专利名称：一种铁路移动通信网络检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及铁路移动通信技术领域，特别是一种铁路移动通信网络检测装置。
背景技术：
为了保证铁路GSM-R (GSM for Railway，铁路移动通信网络)有效应用，需要经常地对GSM-R网络进行测试和优化。目前我国铁路对高速铁路GSM-R网络的检测，采用的是在检测列车或是便携式的测试终端设置进行测试，在高速铁路上使用综合检测列车每月定时定点地进行测试。发明人发现过去的测试装置有很大的局限性一是在检测列车的测试终端体积庞 大，占用检测列车的大量空间；二是便携式的测试终端功能单一，不能直接获得检测列车的空间位置信息；三是便携式的测试终端无法反应列车在高速运行时铁路GSM-R移动通信网络状态和应用状况。鉴于以上问题，我们有必要设计一种使用简单，可靠性高，小型化的铁路移动通信网络检测装置。
发明内容
本发明的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种铁路移动通信网络检测装置。本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的—种铁路移动通信网络检测装置，其特征在于，包括控制模块、定位模块、串口模块、CPCI背板、GSM-R检测模块和串行背板；所述控制模块，通过CPCI背板连接所述定位模块和串口模块，用于向定位模块和串口模块发送控制指令，并接收定位模块和串口模块回传的测试数据；所述定位模块，与CPCI背板相连，受控制模块的控制，用于进行空间位置的测量，并通过CPCI背板向控制模块回传测试数据；所述串口模块，与CPCI背板、串口背板相连，受控制模块的控制，用于进行CPCI背板与串行背板之间的数据通信；所述CPCI背板，为基于CPCI总线协议的背板，用于进行控制模块、定位模块和串口模块之间的数据通信；所述串行背板，与GSM-R检测模块、串口模块相连，用于进行GSM-R检测模块、串口模块之间的数据通信；所述GSM-R检测模块，与串行背板相连，受控制模块的控制，用于进行铁路GSM-R移动通信网络状态和应用状况的动态检测。所述控制模块采用单片机或者嵌入式工控机。所述串行背板，用于将GSM-R检测模块使用的UART总线协议转换为串口模块使用的RS-232总线协议。
所述定位模块采用基于CPCI总线协议的GPS板卡，通过获取GPS卫星定位信息，进行空间位置的测量。所述定位模块还设有轴头传感器、脉冲计数卡以及陀螺仪；所述轴头传感器，设置于列车轮轴处，用于根据列车轮轴转动产生速度脉冲；所述陀螺仪，用于获取列车转动惯量信息；所述脉冲技术卡，用于根据该速度脉冲计算列车运行速度信息，并根据该运行速度信息及列车转动惯量信息计算列车的行程距离。所述铁路移动通信网络检测装置中设置有四个GSM-R检测模块；所述四个GSM-R检测模块分别用于检测列车到地面基站的无线通道网络状态、地面基站到检测列车的无线通道网络状态以及列车通过基站到检测列车的无线通道网络状态。
还设有一金属机箱；所述控制模块、定位模块、串口模块、CPCI背板、GSM-R检测模块和串行背板装设于该金属机箱内。还设有一显示器；该显示器与所述控制模块相连接，用于显示所述回传的测试数据。所述串口模块，将CPCI背板使用的CPCI总线协议转换为串行背板使用的RS-232总线协议。通过本发明实施例，该铁路移动通信网络检测装置，通过空间位置检测和GSM-R移动通信网络状态检测，获得铁路上各个位置的铁路GSM-R移动通信网络状态。并且，该铁路移动通信网络检测装置的设计中独到的采用了 CPCI背板显著地提高了控制模块、定位模块、串口模块在检测列车高速运行时的稳定性和可靠性，并解决了列车牵引电机、辅助变流器等强干扰源对本装置的电磁干扰问题。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中图I为铁路移动通信网络检测装置的结构框图；图2为铁路移动通信网络检测装置应用系统结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。图I为该铁路移动通信网络检测装置的结构框图。图2为该铁路移动通信网络检测装置应用系统结构示意图。如图所示，该铁路移动通信网络检测装置，包括控制模块I、定位模块2、串口模块3、CPCI背板4、GSM-R检测模块5和串行背板6。所述控制模块1，通过CPCI背板4连接所述定位模块2和串口模块3，用于向定位模块2和串口模块3发送控制指令，并接收定位模块2和串口模块3回传的测试数据。