换机板)，即可获得电源而上电。本发明上电后，***开始运行，首先读取本地数据库文件，获取到数据库中的IP表格。从该IP表格中，找到分配给自身的IP地址。网络模块根据此IP地址，配置本地网络芯片。然后，本发明继续读取本地数据库文件，获取到信息，如版本号、音频文件所在的目录、线路号、区间信息、站名表等。最后进入正常工作状态，等待命令到来。如果收到更新数据库的命令，则本发明发起TFTP请求，更新本地数据库文件，然后自动复位，重读数据库。为了更加方便运营管理，本发明还在SQLite3数据库基础上，分离出独立的音频数据单元(作为一个个单独的文件)，进行报站音频拼接，以支持起点终点可调节。因此，基于数据库与网络技术，不仅可以完成广播内容(音频与字幕)的在线更新，而且可以支持起点终点可调节。当本发明量产后，运营方将主要集中在数据库文件的编辑上，并将编辑好的新数据库文件，通过TFTP传递到PA***的db服务器上，复位或重启列车后，PA***的各设备之间，将自动完成数据库更新。 

附图说明

图1是本发明的工作原理框图。 

图2是本发明的物理结构示意图。在图2中，各物理元件为：①为核心PCB板，主要是CPU、存储器、音频处理IC；②为功能PCB板，主要是功率放大电路；③为功能板附属PCB板，主要是与变压器相关的电路部分；④为Harting接口，主要是网络、232、IIC等扩展接口(设备间接口)；⑤为Harging接口，主要是RS485、扬声器等接口(终端接口)；⑥为核心板、功能板之间的接插件，主要是核心板的I/O扩展；⑦为变压器，用于驱动 30W扬声器；⑧⑨为金属支撑板，用于固定变压器，金属支撑柱，用于支撑整个结构。 

图3为本发明的具体工作流程说明图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。 

具体实施方式 

如图1所示，一种列车广播***(PA)的客室广播设备，其特征在于由基于Cortex-M3系列处理器的核心模块、基于VLSI编解码芯片的音频处理模块及功率放大电路等组成。如图2所示，该设备采用多层PCB板拼接。整个设备接收网络控制信息，内部处理后，最后输出模拟广播信号，具有网络化、全数字化、高集成化、占用空间少、使用便捷等优点。 

该广播设备上电后，首先读取本地数据库文件，更新广播音频、LED显示等信息，然后进入多任务轮询状态。如果有网络控制信息收到，则解析网络信息后，首先进行广播业务优先级判断，然后才进行相应的广播业务处理，最后输出模拟广播音频信号。 

如图3所示，本发明的工作流程如下： 

101.本设备上电后，eCos操作***自身启动后，挂载Yaffs文件***。接着调用SQLite3数据库API，从数据库文件中，将本地db文件版本号、广播音频路径信息、广播LED显示内容等，读入内存中。然后创建并启动主任务、网络任务、播放任务，开始各任务轮转。 

102.主任务进入等待广播命令状态。如果收到db服务器的广播，则进行版本比较。如果本地版本低，则发起Tftp请求新的db文件。Tftp请求期间，禁止进行广播业务。Tftp请求成功后，自动复位，执行101。 

103.如果收到广播命令(自动报站、手动报站、紧急广播、口播、OCC)，首先判断当前是否正在进行某项广播业务。如果正在进行广播，则比较两者优先级，如果新命令的业务高级，则打断当前业务，否则忽略新命令。如果当前没有业务执行，则执行新命令的业务，输出广播音频，同时通知LED、LCD显示终端，显示字幕、动态地图。每个广播命令，对应一个广播业务状态。每个广播状态的流程，如下所示。 

一、进入本次广播业务状态，清除缓冲区，复位音频接口，触发LED灯指示。 

二、读取本地音频文件或接收网络音频数据，调用音频接口API。 

三、收到结束命令或被高优先级任务打断，退出本次业务，清理缓冲、标志等。 

104.如果收到设置命令(音量及其他配置命令)，直接执行设置命令。 

105.如果没有收到命令，继续执行102。 

Claims (4)

1.一种列车广播***(PA)的客室广播设备，其特征就是网络化、全数字化、广播可配置化、高集成化。

2.如权利要求1所述的一种列车广播***(PA)的客室广播设备，其特征在于：自动报站、人工报站、司机口播、OCC、紧急广播、广播音量调节等功能，是基于TCP／IP网络的、全数字化的。

3.如权利要求1所述的一种列车广播***(PA)的客室广播设备，其特征在于：自动报站、人工报站、紧急广播对应的音频内容及其LED显示内容，可以通过SQLite3数据库、YAFFS文件***等技术，实现音频、字幕的拼接与更新，具有广播内容可配置化的特色。

4.如权利要求1所述的一种列车广播***(PA)的客室广播设备，其特征在于：通过板载的VLSI音频处理芯片，进行硬件解码，配合功率放大电路，直接输出到扬声器，具有高集成化的特色。