旅客列车卫星电视接收装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种旅客列车卫星电视接收装置，包括列车卫星天线，实时定位列车位置并采集运行速度，按照上述信息变化，调用对应的控制信息以实现控制列车卫星天线位置自动调整的卫星天线控制模块；对卫星电视信号进行解扰，输出直播流信号格式的卫星电视信号同时对卫星电视信号进行编码，为并提供视频IP信号的解扰模块；将上述信号转换成各用户终端进行播放的信号格式的节目信息的转码模块及为各用户终端进行点播操作提供后台操作服务的推流模块。本发明可实现列车高速运行环境下以及强电磁干扰环境下正常工作，通过对卫星天线位置、参数等的实时调整控制后，进行接收、解扰、转码、推流，满足旅客列车在不同终端下的实时电视节目的播放和点播需求。
【专利说明】旅客列车卫星电视接收装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及卫星电视接收装置，具体地说是涉及一种旅客列车卫星电视接收装置。
【背景技术】
[0002]卫星电视在广播电视系统中已经成熟应用，但在机车高速运行及强振动和强电磁干扰环境的下国内还没有应用。在旅客列车中的应用难度主要集中在列车高速运行下卫星信号的稳定捕捉，持续振动下卫星天线及卫星电视接收装置的可靠性和稳定性，机车供电25KV及列车电气设备工作产生的强电磁干扰环境对卫星信号的干扰,密布的电线杆的遮挡对信号的影响以及列车间网络信号的传递等。
[0003]同时卫星电视直播节目在运行的旅客列车中播放可为旅客在漫长的旅途中提供良好的体验，因此其使用的卫星天线、卫星电视信息处理装置必须符合铁路列车的装置装车要求，具有高的可靠性、安装性和信号接收、解码、推流等信号的稳定性，这就需要针对铁路列车运行的特点研制专用的旅客列车卫星电视接收装置并适应在高速运行中的卫星快速跟踪的使用需求。
【发明内容】
[0004]鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是要提供一种旅客列车卫星电视接收装置，用于解决现有技术中运用于高速运行、振动、复杂环境下的旅客观看实时的卫星电视节目的问题。
[0005]为了实现上述目的，本发明的技术方案:
[0006]旅客列车卫星电视接收装置，包括列车卫星天线，其特征在于:
[0007]还包括用于实时定位当前列车位置并采集当前列车运行速度，按照上述位置信息以及速度参数变化情况，调用对应的控制信息以实现控制列车卫星天线调整到合适的卫星信号接收位置的卫星天线控制模块；
[0008]用于对接收到的卫星天线传输的卫星电视信号进行解扰，输出适用于列车车载电视输出的直播流信号格式的卫星电视信号同时对接收到的卫星天线传输的卫星电视信号进行编码，为转码模块提供视频IP信号的解扰模块；
[0009]用于接收解扰模块提供的直播流信号格式的卫星电视信号及视频IP信号，按照内部设置的媒流体协议将上述信号转换成适用于各个用户终端进行播放的信号格式的节目信息的转码模块；
[0010]以及用于接收转码模块转换的节目信息，并为各个用户终端进行点播操作提供后台操作服务的推流模块。
[0011]进一步的，所述的卫星天线控制模块包括用于实时定位当前列车位置并采集当前列车运行速度的GPS定位导航子模块；内部预设与列车位置信息以及速度参数变化参数对应的控制信息数据库，并按照当前参数变化情况输出相应的控制信息的FPGA嵌入式处理器以及用于按照FPGA嵌入式处理器输出的控制信息控制与其连接的卫星天线的伺服电机动作，以实现控制列车卫星天线调整到合适的卫星信号接收位置的卫星天线伺服控制子模块。
[0012]所述的卫星天线控制模块还包括用于控制卫星天线调整卫星电视信号接收参数的信号参数调整子模块。
[0013]所述的解扰模块、转码模块、推流模块之间通过同轴以太网总线进行信号数据的传输。
[0014]所述的旅客列车卫星电视接收装置还包括与列车内部的供电电源连接，用于为本装置提供电源的电源模块。
[0015]所述旅客列车卫星电视接收装置包含的各个模块均为嵌入式处理器。
[0016]进一步的，同轴以太网总线接口采用D89接头，电源模块接口采用Ml2航空接头。
