CN101713821A - 一种检测列车通过的环路信标 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测列车通过的环路信标，包括：接收无线信号的激励电源，所述激励电源包括接收天线，连接接收天线谐振于100KHz至300KHz的谐振电容，所述谐振电容连接全波整流桥输出电流；经全波整流桥整流后的电流通过稳压模块输出至单片机和通信芯片，所述单片机将存储在内存中的信标数据通过通信芯片发送；接收天线的工作长度在40cm以上，并发送方式采用GFSK或QFSK调制发送，通信芯片的射频工作频率为2.4GHz频率段。保证机车车速在180km/h时，仍可满足机车在通过时接收到正确地理信息。本发明的环路信标，根据机车的速度选择相应长度的天线，可在机车通过时及时向机车发送路标数据，使机车获得信标数据。

Description

一种检测列车通过的环路信标

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是指一种检测列车通过的环路信标。

背景技术

机车在行驶过程中，需要经常和地面控制室内的控制设备交换数据，以便驾驶员能及时了解当前机车的行驶位置并及时对机车进行控制。目前的机车和地面控制室内的控制设备在数据交换过程中，当车速较低时，如时速在100km/h左右时，可进行通信，向机车传送当前行驶位置及相关数据，但当车速较快时，如300km/h时，则通信较差，数据无法及时传输或出现数据传输丢包的现象，影响机车的正常行驶。

发明内容

有鉴于此，本发明在于提供一种检测列车通过的环路信标，以解决上述当车速较快时，则通信较差，数据无法及时传输或出现数据传输丢包的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种检测列车通过的环路信标，包括：

接收无线信号的激励电源，所述激励电源包括接收天线，连接接收天线谐振于100KHZ至300KHZ的谐振电容，所述谐振电容连接全波整流桥输出电流；经全波整流桥整流后的电流通过稳压模块输出至单片机和通信芯片，所述单片机将存储在内存中的信标数据通过通信芯片发送；接收天线的工作长度在40cm以上，并发送方式采用GFSK或QFSK调制发送，通信芯片的射频工作频率为2.4GHZ至2.52GHz频段。保证机车车速在180km/h时，仍可满足机车在通过时接收。

本发明的环路信标，可在机车通过时及时向机车发送路标数据，使机车获得信标数据，从而了解当前的位置信息，并采用无线激励电源，可在机车通过的同时，与机车进行通信，并根据机车的速度选择相应长度的天线，从而满足信标数据的及时收发。

附图说明

图1是实施例的电路原理图；

图2是信标内的单片机和通信芯片电路连接图；

图3是激励电源的示意图。

具体实施方式

为清楚说明本发明中的方案，下面给出优选的实施例并结合附图详细说明。

参见图1，图1所示的信标包括：接收无线电波的激励电源，激励电源产生的电能经过稳压模块稳压后，将电能供给通信芯片和单片机，通信芯片将单片机内的信标数据采用QFSK或GFSK方式调制后发送。

在使用过程中，机车会不断发送无线信号，通过信标时，信标接收到信号后，通信芯片将单片机内的信标数据调制后发送，机车接收信标数据。

图1中的信标电路在实现过程中可有多种形式，图2、图3是优选的实施例之一。

其中，激励电源可参见图3，包括接收天线A1，谐振电容C1、谐振电容C2、全波整流桥，接收天线的长度依据车速、通信芯片发送信标数据的工作时间选择，但需要保证产生的电流时间大于通信芯片发送数据的时间。稳压模块实现DC-DC(3V输出)，实现将激励电源的电压稳压在3V并向无线通信芯片和单片机供电。

机车在行驶过程中会通过车载通信器不停地向外发出128KHz强电波，当其经过信标时，信标的接收天线接收到此激励波并转换成直流电压供给单片机和射频工作在2.4GHz至2.52GHz频率段的通信芯片。当车载天线与信标接收天线在垂直面相交的有效面积足够大，即投影重叠距离大于20厘米，单片机就能得到稳定的3V直流电压，那么它就可以通过2.4GHz通信芯片把事先存在其内部的特定地标信息不停地发出去。车载通信器接收到此信息再传给车载控制器，机车就可以明确地知道目前行驶到的位置，这些地标信息是唯一的。通过选择不同的谐振电容，还可以使电容工作在不同的谐振频率，如100KHZ至300KHZ之间，均可实现本发明。

机车离开信标一定距离时，车载通信器发送天线中心就偏离信标天线的中心，两个天线垂直面相交的有效面积很小，信标天线接收到的128KHz能量不足以维持单片机和2.4GHz通信模块正常工作，车载控制器就收不到信标发出的信息。经试验发现当两天线的边沿在垂直面交叉长度≥20cm，信标就可以正常工作了。

无线通信模块和单片机的电路结构图可参见图2，在本实施例中，单片机与通信芯片的启动时间≥4mS，通信芯片1桢完整数据的传输时间≤500μS，通信芯片收发无线信号的频率在2.4GHz，并通过GFSK或QFSK方式调制发送，可在短时间内传输信标的全部数据。为保证车载通信模块准确地收到信标信号，通常要求正确发送≥3桢数据。2mS可以发送4桢。所以要求绝对位置信标APR的可靠供电时间大于6mS。

取每桢有效数据10个字节，当给APR供电脉冲为7mS时测得能正确收到4桢数据。也就是说只要列车激励源能在APR天线中心处通过时的时间≥7mS就可以让车载通信器正确识别APR的地理标识。

以此数据推算：当列车以360Km/h行进时7mS时间走过的距离就是70cm；当列车以180Km/h行进时7mS时间走过的距离就是35cm。车载天线长度是40cm，地面APR接收天线长度是40cm时，两天线相交≥20cm的有效距离＝40cm，已大于理论要求值35cm。目前城市轨道交通(地铁)车速都不超过100Km/h，所以APR接收线圈长度40cm可以满足目前的城市轨道交通。当APR接收天线长度是70cm，就可满足高速铁路(360Km/h)的要求。

本发明的环路信标，可在机车通过时及时向机车发送路标数据，使机车获得信标数据，从而了解当前的位置信息，并采用无线激励电源，可在机车通过的同时，与机车进行通信，并根据机车的速度选择相应长度的天线，从而满足信标数据的及时收发。

对于本发明各个实施例中所阐述的环路信标，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种检测列车通过的环路信标，其特征在于，包括：接收无线信号的激励电源，所述激励电源包括接收天线，连接接收天线谐振于100KHZ至300KHZ的谐振电容，所述谐振电容连接全波整流桥输出电流；经全波整流桥整流后的电流通过稳压模块输出至单片机和通信芯片，所述单片机将存储在内存中的信标数据通过通信芯片发送。

2.根据权利要求1所述的检测列车通过的环路信标，其特征在于，所述单片机将存储在内存中的信标数据通过通信芯片发送的过程包括：

采用GFSK或QFSK调制发送。

3.根据权利要求1所述的检测列车通过的环路信标，其特征在于，所述通信芯片的射频工作频率为2.4GHZ至2.52GHz频段。

4.根据权利要求1所述的检测列车通过的环路信标，其特征在于，所述接收天线的长度大于40cm。

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