车载显示装置和列车的制作方法

1.本技术涉及显示技术领域，具体地，涉及一种车载显示装置和列车。


背景技术：

2.现有的车载显示屏通常都是由处理器、电源和显示模块串联形成，这种串联架构的最大弊端是单点故障时将导致功能降级，甚至导致显示任务无法完成，致使整个车载显示屏无法正常工作，任务可靠性较低。
3.根据运营经验，车载显示屏的电源模块和显示模块的故障率较高，并且处理器、电源和显示模块中任何一个发生故障都会造成列车降速甚至停运，直接影响到行车安全和轨道交通的运营秩序。


技术实现要素：

4.本技术实施例中提供了一种车载显示装置和列车，用于解决目前的车载显示屏的任务可靠性较低，任意一个模块发生故障都会导致整个车载显示屏都无法正常工作的问题。
5.根据本技术实施例的第一个方面，提供了一种车载显示装置，所述车载显示装置包括仲裁模块、显示模块、多个综合处理模块和多个电源模块；
6.每个所述综合处理模块均与所述仲裁模块连接，每个所述电源模块均与所述仲裁模块连接，所述显示模块与所述仲裁模块连接；
7.所述仲裁模块用于根据各个综合处理模块及各个电源模块的状态选择能够正常工作的目标综合处理模块及目标电源模块；
8.所述电源模块用于为所述仲裁模块、所述综合处理模块及所述显示模块供电；
9.所述目标综合处理模块用于对输入的指令和数据进行处理，并向所述仲裁模块输出一路显示信号；
10.所述仲裁模块还用于将所述目标综合处理模块输出的显示信号发送至所述显示模块进行显示。
11.根据本技术实施例的第二个方面，提供了一种列车，所述列车包括控制系统、供电系统及权利要求1
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9任意一项所述的车载显示装置；
12.所述控制系统与所述车载显示装置通信连接，所述车载显示装置用于对所述控制系统输入的外部指令或数据进行显示；
13.所述供电系统与所述车载显示装置连接，用于为所述车载显示装置供电。
14.本技术实施例提供了一种车载显示装置和列车，所述车载显示装置包括仲裁模块、显示模块、多个综合处理模块和多个电源模块；每个综合处理模块均与仲裁模块连接，每个电源模块均与仲裁模块连接，显示模块与仲裁模块连接；仲裁模块用于根据各个综合处理模块及各个电源模块的状态选择能够正常工作的目标综合处理模块及目标电源模块；目标电源模块用于为仲裁模块、目标综合处理模块及显示模块供电；目标综合处理模块用
于对输入的指令和数据进行处理，并向仲裁模块输出一路显示信号；仲裁模块还用于将目标综合处理模块输出的显示信号发送至显示模块进行显示。本技术的车载显示装置采用冗余设计，设置了可以并行运行的多个综合处理模块和多个电源模块，当其中一个模块发生故障后其他模块能够继续工作，提高了车载显示装置的可靠性，从而避免由于车载显示装置故障导致列车降速或停运的问题。
附图说明
15.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
16.图1为本技术实施例提供的车载显示装置的示意图；
17.图2为本技术实施例提供的综合处理模块的示意图；
18.图3为本技术实施例提供的仲裁模块的控制逻辑示意图；
19.图4为本技术实施例提供的仲裁模块的示意图；
20.图5为本技术实施例提供的列车的功能架构示意图。
具体实施方式
21.随着轨道交通技术和计算机技术的发展，司机室的车载显示屏通常是用一块一体化的综合显示屏(15.6英寸、17.3英寸或21.5英寸)融合多块小显示屏，可融合的小显示屏包括列车控制管理系统显示屏(tcms显示屏，尺寸为12.1英寸或10.4英寸)、乘客信息系统监控屏(pis监控屏，尺寸为12.1英寸)、信号系统显示屏(尺寸为10.4英寸)和广播控制盒屏(尺寸为8英寸)，这种方式可以减少显示屏数量、简化司机台布置，同时也能降低设备采购成本。另外，人机交互接口都集中在一块综合显示屏上，便利司机操作，有利于提升轨道交通运营效率。
22.但是，发明人在研究中发现，目前的综合显示屏通常都是由单处理器、单电源和单显示模块串联组成的，这种架构的最大弊端是某个模块发生单点故障时将导致功能降级，甚至无法完成显示任务，致使整个产品的任务可靠度不高。另外，根据运营经验，综合显示屏的电源模块和显示模块故障率较高，并且处理器、电源模块和显示模块中任何一方发生故障都会造成列车降速甚至停运，直接影响行车安全和轨道交通运营秩序。
23.针对上述问题，本技术实施例提供了一种车载显示装置和列车，所述车载显示装置包括仲裁模块、显示模块、多个综合处理模块和多个电源模块；每个综合处理模块均与仲裁模块连接，每个电源模块均与仲裁模块连接，显示模块与仲裁模块连接；仲裁模块用于根据各个综合处理模块及各个电源模块的状态选择能够正常工作的目标综合处理模块及目标电源模块；目标电源模块用于为仲裁模块、目标综合处理模块及显示模块供电；目标综合处理模块用于对输入的指令和数据进行处理，并向仲裁模块输出一路显示信号；仲裁模块还用于将目标综合处理模块输出的显示信号发送至显示模块进行显示。本技术的车载显示装置采用冗余设计，设置了可以并行运行的多个综合处理模块和多个电源模块，当其中一个模块发生故障后其他模块能够继续工作，提高了车载显示装置的可靠性，从而避免由于车载显示装置故障导致列车降速或停运的问题。
