CN106650835A - 在铁路车号识别系统中提高数据传输可靠性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在铁路车号识别系统中提高数据传输可靠性的方法，包括如下步骤：将铁路车号识别系统中的一个数据单元划分为多个数据段，每个数据段中包括相等或不相等数量个数据位；分别对上述步骤中得到的数据段中的原始数据进行逻辑运算，得到与该数据段中原始数据相同或不相同的处理数据；按照数据段在数据单元中的位置依次排列得到的处理数据，得到经过处理后的数据单元并存储。实施本发明的在铁路车号识别系统中提高数据传输可靠性的方法，具有以下有益效果：其不易被干扰、信号再生判决容易。

Description

在铁路车号识别系统中提高数据传输可靠性的方法

技术领域

本发明涉及数据处理方法，更具体地说，涉及一种在铁路车号识别系统中提高数据传输可靠性的方法。

背景技术

无线数据通信的介质是电磁波，电磁波在空中传输，容易被外界其他电磁波信号干扰，所以无线通信中提高可靠性在某些工程应用中是个需要重点考虑的问题。铁路车号自动识别系统已经在中国铁路中得到广泛的应用，系统中车号电子标签和阅读器之间是通过RFID技术来交换信息的，RFID技术是短距离数据无线通信技术的一种，同样存在数据通信可靠性问题。随着铁路车号自动识别系统建设的快速推进，车号电子标签里面携带的车辆信息越来越多地被各个业务部门采用，成为重要的基础性数据。车号信息的准确性关系到行车安全、费用结算、车辆调度等重要业务，用技术手段保证数据的可靠性就显得日益重要。目前铁路车号自动识别系统中电子标签和阅读器之间的RFID通信没有进行特别的数据预处理，数据以原始状态直接传输，存在下列问题：容易被其他信号干扰；数据码流中可能出现连续的“0”或连续的“1”，连续0或1在通过接收端交流耦合电路时，会引起数字信号的基线漂移，给数字信号的再生判决带来困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述容易被干扰、信号再生判决困难的缺陷，提供一种不易被干扰、信号再生判决容易的在铁路车号识别系统中提高数据传输可靠性的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种在铁路车号识别系统中提高数据传输可靠性的方法，包括如下步骤：

A）将铁路车号识别系统中的一个数据单元划分为多个数据段，每个数据段中包括相等或不相等数量个数据位；其中，所述数据单元是所述铁路车号识别系统中存储或传输数据的单位，每个数据单元中包括多个数据位，数据单元的初始位置设置有设定位数的数据头，数据单元结尾设置有设定个数的校验位，所述数据头和所述校验位之间为该数据单元所包括的数据；

B）分别对上述步骤中得到的数据段中的原始数据进行逻辑运算，得到与该数据段中原始数据相同或不相同的处理数据；

C）按照数据段在数据单元中的位置依次排列得到的处理数据，得到经过处理后的数据单元并存储。

更进一步地，所述步骤B）中的逻辑运算包括将数据段中的原始数据与事先设定的、和该数据段长度相等的常数进行逻辑运算或将数据段中的原始数据与位置在该数据段之前的数据段进行逻辑运算；所述逻辑运算包括异或、非或加。

更进一步地，所述数据单元包括128个数据位，所述数据头包括所述数据单元的前8位，所述检验码包括所述数据单元的最后16位；所述步骤B）中不对所述数据头和校验码进行逻辑运算。

更进一步地，所述步骤A）中，将上述数据单元中的128个数据位分为22个数据段；其中，第1数据段包括数据头的8位数据，第22数据段包括校验码的16位数据；第2数据段到第21数据段分别包括2、4、6或8位数据。

更进一步地，所述第2数据段包括跟随在所述数据头后面的6位数据；第3数据段包括跟随在所述第2数据段后面的2位数据；所述第21数据段包括其位置在所述校验码之前的4位数据；所述第2、第3和第21数据段在经过逻辑运算后得到的数据值与其原始数据值相同；其余数据段在经过逻辑运算后得到的数据值均与原始数据值不同。

