CN110880944B - 一种多通道应答器报文传输装置及方法 - Google Patents

一种多通道应答器报文传输装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110880944B
CN110880944B CN201810952649.1A CN201810952649A CN110880944B CN 110880944 B CN110880944 B CN 110880944B CN 201810952649 A CN201810952649 A CN 201810952649A CN 110880944 B CN110880944 B CN 110880944B
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
channel
signals
module
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810952649.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110880944A (zh
Inventor
尹肖飞
张志远
巩庆民
王洪良
王彦磊
赵志强
周留赐
曲松超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HENAN LANXIN TECHNOLOGY CO LTD
Original Assignee
HENAN LANXIN TECHNOLOGY CO LTD
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HENAN LANXIN TECHNOLOGY CO LTD filed Critical HENAN LANXIN TECHNOLOGY CO LTD
Priority to CN201810952649.1A priority Critical patent/CN110880944B/zh
Publication of CN110880944A publication Critical patent/CN110880944A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110880944B publication Critical patent/CN110880944B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/59—Responders; Transponders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/40—Handling position reports or trackside vehicle data
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/70—Details of trackside communication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/3822—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving specially adapted for use in vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

一种多通道应答器报文传输装置及方法，实现对地面应答器能量发射、地面应答器报文信息无线接收、安全解码及可靠传输；当设备某个部件故障时自动导向安全侧，设备通过其它正常通道实时传输至后端的车载控制设备，同时可以对设备状态信息进行实时检测、故障防护及记录。设备包括车载主机、车载天线，其中车载主机包括双通道功放模块、多通道接收模块、多通道处理模块、记录板、电源板和总线板。本发明优点，设备采用多通道、模块化及多层防护设计，车载主机处理模块采用二取二和双路备份设计，提高设备安全性、可靠性、可用性、可维护性及信息传输的实时性、准确性、稳定性。

Description

一种多通道应答器报文传输装置及方法
技术领域
本发明属于轨道交通安全控制应用领域，具体是涉及一种多通道应答器报文传输装置及方法。
背景技术
