一种列车通讯信号实现系统的制作方法

本发明涉及通信技术领域，具体为一种列车通讯信号实现系统。

背景技术：

随着通信技术的不断发展，随时随地与身在异地的联系人进行网络互联互通，已经成为现实。互联网络的发展给人们生活带来革新性质的变化，尤其是移动互联网和无线网络，其对人们生活的影响是重大的。

目前，在列车上，移动信号质量相对较差，列车乘客的移动互联生活受到较大的限制，而且在列车上无线信号普及程度不够，进一步的影响了列车乘客的移动互联生活。

技术实现要素：

为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本发明人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本发明。

具体而言，本发明所要解决的技术问题是：提供一种列车通讯信号实现系统，以解决上述在列车上，移动信号质量相对较差，列车乘客的移动互联生活受到较大的限制，而且在列车上无线信号普及程度不够，进一步的影响了列车乘客的移动互联生活的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种列车通讯信号实现系统，所述列车通讯信号实现系统包括：

若干个基站，若干个所述基站分别设置在列车的每一节车厢内，所述基站用于实现与车厢内的乘客进行通讯信号的交互；

与所述基站通讯连接的至少两个通讯信号处理设备，所述通讯信号处理设备用于实现与若干个所述基站进行通讯信号交互，用于对所述基站发送的通讯信号进行调制处理生成在供电线路上传输的载波信号，同时对所述供电线路上传输至的载波信号进行解调，形成通讯信号；

与所述通讯信号处理设备连接的受电弓，所述受电弓将所述通讯信号处理设备发送的载波信号加载到电力信号上，同时将所述供电线路传输至的电力信号上剥离出载波信号，并发送至所述通讯信号处理设备；

与所述受电弓连接的供电线路，所述供电线路用于传输包含有载波信号的电力信号，所述供电线路包括处于不同变电站的若干段分支线路；

变电站，与所述供电线路连接，用于对所述供电线路传输的电力信号进行处理，获取载波信号，并对所述载波信号进行解调解析生成通讯信号，或将通讯信号进行调制处理生成载波信号，并将载波信号加载到电力信号上，并传输至所述供电线路上；

与所述变电站连接的通信网络服务器，所述通信网络服务器用于对所述变电站生成的通讯信号进行获取，并将获取到的通讯信号进行数据处理，同时对新接收到的通讯信号发送至所述变电站。

作为一种改进的方案，若干个所述基站通过有线或无线方式通讯交互；

当若干个所述基站通过有线方式通讯交互时，若干个所述基站之间通过列车内的低压电网进行数据传输。

作为一种改进的方案，所述基站包括移动数据网络模块和无线WIFI网络模块；

所述移动数据网络模块为所述列车内的乘客提供的移动设备的数据传输；

所述无线WIFI网络模块用于实现所述列车内的无线网络覆盖，同时实现各个基站的交互通讯。

作为一种改进的方案，所述无线WIFI网络模块包括射频芯片以及分别与所述射频芯片的对应引脚连接的晶振电路、第一滤波电路、第二滤波电路和射频开关电路，所述射频开关电路连接天线，其中：

所述晶振电路包括晶振，所述晶振的两连接点分别连接至所述射频芯片的对应引脚上，所述晶振与所述射频芯片的对应引脚之间的线路上分别设有第一电路节点和第二电路节点，从所述第一电路节点引出的线路连接第一电容后接地，从所述第二电路节点引出的线路连接第二电容后接地；

所述第一滤波电路包括串接的第一电感和第二电感，所述第一电感的另一端连接所述射频芯片的对应引脚，所述第二电感的另一端连接所述射频开关电路，所述第一电感与所述第二电感之间的线路上设有第三电路节点，所述第二电感与所述射频开关电路之间的线路设有第四电路节点，所述第三电路节点引出的线路上连接第三电容后接地，所述第四电路节点引出的线路上连接第四电容后接地；

所述第二滤波电路包括串接在所述射频芯片的对应引脚与所述射频开关电路之间的第五电容，所述第五电容与所述射频芯片的对应引脚之间的线路上设有第五电路节点，所述第五电路节点引出的线路上连接第三电感后接地。

作为一种改进的方案，所述通讯信号处理设备包括封装壳体和设置在所述封装壳体内的电路板，所述电路板上设有处理芯片、与所述基站通讯连接的第一通讯接口模块以及与所述受电弓连接的第二通讯接口模块，所述处理芯片包含有信号调制模块和信号解调模块，所述第一通讯接口模块为有线通讯模块或无线通讯模块；