[0017]本装置的主要设计目的是要解决列车高速运行环境下的振动和强电磁干扰环境下装置不能正常工作的问题，通过对卫星天线位置、参数等的实时调整控制后，电视信号进行接收解扰，转码、推流，满足旅客列车用不同终端下的实时电视节目的播放和点播需求。
[0018]具体的设计原理，卫星电视天线控制模块，其主控制模块采用FPGA处理器，通过GPS定位导航子模块对机车进行GPS机车位置定位及运行速度的采集，FPGA嵌入式处理器内设数据库便于实时控制卫星天线伺服控制子模块控制列车卫星天线调整到合适的卫星信号接收位置，提高信号接收效率；同时设置便于调整天线卫星电视信号接收参数的信号参数调整子模块，以设置接收载波频率，上、下行频率，极化方式等信号参数。
[0019]解扰模块，采用嵌入式处理器，实现卫星电视接收信号进行解扰，输出符合车载IP电视观看的H.264格式的TS流，用于IP电视节目的直接播放，同时，也提供为转码、推流模块服务的视频IP信号输出。
[0020]转码模块，采用嵌入式处理器，接收解扰模块输出视频IP信号及直播流，经过转换成用于为DTV (广播电视)、0ΤΤ(互联网电视)、IPTV、Mobile TV (手机电视)、VOD等各类视讯提供目前最流行终端的流媒体协议，包括多压缩格式、多打包方式和多分辨率等并对于相应的编码处理。
[0021]推流模块，采用嵌入式处理器主要用于为各个客户端提供后台操作管理，如卫星电视节目的内容采集、内容管理、内容编排、内容展现以及支持多个直播和点播并发用户同时收看和点播卫星电视服务等。
[0022]同时本装置采用多嵌入式处理器，多总线结构的模块化设计，以满足列车对设备尺寸的要求；装置外壳可设置为可靠接地，以保证电磁干扰环境下的可靠运行，供电电源接口采用M12航空头、同轴以太网总线接口采用DB9接头，以保证设备的高速运行及振动环境下的可靠运行；可采用整体机箱散热的无风扇结构设计以保证振动状态运行的可靠。
[0023]综上所述，与现有技术相比，本发明的有益效果:
[0024]本发明提供的旅客列车卫星电视接收装置，此装置采用高度集成化、小型化、多嵌入式处理器以及接口加固设计；考虑到高速运行列车及复杂的环境下运行的技术难题，卫星天线控制采用集成的旅客列车卫星电视接收装置天线控制模块即GPS跟踪随动控制单元组(GPS定位导航子模块、FPGA嵌入式处理器、卫星天线伺服控制子模块以及信号参数调整子模块)，此装置采用模块化、嵌入式多处理器、牢固的接口设计、可靠接地设计以及无风扇设计，从而确保了该装置的安全性，稳定性、可靠性，使得其能够满足铁路旅客列车稳定工作，为旅客提供实时卫星电视节目。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明的旅客列车卫星电视接收装置的结构框图；
[0026]图2为本发明的旅客列车卫星电视接收装置的卫星天线控制模块结构框图。
【具体实施方式】
[0027]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。
[0028]如图1中所示，本发明的旅客列车卫星电视接收装置是将卫星天线控制模块、解扰模块、转码模块、推流模块通过内部以太网总线集成于一个设备中，各模块可采用无风扇全机箱散热设计，其接口采用DB9或航空头的接口设计保证装置的抗振性和运行的可靠性。
[0029]如图2，首先卫星天线控制模块的主处理器采用FPGA嵌入式处理器，利用GPS定位导航模块，可实时采集机车位置以及速度信息，经过实时高速计算并结合内部数据库给出对应的控制信息，卫星天线伺服控制子模块按照上述控制信息控制与其连接的卫星天线伺服电机随着列车位置变化，自动调整天线的俯仰角及方向角度，达到最佳的卫星型号接收位置，以实现控制列车卫星天线调整到合适的卫星信号接收位置的控制，同时信号参数调整子模块便于用户调整卫星电视信号接收参数。
[0030]接收到的卫星信号通过内部同轴总线传输至解扰模块，解扰模块的主处理器为低功耗的PowerPC嵌入式处理器，模块采用插卡式结构的模块化设计，包括卫星接收板卡和卫星电视专门信号解扰板卡。将视频信号进行MPEG-2编码、数字MPEG-2编码、模拟MPEG-2音频编码、数字MPEG-2音频编码、H.264标高清编码等，同时可向IP电视推送符合定制标准的H.264TS流，车载IP电视可直接通过千兆以太网收看电视节目。