24.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例
中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
25.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
26.请参照图1，图1为本技术实施例提供的车载显示装置的示意图。在本实施例中，车载显示装置10包括仲裁模块11、显示模块12、多个综合处理模块13和多个电源模块14。
27.在本实施例中，每个综合处理模块13都与仲裁模块11连接，每个电源模块14也均与仲裁模块11连接，仲裁模块11还与显示模块12连接。
28.仲裁模块11用于根据各个综合处理模块13及各个电源模块14的状态选择能够正常工作的目标综合处理模块及目标电源模块。目标电源模块用于为所述仲裁模块11、目标综合处理模块及所述显示模块12供电；目标综合处理模块用于对输入的指令和数据进行处理，并向所述仲裁模块11输出一路显示信号；所述仲裁模块11还用于将所述目标综合处理模块输出的显示信号发送至所述显示模块12进行显示。
29.可选地，在本实施例中，车载显示装置10由外部供电系统进行供电，外部供电系统为所述车载显示装置提供77v～137.5v的直流电，经过车载显示装置10的电源模块14的滤波、浪涌抑制和转换后输出12v的直流电。
30.电源模块12输出的直流电用于为车载显示装置10的仲裁模块11、显示模块12和目标综合处理模块供电。目标综合处理模块用于接收外部指令和数据，并对外部指令和数据进行处理，完成图形的产生、解码和显示功能，最终输出一路显示信号到仲裁模块11；仲裁模块11用于将显示信号发送至显示模块12进行显示。
31.值得说明的是，在本实施例中，多个电源模块14可同时工作，也可启用一个电源模块14用于供电，当其中一个电源模块14故障时，启用其他电源模块14进行供电。
32.本实施例对车载显示装置10的核心模块，例如综合处理模块13、电源模块14采用多模块并行冗余的设计方式，通过仲裁模块11对各个综合处理模块13、各个电源模块14的启停进行协调、管理和调度。仲裁模块11能够根据各个模块的状态选择合适的模块用于执行显示指令。当其中一个综合处理模块或电源模块发生故障时，可以采用其他的综合处理模块或电源模块构成另一套任务执行系统，不会影响到车载显示装置10的正常工作，提高了车载显示装置的可靠性，从而避免由于车载显示装置故障导致列车降速或停运的问题。
33.可选地，请参照图2，图2为本技术实施例提供的综合处理模块13的示意图。在本实施例中，综合处理模块13包括处理器电路；所述处理器电路用于根据接收到的外部指令和数据完成图形的产生、解码和显示，并向所述仲裁模块11输出一路hdmi显示信号。
34.可选地，在本实施例中，所述处理器电路采用的处理器的型号可以为hi3536。hi3536能够根据接收到的外部指令和数据完成图形的产生、解码和显示操作，并输出一路hdmi独立高清视频信号给仲裁模块11。
35.可选地，请继续参照图2，所述综合处理模块13还包括监控
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复位电路、通信电路、驱动电路和电源转换电路；所述通信电路用于通过以太网或多功能车辆总线与控制系统进
行通信，以接收所述控制系统发送的外部指令和数据。可选地，在本实施例中，驱动电路包括背光驱动电路和外围驱动电路。
36.在本实施例中，车载显示装置10的综合处理模块13还通过4路以太网、4路多功能车辆总线mvb与车辆的控制系统连接，车辆工作人员可以通过控制系统向车载显示装置下发指令或数据。通信模块将接收到的外部指令和数据转发至处理器电路。
37.多个综合处理模块13以主辅单元的方式工作，首先需要将多个综合处理模块设置为主单元或辅单元，当主单元正常时，默认采用主单元进行数据处理及信号输出，当主单元故障时，可以通过仲裁模块11切换到辅单元，通过辅单元进行数据处理和信号输出。如果主单元和辅单元均发生故障，车载显示装置10则会按照规定的算法，完成系统重构。
38.可选地，在本实施例中，显示模块12由多个触摸显示屏无缝拼接形成。具体地，显示模块12由大小相同的多块液晶触控显示屏无缝拼接而成，多块液晶触控显示屏可以独立控制，用于显示不同的内容，也可以显示同一内容。
39.车载显示装置10包括多路通信接口，车载显示装置10通过多路以太网或多路mvb接入列车网络系统中，若其中一路发生故障，不会影响车载显示装置10和网络之间的正常通信。例如，多路通信接口可以包括4路百兆以太网通信接口、4路mvb通信接口。车载显示装置10还可以包括2路dc 110v的电源接口及2路rs232接口，rs232用于对车载显示装置10进行调试。
40.具体地，在本实施例中，显示模块12包括液晶显示面板、电容触摸屏和led背光组件。电容触摸屏和仲裁模块11通过串行总线进行通信，仲裁模块11对输入的触控信号进行响应，以使显示模块12能够显示相关画面。