更进一步地，所述步骤B）中与不同长度的数据段进行逻辑运算的事先设定的常数包括用于与4位长度的数据段进行逻辑运算的4位二进制常数U；用于与8位数据长度的数据段进行逻辑运算的8位二级制常数V；用于与6位数据长度进行逻辑运算的第一6位二进制常数S和第二6位二进制常数T。

更进一步地，所述步骤B）中进一步包括如下步骤：

B1）判断所述数据单元中第19位数据的数据是否为0，如是，执行步骤B2）；否则，执行步骤B3）；

B2）所述事先设定的常数取值如下：U取值为0001；V取值为10101010；S的取值为110011；T取值为010110；

B3）所述事先设定的常数取值如下：U取值为0001；V取值为10101010；S取值为101011；T取值为010100。

更进一步地，所述步骤B）中，每个数据段的原始数据和处理数据的位数相同。

更进一步地，在所述数据段中，还包括其数据长度为4位的第4、10、12、15、17和19数据段，数据长度为8位的第20数据段；其余数据段的数据长度均为6位。

更进一步地，所述数据段的具体逻辑运算表达式如下表所示：

段序号	本段包含的数据位数	本段包含的数据序号范围	原始数据序列代号	处理数据序列代号	本段的逻辑运算表达式
						4	4	bit16－bit19	a	A	A=(a xor U)
5	6	bit20－bit25	b	B	B=(b xor a )xor S
						6	6	bit26－bit31	c	C	C=(c xor (not a)) xor S
7	6	bit32-bit37	d	D	D=((not d) xor (b+c))+S
						8	6	bit38－bit43	e	E	E=((e+d) xor S) xor T
9	6	bit44－bit49	f	F	F=f xor (a+e)
						10	4	bit50－bit53	g	G	G=(g-1) xor (T+1)
11	6	bit54－bit59	h	H	H=(h+e)xor (b+c)
						12	4	bit60－bit63	i	I	I=i xor (S+1)
13	6	bit64－bit69	j	J	J=(j+a+f) xor S
						14	6	bit70－bit75	k	K	K=not((not k) xor S)
15	4	bit76－bit79	l	L	L=(((l xor b) xor f) xor k) xor T
						16	6	bit80－bit85	m	M	M=(m-e) xor S
17	4	bit86－bit89	n	N	N=((n xor j) xor T) xor S
						18	6	bit90－bit95	o	O	O=(o xor k) xor (not)S
19	4	bit96－bit99	p	P	P=(p+i) xor T
						20	8	bit100-bit107	q	Q	Q=q xor V

表中，S、T、U和V是事先设定的具有不同长度的二进制常数，其余大写字母表示经过逻辑运算后得到的处理数据序列，小写字母表示原始数据序列。

实施本发明的在铁路车号识别系统中提高数据传输可靠性的方法，具有以下有益效果：由于将一个数据单元中的数据分为多段，同时又对绝大多数的数据段中的数据内容进行了逻辑运算，并将得到的数据内容按照其在数据单元中的位置进行排列，得到一个具有新的数据内容的数据单元，并在需要发送数据时发送该经过逻辑运算的数据单元。这使得其数据在传输过程中的抗干扰能力得到提高；同时，数据中出现连续的0或1的可能性大大减小。因此，其不易被干扰、信号再生判决容易。

附图说明

图1是本发明在铁路车号识别系统中提高数据传输可靠性的方法实施例中该方法的实现流程图；

图2是所述实施例中每个数据段进行逻辑运算的具体逻辑表达式的表格。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例作进一步说明。