所述信号调制模块，用于对所述基站发送的通讯信号进行调制处理生成在供电线路上传输的载波信号；

所述信号解调模块，用于对所述供电线路上传输至的载波信号进行解调，形成通讯信号。

作为一种改进的方案，两个所述通讯信号处理设备分别设置在所述列车的首尾车厢内。

作为一种改进的方案，所述受电弓设置在所述列车的首尾位置，分别与通讯信号处理设备相适应。

作为一种改进的方案，所述受电弓由碳-碳复合材料制备生成。

作为一种改进的方案，所述受电弓包括第一受电弓和第二受电弓；

所述通讯信号处理设备处理生成的载波信号还包含有列车位置信号参数，所述变电站对所述列车位置信号参数进行解析，获取车辆的位置，并通过与所述通讯信号处理设备相连接的第一受电弓和第二受电弓，得到所述列车的行驶方向；

当所述第一受电弓和第二受电弓处于不同的变电站区域时，位于所述列车行驶方向尾部的通信网络服务器将通讯信号切到驶入到通信网络服务器。

作为一种改进的方案，所述通讯信号处理设备内设有GPS模块。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

列车通讯信号实现系统包括基站、通讯信号处理设备、受电弓、供电线路、变电站以及通信网络服务器，基站实现移动网络和无线网络的覆盖，通讯信号处理设备对包含通讯信号的载波信号进行调制到供电线路上，或从供电线路上的电力信号解调到载波信号，受电弓实现列车与供电线路的供电和通讯，变电站与供电线路连接用于对载波信号进行解调或调制，实现与列车上基站的交互以及与通讯网络服务器的交互，从而实现列车移动网络信号和无线网络信号的覆盖，且信号稳定，为列车乘客提供网络服务，提高乘车体验。

附图说明

图1是本发明提供的列车通讯信号实现系统的结构示意图；

图2是本发明提供的无线WIFI网络模块的结构示意图；

图3是本发明提供的通讯信号处理设备的结构示意图；

其中，1-基站，2-通讯信号处理设备，3-受电弓，4-供电线路，5-变电站，6-通信网络服务器，7-射频芯片，8-晶振电路，9-第一滤波电路，10-第二滤波电路，11-射频开关电路，12-晶振，13-第一电路节点，14-第二电路节点，15-第一电容，16-第二电容，17-第一电感，18-第二电感，19-第三电路节点，20-第四电路节点，21-第三电容，22-第四电容，23-第五电容，24-第五电路节点，25-第三电感，26-封装壳体，27-电路板，28-处理芯片，29-第一通讯接口模块，30-第二通讯接口模块，31-信号调制模块，32-信号解调模块。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。

如图1所示，列车通讯信号实现系统包括：

若干个基站1，若干个基站1分别设置在列车的每一节车厢内，所述基站1用于实现与车厢内的乘客进行通讯信号的交互；

与基站1通讯连接的至少两个通讯信号处理设备2，所述通讯信号处理设备2用于实现与若干个所述基站1进行通讯信号交互，用于对所述基站1发送的通讯信号进行调制处理生成在供电线路上传输的载波信号，同时对所述供电线路上传输至的载波信号进行解调，形成通讯信号；

与通讯信号处理设备2连接的受电弓3，所述受电弓3将所述通讯信号处理设备2发送的载波信号加载到电力信号上，同时将所述供电线路传输至的电力信号上剥离出载波信号，并发送至所述通讯信号处理设备2；

与受电弓3连接的供电线路4，所述供电线路4用于传输包含有载波信号的电力信号，所述供电线路4包括处于不同变电站的若干段分支线路；

变电站5，与所述供电线路4连接，用于对所述供电线路4传输的电力信号进行处理，获取载波信号，并对所述载波信号进行解调解析生成通讯信号，或将通讯信号进行调制处理生成载波信号，并将载波信号加载到电力信号上，并传输至所述供电线路4上；

与变电站5连接的通信网络服务器6，所述通信网络服务器6用于对所述变电站5生成的通讯信号进行获取，并将获取到的通讯信号进行数据处理，同时对新接收到的通讯信号发送至所述变电站5。

其中，若干个基站1通过有线或无线方式通讯交互；

当若干个基站1通过有线方式通讯交互时，若干个所述基站1之间通过列车内的低压电网进行数据传输，其中，通过该低压电网进行数据传输的方式可以参考上述通过供电线路4进行信号传输的方式，在此不再赘述；

当若干个基站1之间通过无线方式通讯交互时，可以通过基站1内的无线WIFI网络模块实现，在此不再赘述。

在本发明实施例中，基站1包括移动数据网络模块和无线WIFI网络模块；

移动数据网络模块为所述列车内的乘客提供的移动设备的数据传输，即移动网络数据服务，该移动网络数据服务包括2G、3G和4G网络服务；

无线WIFI网络模块用于实现所述列车内的无线网络覆盖，同时实现各个基站1的交互通讯，即无线网络数据服务。

在该实施例中，如图2所示，无线WIFI网络模块包括射频芯片7以及分别与所述射频芯片7的对应引脚连接的晶振电路8、第一滤波电路9、第二滤波电路10和射频开关电路11，所述射频开关电路11连接天线，其中：