在铁路运输的发展过程中，运输安全始终是人们最关注的话题。随着国民经济对铁路运输要求不断提高，对铁路列车运行管理和安全控制要求也不断提高。铁道部门参照ERTMS/ETCS(欧洲铁路运输管理系统/欧洲列车控制系统)的要求制订了中国列车控制系统的标准(CTCS标准)。在这个标准中，BTM(Balise Transmission Module)作为激活、接收、解析地面应答器发送报文信息并安全、可靠、实时传输至车载控制设备(如：LKJ或ATP)起着至关重要的作用。
目前，在列车运行速度、密度不断提高情况下，对BTM设备的准确性、安全性、可靠性和可用性提高了更高的要求。现有BTM设备因传输通道少，设备单个部件故障可能就会导致BTM整体失效，并且由于BTM设备元器件数量较多，以及外界干扰等问题，BTM在工作时存在应答器报文接收传输不良的概率，可能导致丢失应答器信息。而应答器信息丢失会影响列车运行控制系统对列车的控制，严重时会触发列车制动，从而影响铁路的行车安全和运输效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种多通道应答器报文传输装置及方法，实现对地面应答器能量发射、地面应答器报文信息无线接收、安全解码及可靠传输；当设备某个部件故障时自动导向安全侧，设备通过其它正常通道实时传输至后端的车载控制设备，同时可以对设备状态信息进行实时检测、故障防护及记录，从而避免因单个设备故障造成接收应答器报文信息丢失影响列车运行控制系统对列车的控制及设备故障后无法分析问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种多通道应答器报文传输装置，包括车载主机、车载天线，其中车载主机包括双通道功放模块、多通道接收模块、多通道处理模块、记录板、电源板和总线板；所述车载主机与车载天线通过同轴电缆连接；所述车载主机的双通道功放模块、多通道接收模块、多通道处理模块、记录板和电源板通过总线板进行电连接；
所述车载主机，用于产生27.095Mhz能量信号经车载天线发送至地面应答器，同时将车载天线传输的地面应答器发送4.2Mhz应答器报文信号经处理后传输至外部车载控制设备；
所述车载天线，用于接收27.095Mhz能量信号并发射，接收地面应答器发送4.2Mhz射频信号并转换为电信号传输至车载主机；
所述双通道功放模块用于产生27.095Mhz能量信号并输出至车载天线，同时将接收应答器报文信号经双通道滤波后传输至多通道接收模块；
所述多通道接收模块用于将双通道功放模块每个通道传输信号分别进行两路解调后输出四路解调信息并传输至多通道处理模块；
所述多通道处理模块用于将多通道接收模块传输四路解调信息经八通道解码、每两路输出判决后传输至外部车载控制设备；
所述记录板，用于记录各模块自检信息、通信状态信息、报文信息、设备状态信息，同时接收维护软件的命令控制功放板开启或关断射频能量；
所述电源板用于将车载输入电源转换为车载主机各模块所需工作电源，同时对电源的输入电压、输出电压、电源板的环境温度进行采集并传输至记录板；所述电源板采取双路冗余备份方式设计，每路电源均可独立为整机供电；
所述总线板用于车载主机各模块之间数据通讯、电源供电通道接口转接。
所述双通道功放模块，由接口电路、检测与控制电路、电源电路、功率放大电路和双通道滤波电路组成；
所述接口电路分别为车载天线接口、多通道接收模块接口、总线板接口及板卡状态指示接口；所述车载天线接口，通过线缆与车载天线进行电连接；所述多通道接收模块接口，用于将接收滤波后的FSK信号传输至多通道接收模块；所述总线板接口，用于和其它板卡通信及电源输入；所述板卡状态指示接口，用于指示功放板的工作状态；
所述双通道功放模块检测与控制电路，包括电流检测电路、功放管温度检测电路、输出功率检测电路，用于实时监测功放链路的运行状态，同时将检测信息上送到记录板，检测信息异常时关闭功放输出；
所述功率放大电路，包括信号发生电路、一级放大电路、二级放大电路、三级放大电路、发射通道滤波电路，用于产生27.095MHz信号，并对产生27.095MHz信号经多级放大后传输至发射通道带通滤波器，发射通道带通滤波电路滤除振荡频率的谐波信号并阻止接收到的中心频率为4.2MHz的信号进入发射通道，然后经天线线缆传输至车载天线；
所述双通道滤波电路，用于接收车载天线传输4.2Mhz信号，防护静电冲击、干扰信号滤波并对设定带宽的27.095MHz信号进行滤波后将FSK信号传输至多通道接收模块。
所述多通道接收模块，采用冗余设计共有两路输入，每路输入各分为两路后分别进行信号解调和整形，然后将解调后的四路信号通过总线板传输至多通道处理模块；同时每路输入信号经滤波、解调后进行判决，用于进行应答器探测、物理串扰和阈值判决；