这里，控制指令可以包括读取SIM卡信息等的AT指令，以及长时间呼叫的被叫号码数据等GSM-R网络业务测试数据等；测试数据可以包括电路域(CSD)测试时延等GSM-R网络业务测试数据、GSM-R网络通信信令跟踪(Trace)数据等。该控制模块I可以但不限于采用单片机或者嵌入式工控机来实现。所述定位模块2，与CPCI背板4相连，受控制模块I的控制，用于进行空间位置的测量，并通过CPCI背板4向控制模块I回传测试数据。所述串口模块3，与CPCI背板4、串口背板6相连，受控制模块I的控制，用于进行CPCI背板4与串行背板6之间的数据通信。在本实施例中，该串口模块3，将CPCI背板4使用的CPCI总线协议转换为串行背板6使用的RS-232总线协议，以实现两者之间的数据通信。所述CPCI背板4，为基于CPCI总线协议的背板，用于进行控制模块I、定位模块2和串口模块3之间的数据通信。 所述串行背板6，与GSM-R检测模块5、串口模块3相连，用于进行GSM-R检测模块
5、串口模块3之间的数据通信。该串行背板6，将控制模块I发送的所述控制指令传送至GSM-R检测模块5，将GSM-R检测模块5的测试数据回传至串口模块3，并通过串口模块3回传至控制模块I。在本实施例中，该串行背板6，将GSM-R检测模块5使用的UART总线协议转换为串口模块3使用的RS-232总线协议，以实现两者之间的数据通信。所述GSM-R检测模块5，与串行背板6相连，受控制模块I的控制，用于进行铁路GSM-R移动通信网络状态和应用状况的动态检测。上述结构的铁路移动通信网络检测装置，一路通过控制模块I与定位模块2之间的交互，实现对列车空间位置的测量；另一路通过控制模块I与GSM-R检测模块5之间的交互，实时获取铁路GSM-R移动通信网络状态信息。并且，通过控制模块I将两者信息相结合，从而获得铁路上各个位置的铁路GSM-R移动通信网络状态。并且，本专利在该铁路移动通信网络检测装置的设计中独到的采用了 CPCI背板来实现控制模块I、定位模块2和串口模块3之间的数据通信。CPCI背板是一种基于CPCI总线协议(Compact Peripheral Component Interconnect)的高性能工业计算机总线背板，其具有可热插拔、高开放性、高可靠性的技术特点。将该类型背板应用于铁路移动通信网络检测领域，本专利上述首次。通过采用CPCI背板3，提高了控制模块I、定位模块2、串口模块3在检测列车高速运行时的稳定性和可靠性，并解决了列车牵引电机、辅助变流器等强干扰源对本装置的电磁干扰问题。所述定位模块2采用基于CPCI总线协议的GPS板卡实现，通过获取GPS卫星定位信息，进行空间位置的测量。但应指出，由于火车经常会遇到在隧道中无法获取GPS卫星定位信息的问题。因此，为了弥补上述问题，在本实施例中该定位模块2还设有轴头传感器、脉冲计数卡以及陀螺仪。所述轴头传感器，设置于列车轮轴处，用于根据列车轮轴转动产生速度脉冲。所述陀螺仪，用于获取列车转动惯量信息。所述脉冲技术卡，用于根据该速度脉冲计算列车运行速度信息，并根据该运行速度信息及列车转动惯量信息计算列车的行程距离。该定位模块2通过上述两套定位系统，可以更为准确地获取列车的空间位置。另外，该铁路移动通信网络检测装置可以设置有多个GSM-R检测模块5，以同时就不同测试项目进行实时检测。在本实施例中，该铁路移动通信网络检测装置中共设置有四个GSM-R检测模块5。该四个GSM-R检测模块5分别用于检测列车到地面基站的无线通道网络状态、地面基站到检测列车的无线通道网络状态以及列车通过基站到检测列车的无线通道网络状态(列车通过基站到检测列车的无线通道网络状态需要发送和接收两个GSM-R检测模块5进行检测)。通过上述方案，该铁路移动通信网络检测装置可以同时实时对多种不同的铁路移动通信网络状态进行检测，进一步提高了该装置的检测效率。应当指出，上述设置四个GSM-R检测模块5的技术方案 仅为本专利给出的一种可行的实施方案，在实际应用中设计人员可根据实际需要增减GSM-R检测模块5的数量，并不应以此限制本专利的保护范围。再有，由于列车上存在牵引电机、辅助变流器等强电磁干扰源，可能干扰本装置进行检测，或影响其检测准确性。因此，本专利还设计该铁路移动通信网络检测装置具有一金属机箱7。所述控制模块I、定位模块2、串口模块3、CPCI背板4、GSM-R检测模块5和串行背板6统一装设于该金属机箱7内。通过该金属机箱对外界电磁干扰进行屏蔽，以为机箱内各个检测电器设备提供稳定、统一的电磁环境，以获得更为准确的检测数据。