如图1所示，在本发明的在铁路车号识别系统中提高数据传输可靠性的方法实施例中，该方法包括如下步骤：

步骤S11 将数据单元划分为多个数据长度相同或不同的数据段：在铁路车号识别系统中，其主要的数据流向是由设置在列车上的RFID电子标签流向设置在铁轨边的RFID读写器。在其数据的传输过程中，通常数据是以帧的形式传输的，因此，在电子标签中，其取得的数据也是按照上述传输的数据格式存储的。但是在电子标签上存在的这些数据是原始数据，并没有经过优化或处理，所以，在传输这些数据是时，可能会出现前述的容易受到干扰等问题。为此，在本实施例中，对电子标签上取得的、按照设定的帧格式存储的数据单元中的数据进行处理或逻辑运算，使其至少在一定程度上与原始数据不同；在存储上述得到的处理后的数据，以便在需要时将其发送出去。这样，由于发送的数据是原始数据经过逻辑运算后得到的，其数值和原始数据有所差别，所以其在传输过程中不易受到干扰，也不会出现多个0或1连续的情况。在本步骤中，就是将铁路车号识别系统中（例如，存储在电子标签上的数据）的数据单元分为多个长度相同或不同的数据段，每个数据段中包括多个数据位，一个数据段中的数据位可以和别的数据段中的数据位个数相同，同时也可以和其他的数据段中的数据位个数不同。例如，将一个数据单元分为10个段，其中包括8位数据的段4个，包括4位数据的数据段2个，包括6位数据的数据段4个，这样，一个8位的数据段和其他8位的数据段的数据长度相同，但是和4位的数据段及6位的数据段的数据长度是不同的。在本实施例中，数据单元是所述铁路车号识别系统中存储或传输数据的单位，每个数据单元中包括多个数据位，该数据单元的初始位置设置有设定位数的数据头，该数据单元结尾设置有设定个数的校验位，而在上述数据头和校验位之间则是该数据单元所包括的数据。具体到本实施例而言，上述一个数据单元包括128个数据位，其数据头包括该数据单元的前8位，检验码包括该数据单元的最后16位。由于数据头和校验码的特殊性，在许多应用中可能需要直接使用，所以，在本实施例中，不对一个数据单元的数据头和校验码进行逻辑运算。也就是说，即使经过处理得到处理后的数据单元，其数据头和校验码仍然是原始数据，是不会改变的。在本步骤中，将上述一个数据单元中的128个数据位分为22个数据段；其中，第1数据段包括数据头的8位数据，第22数据段包括校验码的16位数据；第2数据段到第21数据段分别包括2、4、6或8位数据。关于数据段的划分及每个数据段包括的数据位数，请参见图2。在本实施例中，上述第2数据段包括跟随在所述数据头后面的6位数据；第3数据段包括跟随在所述第2数据段后面的2位数据；同时，第21数据段包括其位置在所述校验码之前的4位数据。值得一提的是，上述第2、第3和第21数据段在经过逻辑运算后得到的数据值与其原始数据值相同，换句话说，对于上述第2、第3和第21数据段而言，也是不进行逻辑运算而直接采用其原始数据作为处理后的数据的。除上述的5个不用进行逻辑运算的数据段之外，在本实施例中，上述22个数据段中的其余数据段在经过逻辑运算后得到的数据值均与原始数据值不同，即其他17个数据段是需要进行逻辑运算的，只不过每个数据段的逻辑运算不同而已。

在上述一个数据单元划分出来的数据段中，还包括其数据长度为4位的第4、10、12、15、17和19数据段，数据长度为8位的第20数据段；其余数据段的数据长度均为6位。请参见图2中的数据段划分情况。

此外，上面以及稍后的步骤描述都是针对一个数据单元而言的，在存在多个数据单元时，每个数据单元都会执行该方法，即将本实施例中的方法执行一遍。为了简便起见，在本实施例中，以一个单元数据为例说明其步骤。

步骤S12 判断数据单元中设定位置的数据值，并依据该值选择设定常数值：在本实施例中，逻辑运算包括将该数据段中的原始数据与事先设定的、和该数据段长度相等的常数进行逻辑运算或将数据段中的原始数据与位置在该数据段之前的数据段进行逻辑运算；同时，使得每个数据段的原始数据和处理后（逻辑运算后）得到的数据的位数相同。在本实施例，这些逻辑运算包括异或、非或加。为此，需要事先设置上述用于与不同数据段进行运算的常数，这些常数的数据长度（即该常数包括的数据位数）不同，分别与和其长度一致的数据段进行逻辑运算。这些事先设定的常数包括用于与4位长度的数据段进行逻辑运算的4位二进制常数U；用于与8位数据长度的数据段进行逻辑运算的8位二级制常数V；用于与6位数据长度进行逻辑运算的第一6位二进制常数S和第二6位二进制常数T。在本实施例中，上述常数U和V的值是不变的，而常数S和T的值则分别有两个选择。具体的设置方法如下：