所述多通道接收模块，包括滤波电路、解调电路、整形电路、接口转换电路和信号判决电路；
所述滤波电路，包括静电保护电路、带通滤波电路；所述静电保护电路采用低电容双向静电防护二极管进行保护；所述滤波电路采用有源带通滤波电路；
所述整形电路，采用四路运放整形电路，分别对原始解调信号放大、杂波滤波、信号二次放大和电压比较输出，最终输出标准数字信号；
所述信号判决电路，根据解调电路输出信号电平大小或FSK报文信号质量进行判断是否有应答器被探测到；所述信号判决电路，通过双门限比较器，根据设定门限值，将输入两路信号分别进行比较，如果一路FSK报文信号不满足设定值则舍弃，同时改用另外一路FSK报文输入信号；
所述多通道接收模块与双通道功放模块之间通过同轴电缆连接。
所述多通道处理模块，采用二取二的架构，由四块独立处理板组成，两块处理板作为一对，每对处理板中一路故障，通过人工或自动切换到另外一对处理板；
所述处理板，有两路输入通道，包括解码电路、CPU处理电路、外部接口电路、底板接口电路和电源电路；
所述处理板，每路输入信号经底板接口电路传输至解码电路进行解码，解码后的信号传输至CPU处理电路进行处理，同时CPU处理电路接收从多通道接收模块输入的应答器探测信号，CPU处理电路将接收到的信号进行处理后按规定的通讯协议通过外部接口电路传输至外部车载控制设备；
所述解码电路，采用两片高速处理芯片分别对两路输入报文电平信号的解码，经解码后信号传输至CPU处理电路；
所述CPU处理电路，采用双CPU处理同时输出，单个处理模块采用二取二的方式，并采用双路备份设计，两个CPU同时输出；
所述对外接口电路，包括隔离电路和接口电路；所述隔离电路，用于通信接口内外部控制线的隔离；所述接口电路，用于通信接口格式转换；
所述底板接口电路用于将多通道接收模块传输的信号转成电平信号，并把电平信号输出到解码电路；同时，多通道处理模块通过底板接口电路、总线板与双通道功放模块、记录板进行通信连接；
进一步地，所述底板接口电路包括数据传输转换、应答器检测输入、应答器CAN总线转换电路、RS485总线转换电路、电源输入，地址输入；所述数据传输转换，分为两路，将多通道接收模块输出的信号电平转换为解码电路所需信号电平；所述CAN总线转换电路，将CPU的两路输入电平信号转换为标准的CAN总线电平信号；所述CAN总线通过底板总线分别与双通道功放模块、记录板相连接；所述RS-485总线转换电路，将CPU的输出串口电平信号转换为标准的RS-485总线电平信号；所述地址输入，总线板上在处理板接口处配置不同地址，处理板CPU通过读取总线板上的地址信息确定处理板的插槽位置；
所述多通道处理模块，当接收到外部车载控制设备控制功放开关的命令时，由CPU处理电路通过总线板将控制命令信息传输至多通道功放模块，由多通道功放模块控制功放输出。
所述记录板，包括底板接口电路、存储电路、CPU处理电路、外部接口电路、电源电路；所述记录板，通过底板接口电路经总线板分别与双通道功放模块、多通道接收模块、多通道处理模块进行通信连接；
所述底板接口电路，用于记录板电源接口输入、与车载主机其它模块通信接口及接口转换；所述底板接口电路，包括CAN总线转换电路，RS-485总线转换电路，电源输入；所述CAN总线转换电路，实现CPU两路电平的CAN信号和标准CAN总线之间的转换；所述RS-485总线转换电路，实现CPU一路TTL电平的串口信号和标准RS-485总线之间的转换；
所述存储电路，记录车载主机各模块的状态信息和数据信息；优选地，所述存储电路选用固态硬盘作为存储器件；
所述CPU处理电路，用于实现与车载主机各模块通信、记录信息处理及记录数据的读写操作；
所述外部接口电路，包括以太网接口电路、USB接口电路；所述以太网接口电路，设置有网络变压器、防护器件对传输信号进行隔离、静电防护处理，用于和外部上位机进行信息交互；所述USB电路，用于数据下载操作，读取记录板保存的设备运行信息，同时可以通过该接口实现设备相关模块的程序升级；
所述电源电路，设计有延时断电电路可以在设备断电后为单板提供短时间的后备电源，保证记录模块工作状态及记录信息的完整性；优选地，所述延时断电电路为超级电容充放电电路，用于模块断电时提供短时间的后备电源，为完成系统正在进行的操作、关闭系统并记录关机信息提供电能。
本发明还提供一种多通道应答器报文传输方法，包括以下步骤：
①、车载主机双通道功放模块上电自检通过后产生27.095Mhz能量信号，然后通过车载天线发射出去；