还有，该铁路移动通信网络检测装置还设有一显示器。该显示器与所述控制模块I相连接，用于显示所述回传的测试数据，以供检测人员进行实时监控。综上所述，本专利提供了一种铁路移动通信网络检测装置，通过空间位置检测和GSM-R移动通信网络状态检测，获得铁路上各个位置的铁路GSM-R移动通信网络状态。并且，该铁路移动通信网络检测装置的设计中独到的采用了 CPCI背板显著地提高了控制模块I、定位模块2、串口模块3在检测列车高速运行时的稳定性和可靠性，并解决了列车牵引电机、辅助变流器等强干扰源对本装置的电磁干扰问题。本领域一般技术人员在此设计思想之下所做任何不具有创造性的改造，均应视为在本专利的保护范围之内。
权利要求
1.一种铁路移动通信网络检测装置，其特征在于，包括控制模块、定位模块、串口模块、CPCI背板、GSM-R检测模块和串行背板； 所述控制模块，通过CPCI背板连接所述定位模块和串口模块，用于向定位模块和串口模块发送控制指令，并接收定位模块和串口模块回传的测试数据； 所述定位模块，与CPCI背板相连，受控制模块的控制，用于进行空间位置的测量，并通过CPCI背板向控制模块回传测试数据； 所述串口模块，与CPCI背板、串口背板相连，受控制模块的控制，用于进行CPCI背板与串行背板之间的数据通信； 所述CPCI背板，为基于CPCI总线协议的背板，用于进行控制模块、定位模块和串口模块之间的数据通信； 所述串行背板，与GSM-R检测模块、串口模块相连，用于进行GSM-R检测模块、串口模块之间的数据通信； 所述GSM-R检测模块，与串行背板相连，受控制模块的控制，用于进行铁路GSM-R移动通信网络状态和应用状况的动态检测。
2.如权利要求I所述的铁路移动通信网络检测装置，其特征在于所述控制模块采用单片机或者嵌入式工控机。
3.如权利要求I所述的铁路移动通信网络检测装置，其特征在于所述串行背板，用于将GSM-R检测模块使用的UART总线协议转换为串口模块使用的RS-232总线协议。
4.如权利要求I所述的铁路移动通信网络检测装置，其特征在于所述定位模块采用基于CPCI总线协议的GPS板卡，通过获取GPS卫星定位信息，进行空间位置的测量。
5.如权利要求4所述的铁路移动通信网络检测装置，其特征在于所述定位模块还设有轴头传感器、脉冲计数卡以及陀螺仪； 所述轴头传感器，设置于列车轮轴处，用于根据列车轮轴转动产生速度脉冲； 所述陀螺仪，用于获取列车转动惯量信息； 所述脉冲技术卡，用于根据该速度脉冲计算列车运行速度信息，并根据该运行速度信息及列车转动惯量信息计算列车的行程距离。
6.如权利要求I所述的铁路移动通信网络检测装置，其特征在于所述铁路移动通信网络检测装置中设置有四个GSM-R检测模块；所述四个GSM-R检测模块分别用于检测列车到地面基站的无线通道网络状态、地面基站到检测列车的无线通道网络状态以及列车通过基站到检测列车的无线通道网络状态。
7.如权利要求I所述的铁路移动通信网络检测装置，其特征在于还设有一金属机箱；所述控制模块、定位模块、串口模块、CPCI背板、GSM-R检测模块和串行背板装设于该金属机箱内。
8.如权利要求I所述的铁路移动通信网络检测装置，其特征在于还设有一显示器；该显示器与所述控制模块相连接，用于显示所述回传的测试数据。
9.如权利要求I所述的铁路移动通信网络检测装置，其特征在于所述串口模块，将CPCI背板使用的CPCI总线协议转换为串行背板使用的RS-232总线协议。
全文摘要
本发明提供了一种铁路移动通信网络检测装置包括控制模块、定位模块、串口模块、CPCI背板、GSM-R检测模块和串行背板；控制模块，用于向定位模块和串口模块发送控制指令，并接收定位模块和串口模块回传的测试数据；定位模块，用于进行空间位置的测量；所述串口模块，用于进行CPCI背板与串行背板之间的数据通信；CPCI背板，用于进行控制模块、定位模块和串口模块之间的数据通信；串行背板，用于进行GSM-R检测模块、串口模块之间的数据通信；GSM-R检测模块，用于进行铁路GSM-R移动通信网络状态和应用状况的动态检测。该铁路移动通信网络检测装置通过采用CPCI背板提高了其检测的稳定性和可靠性。
文档编号G08C17/02GK102711143SQ20121018148
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月4日 优先权日2012年6月4日
发明者吴楠, 杨树忠, 王惠生, 谢保峰, 高利民 申请人:中国铁道科学研究院基础设施检测研究所, 北京铁科英迈技术有限公司