首先判断该数据单元中第19位数据的数据是否为0，如是，选择上述各常数取值如下：U取值为0001；V取值为10101010；S的取值为110011；T取值为010110。而在上述数据单元的第19位数据的数据值是1的情况下，选择上述各常数取值如下：U取值为0001；V取值为10101010；S取值为101011；T取值为010100。

步骤S13 按照设定的逻辑表达式对得到的多个数据段分别进行逻辑运算：在本步骤中，按照图2中的每个数据段需要进行的逻辑运算的表达式，逐个对一个数据单元划分的数据段进行逻辑运算，得到运算后的数据段的数据值。在图2中，用小写的字母表示该数据段中原始的数据内容，而用大写的字母（除了上述的U、V、S和T）表示该数据段经过逻辑运算后得到的数据。图2中详细给出了每个数据段中经过处理或逻辑运算后的数据是如何得到的。

值得一提的是，在本实施例中，在对数据段的原始数据进行逻辑运算时，用于进行逻辑运算的设定常数或位置在该数据段之前的数据可能会出现其长度大于该数据段的原始数据长度的情况。在这种情况下，为了保证逻辑运算前后该数据段的长度是一致的，也就是其数据位数不能变，采用的办法是在该常数或数据段中，选择与该数据段原始数据的位数一样的数据进行运算，且由低位向高位选择（即长于该数据段原始数据的高位不参与运算）。例如，该数据段的原始数据为6位，而与其运算的数据段为8位，则选择该8位数据段的低6位与该数据段的原始数据进行规定的逻辑运算，使得运算后的数据也是6位。

步骤S14 将得到的经过逻辑运算的数据值按照其所在数据段的位置排列：在本步骤中，将上述一个数据单元划分出来的数据段经过逻辑运算后得到的数据段按照该数据段在数据单元中的位置排列，得到一个具有新的数据内容的数据单元，该数据单元的数据头和校验码和原始的数据内容相同，而未经过逻辑运算的数据段（这些数据段在上面的说明中有记载）中的数据内容也和原先的原始数据相同，但其余大多数数据段的数据内容均已改变。

步骤S15 存储得到的经过逻辑运算的数据单元：在本步骤中，存储在上述步骤中得到的经过处理的数据单元。在需要发送一个数据单元时，使用由该数据单元得到的经过上述处理的数据单元发送。

基本上而言，在本实施例中，首先将128个比特划分成22个数据段，每段含有的比特数不同，例如：数据段1包含bit0－bit7共8个比特，组成的比特序列代号为“x”,经过逻辑运算（也可以视为对数据加扰）后数据段1仍然包含bit0－bit7共8个比特，但各个比特位的取值可能与逻辑运算或加扰前不同，因此组成的比特序列代号变为“X”。对于上述22个数据段，可以依次类推。

然后对每个数据段进行逻辑运算（加扰），每段的逻辑运算的逻辑表达式不同。其中第1、2、3、21、22数据段逻辑运算（加扰）前后的比特序列一样，即不需逻辑运算（加扰）。第4数据段中，逻辑运算（加扰）前的比特序列a与常数序列U按位进行逻辑异或（xor）运算后得到逻辑运算（加扰）后的比特序列A。在本实施例中，按照图2所示的各数据段的逻辑表达式，依此类推完成完所有数据段的逻辑运算（加扰）。

在本实施例中，实施上述方法的好处在于：不会对正常的RFID通信的效率和性能产生不良影响，不增加通信时间开销，不改变电子标签的数据发送时序；逻辑运算（加扰）和对应的解扰方法可在已有的电子标签和阅读器硬件平台上运行，不需要额外增加电子标签和阅读器的硬件资源。逻辑运算（加扰）中的逻辑表达式可在一定程度上提高阅读器和车号电子标签通信的稳定性，增加抗干扰能力，从而提高通信的可靠性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种在铁路车号识别系统中提高数据传输可靠性的方法，其特征在于，包括如下步骤：