②、车载天线实时接收应答器传输报文信息，经双通道功放模块双通道滤波、多通道接收模块四通道解调后传输至多通道处理模块进行处理；
③、多通道处理模块将输入四路解调信号分为八路进行解码、处理后每两路进行判决，判决通过后输出应答器报文信息并按照定义的通信协议传输至外部车载控制设备；同时双通道功放模块对功放输出进行检测，记录板对设备各模块状态信息进行检测并对检测信息、传输信息进行记录保存，在设备维护或维修时进行导出分析。
步骤1中，所述车载主机双通道功放模块上电自检，设备上电后，双通道功放模块接收多通道处理模块传输自检命令，双通道功放模块自检开启并供给车载天线自检电源电压，双通道功放模块天线自检电路开始发射4.2M的自检报文；车载天线环接收到4.2Mhz信号后通过线缆传输到BTM车载主机，BTM车载主机处理判断自检是否通过，自检通过关断自检电源电压且开启27.095Mhz能量信号输出，双通道功放模块开始正常工作；否则关断自检电源电压且通过车载主机处理模块上报外部车载控制设备；
所述双通道功放模块27.095Mhz能量信号产生，通过晶体振荡器产生27.095MHz电平信号，该电平信号经过LC低通滤波后，连接至第一级放大器进行放大缓冲，然后送入第二级推动放大器信号放大、第三级终极放大器进行信号放大，经放大后27.095Mhz信号经功率耦合器后送入发射通道带通滤波器，发射通道带通滤波器滤除振荡频率的谐波信号，同时阻止接收到的中心频率为4.2MHz的信号进入发射通道，经发射通道带通滤波器后27.095MHZ信号通过天线线缆传输至车载天线发射至地面应答器。
步骤2中，所述双通道功放模块双通道滤波，包括双路的静电保护电路、无源低通滤波电路、有源低通滤波电路；所述双通道功放模块双通道滤波，工作过程为：经车载天线传输的应答器报文信号经静电保护电路防护冲击后传输至无源低通滤波电路，经无源低通滤波电路中的9阶LC低通滤波器对干扰信号进行滤波后传输至有源滤波电路，由有源滤波电路对设定带宽的27.095MHz信号进行抑制滤波传输至多通道接收模块；所述静电保护采用低电容双向静电防护二极管防护静电冲击；所述有源滤波电路采用二阶有源压控低通滤波电路；
所述多通道接收模块信号解调，工作时，由滤波电路接收功放模块输出两路4.2Mhz信号，经过FSK信号匹配、滤波、放大/衰减以及接口静电保护后传输至解调电路；解调电路对传输的FSK信号进行解调，将应答器报文信息还原为数字信号并传输至整形电路、信号判决电路；所述整形电路对解调信号进行滤波、放大、电压比较处理，整理为标准的数字信号后传输至接口转换电路；接口转换电路将TTL电平转换为总线电平信号后通过底板总线传输至多通道处理模块；同时，信号判决电路对输入信号进行采样，转换为电平信号送入多通道处理模块进行判决，判断应答器探测和FSK报文信号质量是否符合设定标准要求。
步骤3中，所述多通道处理模块，对多通道接收模块四路解调后应答器报文数据进行解码并做二取二，解码后的报文数据包经CRC75校验，找报头、报文滤波、TGM转化为UDF和对比数据处理无误后，按照定义的通讯协议和外部车载控制设备进行通讯并传输数据；
所述多通道处理模块，采用二取二的架构，由四块独立处理板组成，两个作为一对，每对处理板中一路故障，通过人工或自动切换到另外一对处理板；所述处理板，有两路输入通道，包括解码电路、CPU处理电路、外部接口电路、底板接口电路和电源电路；
所述处理板，每路输入信号经底板接口电路传输至解码电路进行解码，解码后的信号传输至CPU处理电路进行处理，同时CPU处理电路接收从多通道接收模块输入的应答器探测信号，CPU处理电路将接收到的信号进行重新打包、处理，经CPU处理后按规定的通讯协议通过外部接口电路传输至外部车载控制设备；
进一步地，所述解码电路，采用两片高速处理芯片分别对两路输入报文电平信号的解码，经解码后转换成报文包传输至CPU处理电路；
进一步地，所述CPU处理电路，采用双CPU处理同时输出，单个处理模块采用二取二的方式，并采用双路备份设计，两个CPU同时输出；所述CPU处理电路，当接收到多通道接收模块输入的应答器监测信号时，CPU处理电路对解码电路两路输出的报文包信息计算和比较，比较一致无误后按照规定的通讯格式发送到对外接口电路；若CPU对报文处理后的数据比较不一致，则舍弃；
进一步地，所述CPU处理电路，控制解码电路的复位和配置，控制和监测接口电路的输入输出使能、电源电压；
进一步地，所述对外接口电路，包括隔离电路和接口电路；所述接口电路，包括CAN通信接口电路、RS485通信接口电路，其中CAN通信接口分别与外部车载控制设备通信，RS485通信接口为对外调试接口；所述CAN通信接口电路将CAN TX/RX信号转换成标准的CAN总线格式；所述RS485通信接口电路，将RS-485TX/RX信号转换成RS-485总线格式；