[0031]经过解扰模块进行信号解扰和编码的视频信号，通过内部以太网总线直接传输给转码模块，转码模块采用ARM嵌入式处理器，将实时接收的电视信号信源、直播流的视音频内容源，转换为适合DTV、手机、互联网、IPTV、VOD等终端播放的格式，通过硬件加速，转换成若干路标清节目流实时转码输出转码(分辨率可为720P，DU CIF、QCIF、QVGA，可输出VBR、CBR、ABR三种码率)同时可通过编程支持流转码延时输出，实现转码后节目预览、台标字幕叠加、遮标、黑边处理等处理。
[0032]转码模块将卫星电视信号转码成适合各种设备播放的卫星节目信息后通过总线传输给推流模块，推流模块可采用与信号转码模块一致的硬件结构，为了实现多个直播和点播并发用户同时观看节目，可将模块的内存容量进行扩容，并基于云技术构建，将电视信号在千兆的网络带宽输出，将视频以RTMP、RTSP/RTP、MPEG-TS, HLS、HDS和SmoothStreaming格式同时发布到电视、移动手机、移动Pad、互联网等多种形式平台，输出对应信号流格式等。
[0033]本发明通过卫星天线、卫星天线控制模块、解扰模块、转码模块和推流模块组成的接收装置，实现卫星电视信号的可靠接收以及最终输出供用户使用的符合各种终端设备码率的信号，通过布置在机车的WiFi，实现在车载电视、笔记本电脑、手机、IPad等卫星电视节目的接收和观看。
[0034]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.旅客列车卫星电视接收装置，包括列车卫星天线，其特征在于: 还包括用于实时定位当前列车位置并采集当前列车运行速度，按照上述位置信息以及速度参数变化情况，调用对应的控制信息以实现控制列车卫星天线调整到合适的卫星信号接收位置的卫星天线控制模块； 用于对接收到的卫星天线传输的卫星电视信号进行解扰，输出适用于列车车载电视输出的直播流信号格式的卫星电视信号同时对接收到的卫星天线传输的卫星电视信号进行编码，为转码模块提供视频IP信号的解扰模块； 用于接收解扰模块提供的直播流信号格式的卫星电视信号及视频IP信号，按照内部设置的媒流体协议将上述信号转换成适用于各个用户终端进行播放的信号格式的节目信息的转码模块； 以及用于接收转码模块转换的节目信息，并为各个用户终端进行点播操作提供后台操作服务的推流模块。
2.根据权利要求1所述的旅客列车卫星电视接收装置，其特征在于:所述的卫星天线控制模块包括用于实时定位当前列车位置并采集当前列车运行速度的GPS定位导航子模块；内部预设与列车位置信息以及速度参数变化参数对应的控制信息数据库，并按照当前参数变化情况输出相应的控制信息的FPGA嵌入式处理器以及用于按照FPGA嵌入式处理器输出的控制信息控制与其连接的卫星天线的伺服电机动作，以实现控制列车卫星天线调整到合适的卫星信号接收位置的卫星天线伺服控制子模块。
3.根据权利要求2所述的旅客列车卫星电视接收装置，其特征在于:所述的卫星天线控制模块还包括用于控制卫星天线调整卫星电视信号接收参数的信号参数调整子模块。
4.根据权利要求1所述的旅客列车卫星电视接收装置，其特征在于:所述的解扰模块、转码模块、推流模块之间通过同轴以太网总线进行信号数据的传输。
5.根据权利要求4所述的旅客列车卫星电视接收装置，其特征在于:所述同轴以太网总线接口采用D89接头。
6.根据权利要求1所述的旅客列车卫星电视接收装置，其特征在于:所述的旅客列车卫星电视接收装置还包括与列车内部的供电电源连接，用于为本装置提供电源的电源模块。
7.根据权利要求6所述的旅客列车卫星电视接收装置，其特征在于:所述电源模块接口采用M12航空接头。
8.根据权利要求1所述的旅客列车卫星电视接收装置，其特征在于:所述旅客列车卫星电视接收装置包含的各个模块均为嵌入式模块设计。
【文档编号】H04N5/28GK104079898SQ201410331898
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月11日 优先权日:2014年7月11日
【发明者】姜正, 黄飞, 潘国斌 申请人:中国北车集团大连机车研究所有限公司