晶振电路8包括晶振12，所述晶振12的两连接点分别连接至所述射频芯片7的对应引脚上，晶振12与所述射频芯片7的对应引脚之间的线路上分别设有第一电路节点13和第二电路节点14，从所述第一电路节点13引出的线路连接第一电容15后接地，从所述第二电路节点14引出的线路连接第二电容16后接地；

第一滤波电路9包括串接的第一电感17和第二电感18，所述第一电感17的另一端连接所述射频芯片7的对应引脚，第二电感18的另一端连接所述射频开关电路11，所述第一电感17与所述第二电感18之间的线路上设有第三电路节点19，第二电感18与所述射频开关电路11之间的线路设有第四电路节点20，所述第三电路节点19引出的线路上连接第三电容21后接地，第四电路节点20引出的线路上连接第四电容22后接地；

第二滤波电路10包括串接在所述射频芯片7的对应引脚与所述射频开关电路11之间的第五电容23，所述第五电容23与所述射频芯片7的对应引脚之间的线路上设有第五电路节点24，第五电路节点24引出的线路上连接第三电感25后接地。

在本发明实施例中，如图3所示，通讯信号处理设备2包括封装壳体26和设置在所述封装壳体26内的电路板27，所述电路板27上设有处理芯片28、与所述基站通讯连接的第一通讯接口模块29以及与所述受电弓3连接的第二通讯接口模块30，所述处理芯片28包含有信号调制模块31和信号解调模块32，所述第一通讯接口模块29为有线通讯模块或无线通讯模块，当该第一通讯接口模块29为无线通讯模块时，其结构如图2所示的结构，在此不再赘述；

信号调制模块31，用于对基站发送的通讯信号进行调制处理生成在供电线路4上传输的载波信号；

信号解调模32，用于对供电线路4上传输至的载波信号进行解调，形成通讯信号。

在该实施例中，上述通讯信号处理设备2的封装壳体26可以采用金属壳体，也可以采用塑料壳体，其中：

(1)当封装壳体26采用塑料材质时，该封装壳体26有如下材料制备：

金刚砂、石英砂、碳化硅、氮化硅、白云石、硅藻土、聚碳酸酯、玻璃纤维、聚丙烯以及抗氧剂；

其中，其具体的制备过程为：

步骤一：将金刚砂、石英砂、碳化硅和氮化硅按照4：1.5：1.5：1的质量比依次添加到球磨罐中进行球磨，到球磨的粒径在10-80微米时，取出球磨料，置于离心机中搅拌，以250转每分的速度搅拌10分钟，得到第一配料；

步骤二：将白云石添加到破碎机中进行破碎，然后与硅藻土混合均匀，再进行研磨，得到粒径为10-80微米的粉末，得到第二配料，其中，白云石与硅藻土的质量比为3：1；

步骤三：将聚碳酸酯和玻璃纤维依次加入搅拌罐中搅拌，得到第三配料；

步骤四：将聚丙烯置于60-65度的温室内烘干25分钟，然后加入注塑机中，在加入第三配料、抗氧剂，在180-210度加热熔融，然后加入第一配料和第二配料得到混合料，然后将混合料注射到温度为60-85度的模具内，自然冷却，得到封装壳体26，其中该抗氧剂为芳香胺类抗氧剂。

(2)当封装壳体26采用金属材质时，其具体组分按照质量百分比配置如下：

碳：0.002％-0.05％，硅：0.03％-0.90％，锰：0.03％-0.23％，磷：0.001％-0.003％，硫：0.001％-0.020％，铬：12％-20％，镍：1％-8％，铝：0.001％-0.2％，氮：0.001％-0.020％，氧：0.001％-0.015％，铜：0.001％-8％，钨：0.001％-6％，钒：0.001％-0.8％，铌：0.001％-0.30％，钙：0.001％-0.10％，镁：0.001％-0.10％，硼：0.001％-0.020％，钼：2％-10％，余量为铁以及不可缺少的杂质；

对应的，在该金属材质上喷涂有涂层，该涂层含有NiCr 3.5wt％、Cr2O36.2wt％，余量为Al2O3；

其具体的熔炼工艺为：按照铸钢正常的熔炼工艺，按照配方比例将组分碳、锰、铬、镍、钒、硼、磷、硫、钼等熔化，出炉后，利用精炼炉，在全过程通入氩气搅拌的情况下，喂入硼材料，控制出站温度为1600℃；喂入纳米级别粉末的B材料，出站后，利用炉精炼；浇铸成初件；将初件表面在500℃下等温渗氮处理，首先，保温16h，采用较低的氨分解率(18％)，为吸氮阶段，然后将氨分解率提高到35％，保温时间在70h，为扩散阶段，最后，为减少渗氮层的脆性，在渗氮结束前3h进行退氮处理，氨分解率提高到70％，退氮温度提高到500℃；然后在其接触面上等离子喷涂上述涂层，完成；