进一步地，所述底板接口电路包括数据传输转换、应答器检测输入、应答器CAN总线转换电路、RS485总线转换电路、电源输入，地址输入；所述数据传输转换，分为两路，将多通道接收模块输出的信号电平转换为解码电路所需信号电平；所述CAN总线转换电路，将CPU的两路输入电平信号转换为标准的CAN总线电平信号；所述CAN总线通过底板总线分别与双通道功放模块、记录板相连接；所述RS-485总线转换电路，将CPU的输出串口电平信号转换为标准的RS-485总线电平信号；所述地址输入，总线板上在处理板接口处配置不同地址，处理板CPU通过读取总线板上的地址信息确定处理板的插槽位置；
所述多通道处理模块，当接收到外部车载控制设备控制功放开关的命令时，由CPU处理电路通过总线板将控制命令信息传输至多通道功放模块，由多通道功放模块控制功放输出。
步骤3中，所述双通道功放模块对功放输出检测，包括功放输出电流检测、功放管温度检测、功率检测；所述功放输出电流检测，通过在电源线上串接精密固定电阻，由电流检测器采集精密电阻两端的电压差然后送入双通道功放模块控制电路处理器，由双通道功放模块控制电路处理器计算出功放电路的供电电流，当检测到功放供电电流超过设定限值时双通道功放模块控制电路处理器上传告警信息至记录板，双通道功放模块接收到记录板关闭功放输出命令后关闭功放输出；
所述功放管温度检测，通过在功放管附近设计加装的温度检测器采集功放管的发热温度并转换为电信号，然后传输至双通道功放模块控制电路处理器进行处理，当检测到功放管发热温度超过设定限值时控制电路处理器上传告警信息至记录板，双通道功放模块接收到记录板关闭功放输出命令后关闭功放输出；
所述功率检测，采用三线定向耦合器对功放输出的传输功率和反射功率送到检波管进行检波，然后滤波放大后传输至双通道功放模块控制电路处理器进行处理，如果传输功率小于或大于设定值，则双通道功放模块控制电路处理器输出上传相应的告警信号至记录板，双通道功放模块接收到记录板关闭功放输出命令后关闭功放输出；
所述记录板，通过记录板上通信接口接收车载主机各模块上传数据信息及状态信息，记录系统数据信息及对系统进行维护操作；所述记录信息包括记录和保存系统运行期间的通信状态及报文数据、各单板状态信息、系统自检信息及功放打开和关闭信息；所述系统维护操作，包括系统软件或数据升级、数据下载、运行状态指示及通过维护软件控制双通道功放模块功放输出开关；所述系统软件或数据升级、数据下载，通过记录板的以太网接口电路或USB接口电路实现车载数据下载及程序升级。
采用上述技术方案的本发明，它具有以下优点：
(1)本发明采用多通道冗余技术、信号控制技术、多点自动检测技术、信号安全传输技术等，实现对地面应答器信号能量激活并对接收应答器报文信号可靠解码、安全传输，保证设备在单个部件发生故障时导向安全侧，同时满足设备高可靠性、可用性、可维护性需求。
(2)本发明车载主机处理模块采用二取二和双路备份设计，通过对解码输出数据二取二对比分析提高输出数据准确性、安全性，通过双路备份设计，提高设备可用性。
(3)本发明采用模块化开放式结构设计，各模块采用单个或多个独立插板结构，易与相关系统接口，同时方便设备维护、维修。
(4)本发明软件设计时，基于Linux操作系统实时记录和保存主机各种信息，采用多进程及多线程设计保证数据记录、板间通信及信息上传的协同操作，保证数据传输实时性。
(5)本发明设计多层检测防护措施，当设备某个部件故障时自动进行检测判断，防止因设备本身故障引起输出错误信息传输到外部车载控制设备。
(6)本发明设计多个不同维护接口，通过专用的维护工具和维护软件能够方便的查询、下载故障信息，便于设备维护。
(7)本发明电源电路设计有延时断电电路电路，防止外部电源突然断电时造成设备系统文件损坏、数据写操作异常中断造成数据错误或引起设备损坏等问题。
附图说明
图1为本发明的设备结构图1。
图2为本发明的设备结构图2。
图3为本发明的数据处理流程图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、图2所示，一种多通道应答器报文传输装置，包括车载主机101、车载天线102，其中车载主机101包括双通道功放模块103、多通道接收模块104、多通道处理模块105、记录板106、电源板107和总线板108；所述车载主机101与车载天线102通过同轴电缆连接；所述车载主机101的双通道功放模块103、多通道接收模块104、多通道处理模块105、记录板106和电源板107通过总线板108进行电连接；