41.请参照图3，图3为本技术实施例提供的仲裁模块的控制逻辑示意图。在本实施例中，仲裁模块11是一个现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array，fpga)系统，根据两块主板的gpio信号实现仲裁功能。在图3中，电源模块14、综合处理模块13的数量均假设为2个，显示模块12设置为由两个触摸显示屏无缝拼接形成，分别命名为左屏和右屏。
42.请参照图4，图4为本技术实施例提供的仲裁模块的示意图。仲裁模块11包括视频处理电路，视频处理电路用于对综合处理模块13发送的一路hdmi显示信号进行解码和编码，以生成多路lvds显示信号，并将多路lvds显示信号分别发送至所述显示模块12的各个显示屏。
43.具体地，在本实施例中，仲裁模块11在接收到综合处理模块发送的显示信号后，视频处理电路会根据显示模块12的显示屏的数量对显示信号再次进行解码、处理和编码，再输出多路的lvds显示信号。
44.例如，若显示模块12包括两块液晶触控显示屏，则仲裁模块11的视频处理电路能够输出两路双像素的lvds视频信号给两块液晶触控显示屏进行显示。
45.可选地，在本实施例中，视频处理电路还用于对触控信号进行响应，即对用户通过电容触摸屏输入的信号进行响应，以根据所述触控信号执行对应的操作或显示对应的画面。
46.请继续参照图4，在本实施例中，仲裁模块11还包括视频切换电路，所述视频切换电路用于根据所述显示模块12的各个显示屏的状态进行显示屏的切换。
47.例如，若显示模块12包括两块液晶触控显示屏，分别为显示屏a和显示屏b，显示屏a和显示屏b可以显示相同的内容，或显示不同的内容，当显示屏a出现故障后，视频切换电路能够将显示信号切换到显示屏b上进行显示。
48.可选地，在本实施例中，仲裁模块11包括还电源选择电路和电源转换电路；电源选择电路用于从多个电源模块输出的电信号中选择一个目标电信号，并将所述目标电信号传输至所述电源转换电路；所述电源转换电路用于对输入的电信号进行电压转换，以使所述电源转换电路输出的电信号的电压与所述目标综合处理模块及所述显示模块12的工作电压相同。
49.具体地，车载显示装置10的各个电源模块14都会输出一个12v的直流电，仲裁模块11通过电源选择电路从多个电源模块14中选择至少一个目标电源模块用于为车载显示装置10的各个模块供电，并将选择的目标电源模块输出的电信号传输至电源转换电路，电源转换电路对输入的电信号进行转换，以使电源转换电路输出的电信号的电压与所述目标综合处理模块及所述显示模块12的工作电压相同。例如，电源转换电路可以输出12v的直流电和5v的直流电，用于为综合处理模块13和显示模块12供电。
50.综上所述，本技术实施例提供了一种车载显示装置，所述车载显示装置包括仲裁模块、显示模块、多个综合处理模块和多个电源模块；每个综合处理模块均与仲裁模块连接，每个电源模块均与仲裁模块连接，显示模块与仲裁模块连接；仲裁模块用于根据各个综合处理模块及各个电源模块的状态选择能够正常工作的目标综合处理模块及目标电源模块；目标电源模块用于为仲裁模块、目标综合处理模块及显示模块供电；目标综合处理模块用于对输入的指令和数据进行处理，并向仲裁模块输出一路显示信号；仲裁模块还用于将目标综合处理模块输出的显示信号发送至显示模块进行显示。通过对车载显示装置10的核心模块进行冗余设置，例如综合处理模块13、电源模块14，并设置仲裁模块11对综合处理模块13和电源模块14进行管理和协调，提升了车载显示装置10的设备可靠性，从而避免由于车载显示装置故障导致列车降速或停运的问题。
51.请参照图5，图5为本技术实施例提供的列车的功能架构示意图。在本实施例中，所述列车包括控制系统20、供电系统30及车载显示装置10；
52.所述控制系统20与所述车载显示装置10通信连接，所述车载显示装置10用于对所述控制系统10输入的外部指令或数据进行显示；所述供电系统30与所述车载显示装置10连接，用于为所述车载显示装置10供电。
53.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd
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rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
54.本技术是参照本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在
流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
55.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
56.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
57.尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
58.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。