A)将铁路车号识别系统中的一个数据单元划分为多个数据段，每个数据段中包括相等或不相等数量个数据位；其中，所述数据单元是所述铁路车号识别系统中存储或传输数据的单位，每个数据单元中包括多个数据位，数据单元的初始位置设置有设定位数的数据头，数据单元结尾设置有设定个数的校验位，所述数据头和所述校验位之间为该数据单元所包括的数据；

B)分别对上述步骤中得到的数据段中的原始数据进行逻辑运算，得到与该数据段中原始数据相同或不相同的处理数据；

C)按照数据段在数据单元中的位置依次排列得到的处理数据，得到经过处理后的数据单元并存储。

2.根据权利要求1所述的在铁路车号识别系统中提高数据传输可靠性的方法，其特征在于，所述步骤B)中的逻辑运算包括将数据段中的原始数据与事先设定的、和该数据段长度相等的常数进行逻辑运算或将数据段中的原始数据与位置在该数据段之前的数据段进行逻辑运算；所述逻辑运算包括异或、非或加。

3.根据权利要求2所述的在铁路车号识别系统中提高数据传输可靠性的方法，其特征在于，所述数据单元包括128个数据位，所述数据头包括所述数据单元的前8位，所述检验码包括所述数据单元的最后16位；所述步骤B)中对所述数据头和校验码不进行逻辑运算。

4.根据权利要求3所述的在铁路车号识别系统中提高数据传输可靠性的方法，其特征在于，所述步骤A)中，将上述数据单元中的128个数据位分为22个数据段；其中，第1数据段包括数据头的8位数据，第22数据段包括校验码的16位数据；第2数据段到第21数据段分别包括2、4、6或8位数据。

5.根据权利要求4所述的在铁路车号识别系统中提高数据传输可靠性的方法，其特征在于，所述第2数据段包括跟随在所述数据头后面的6位数据；第3数据段包括跟随在所述第2数据段后面的2位数据；所述第21数据段包括其位置在所述校验码之前的4位数据；所述第2、第3和第21数据段在经过逻辑运算后得到的数据值与其原始数据值相同；其余数据段在经过逻辑运算后得到的数据值均与原始数据值不同。

6.根据权利要求5所述的在铁路车号识别系统中提高数据传输可靠性的方法，其特征在于，所述步骤B)中与不同长度的数据段进行逻辑运算的事先设定的常数包括用于与4位长度的数据段进行逻辑运算的4位二进制常数U；用于与8位数据长度的数据段进行逻辑运算的8位二级制常数V；用于与6位数据长度进行逻辑运算的第一6位二进制常数S和第二6位二进制常数T。

7.根据权利要求6所述的在铁路车号识别系统中提高数据传输可靠性的方法，其特征在于，所述步骤B)中进一步包括如下步骤：

B1)判断所述数据单元中第19位数据的数据是否为0，如是，执行步骤B2)；否则，执行步骤B3)；

B2)所述事先设定的常数取值如下：U取值为0001；V取值为10101010；S的取值为110011；T取值为010110；

B3)所述事先设定的常数取值如下：U取值为0001；V取值为10101010；S取值为101011；T取值为010100。

8.根据权利要求7所述的在铁路车号识别系统中提高数据传输可靠性的方法，其特征在于，所述步骤B)中，每个数据段的原始数据和处理数据的位数相同。

9.根据权利要求8所述的在铁路车号识别系统中提高数据传输可靠性的方法，其特征在于，在所述数据段中，还包括其数据长度为4位的第4、10、12、15、17和19数据段，数据长度为8位的第20数据段；其余数据段的数据长度均为6位。

10.根据权利要求9所述的在铁路车号识别系统中提高数据传输可靠性的方法，其特征在于，所述数据段的具体逻辑运算表达式如下表所示：

表中，S、T、U和V是事先设定的具有不同长度的二进制常数，其余大写字母表示经过逻辑运算后得到的处理数据序列，小写字母表示原始数据序列。