在该实施例中，上述金属材质的组分相互协同，能够起到提高封装壳体26的耐腐蚀性和耐疲劳的作用。例如，其中铬的设置大大提高了金属材质的耐腐蚀性，其中的锰元素能够大大提高疲劳性能，材料中含有锰可以使得配件均匀变形，同时可以使得裂纹在整个晶粒内部形成，而非集中于境界处，另一方面，含有锰也是裂纹扩展的阻力，当裂纹尖端扩展至含锰相时，裂纹会发生偏转，增大裂纹扩张途径，从而提高材料的断裂韧性和疲劳抗力。组分中加入的硼材料可以提高淬透性，作用机理为：硼在奥氏体境界偏聚，组分中碳、磷元素对硼提高配件的淬透性作用具有重要影响，利用多种元素的复合作用，显著提高并稳定封装壳体26的淬透性，这对于封装壳体26后续的渗氮处理关联紧密，具有非常重要的意义；

其中，该金属材质可以采用马氏体不锈钢，当然也可以采用其他类型的，在此不再赘述，但不用以限制本发明。

在本发明实施例中，对于通讯信号处理设备2和受电弓3的设置可以采用如下方式：

两个所述通讯信号处理设备2分别设置在所述列车的首尾车厢内；

受电弓3设置在所述列车的首尾位置，分别与通讯信号处理设备2相适应，实现将相同的载波信号传输到供电线路4；

其中，通过首尾两个受电弓3的长度跨度最大，列车以300KM/h的速度行驶的话，从一个变电站5供应线路到另一个变电站5供应线路切入时间也大于1秒，足够进行数据传输信号从一个变电站5向另一个变电站5的切换。

在该实施例中，通过至少两个受电弓3向外传输载波信号，确保信号的高保真性，同时确保了信号的连续性，解决了不同变电站5供电线路4切换时信号中断的问题。

在本发明实施例中，受电弓3由碳-碳复合材料制备生成，其中其制备方法为：

第一步：以石墨纤维布为基材，并将石墨纤维布用沥青做浸渍处理，在温度为260度下利用沥青浸渍石墨纤维布，然后抽真空至真空度为0.1Pa；

第二步：在真空度为0.1Pa的环境中充入压力为1.2MPa的惰性气体，并在温度为250度和压力为1.2MPa的条件下恒温恒压两小时，得到浸渍后的混合物，将浸渍后的混合物打卷，得到预定产品；

第三步：将第二步中得到的预定产品防盗受电弓3滑条成型模具中，并在600吨压机的模压机中压制成型，模压机压制时的工艺参数为：温度为122度，压力为1.2MPa，保持时间为3小时；

第四步：将第三步中得到的产品经过升温、保压的碳化处理，碳化是在250度每小时的升温速率将上述第三步得到的成型物从温度为250度升至1000度，并在温度为1000度和压力为1.2MPa的条件下保温500小时，记得得到受电弓3的材料。

上述仅给出了受电弓3的其中一种实现方式，在此不再赘述。

在该实施例中，受电弓3的数量可以设置多个，下述以两个的情形进行说明，即：

受电弓3包括第一受电弓和第二受电弓；

所述通讯信号处理设备2处理生成的载波信号还包含有列车位置信号参数，所述变电站5对所述列车位置信号参数进行解析，获取车辆的位置，并通过与所述通讯信号处理设备2相连接的第一受电弓和第二受电弓，得到所述列车的行驶方向；

当所述第一受电弓和第二受电弓处于不同的变电站5区域时，位于所述列车行驶方向尾部的通信网络服务器6将通讯信号切到驶入到通信网络服务器6。

其中，上述列车位置信号参数的获取方式可以通过如下两种方式：

第一种：通讯信号处理设备2内设有GPS模块，该GPS模块对列车的位置信号进行定位获取；

第二种，通讯信号处理设备2与列车的定位系统进行通信，获取列车的位置信号。

当然也可以采用其他方式，在此不再赘述。

在本发明实施例中，列车通讯信号实现系统包括基站、通讯信号处理设备2、受电弓3、供电线路4、变电站5以及通信网络服务器6，基站实现移动网络和无线网络的覆盖，通讯信号处理设备2对包含通讯信号的载波信号进行调制到供电线路4上，或从供电线路4上的电力信号解调到载波信号，受电弓3实现列车与供电线路4的供电和通讯，变电站5与供电线路4连接用于对载波信号进行解调或调制，实现与列车上基站的交互以及与通讯网络服务器的交互，从而实现列车移动网络信号和无线网络信号的覆盖，且信号稳定，为列车乘客提供网络服务，提高乘车体验。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。