所述车载主机101，用于产生27.095Mhz能量信号经车载天线102发送至地面应答器109，同时将车载天线102传输的地面应答器109发送4.2Mhz应答器报文信号经处理后传输至外部车载控制设备110；
所述车载天线102，用于接收27.095Mhz能量信号并发射，接收地面应答器109发送4.2Mhz射频信号并转换为电信号传输至车载主机101；
所述双通道功放模块103用于产生27.095Mhz能量信号并输出至车载天线102，同时将接收应答器报文信号经双通道滤波后传输至多通道接收模块104；
所述多通道接收模块104用于将双通道功放模块103每个通道传输信号分别进行两路解调后输出四路解调信息并传输至多通道处理模块105；
所述多通道处理模块105用于将多通道接收模块104传输四路解调信息经八通道解码、每两路输出判决后传输至外部车载控制设备110；
所述记录板106，用于记录各模块自检信息、通信状态信息、报文信息、设备状态信息，同时接收维护软件的命令控制功放板开启或关断射频能量；
所述电源板107用于将车载输入电源转换为车载主机101各模块所需工作电源，同时对电源的输入电压、输出电压、电源板107的环境温度进行采集并传输至记录板106；所述电源板107采取双路冗余备份方式设计，每路电源均可独立为整机供电；
所述总线板108用于车载主机101各模块之间数据通讯、电源供电通道接口转接。
所述双通道功放模块103，由接口电路、检测与控制电路、电源电路、功率放大电路和双通道滤波电路组成；
所述接口电路分别为车载天线接口、多通道接收模块接口、总线板接口及板卡状态指示接口；所述车载天线接口，通过线缆与车载天线102进行电连接；所述多通道接收模块接口，用于将接收滤波后的FSK信号传输至多通道接收模块104；所述总线板接口，用于和其它板卡通信及电源输入；所述板卡状态指示接口，用于指示功放板的工作状态；
所述双通道功放模块103检测与控制电路，包括电流检测电路、功放管温度检测电路、输出功率检测电路，用于实时监测功放链路的运行状态，同时将检测信息上送到记录板106，检测信息异常时关闭功放输出；
所述功率放大电路，包括信号发生电路、一级放大电路、二级放大电路、三级放大电路、发射通道滤波电路，用于产生27.095MHz信号，并对产生27.095MHz信号经多级放大后传输至发射通道带通滤波器，发射通道带通滤波电路滤除振荡频率的谐波信号并阻止接收到的中心频率为4.2MHz的信号进入发射通道，然后经天线线缆传输至车载天线102；
所述双通道滤波电路，用于接收车载天线102传输4.2Mhz信号，防护静电冲击、干扰信号滤波并对设定带宽的27.095MHz信号进行滤波后将FSK信号传输至多通道接收模块104；优选地，所述双通道滤波电路对干扰信号滤波，特别是对27.095Mhz干扰信号进行滤波。
所述多通道接收模块104，采用冗余设计共有两路输入，每路输入各分为两路后分别进行信号解调和整形，然后将解调后的四路信号通过总线板108传输至多通道处理模块105；同时每路输入信号经滤波、解调后进行判决，用于进行应答器探测、物理串扰和阈值判决；
所述多通道接收模块104，包括滤波电路、解调电路、整形电路、接口转换电路和信号判决电路；
所述滤波电路，包括静电保护电路、带通滤波电路；所述静电保护电路采用低电容双向静电防护二极管进行保护；所述滤波电路采用有源带通滤波电路；
所述整形电路，采用四路运放整形电路，分别对原始解调信号放大、杂波滤波、信号二次放大和电压比较输出，最终输出标准数字信号；
所述信号判决电路，根据解调电路输出信号电平大小或FSK报文信号质量进行判断是否有应答器被探测到；所述信号判决电路，通过双门限比较器，根据设定门限值，将输入两路信号分别进行比较，如果一路FSK报文信号不满足设定值则舍弃，同时改用另外一路FSK报文输入信号；
所述多通道接收模块104与双通道功放模块103之间通过同轴电缆连接。
所述多通道处理模块105，采用二取二的架构，由四块独立处理板组成，两块处理板作为一对，每对处理板中一路故障，通过人工或自动切换到另外一对处理板；
所述处理板，有两路输入通道，包括解码电路、CPU处理电路、外部接口电路、底板接口电路和电源电路；
所述处理板，每路输入信号经底板接口电路传输至解码电路进行解码，解码后的信号传输至CPU处理电路进行处理，同时CPU处理电路接收从多通道接收模块104输入的应答器探测信号，CPU处理电路将接收到的信号进行处理后按规定的通讯协议通过外部接口电路传输至外部车载控制设备110；
所述解码电路，采用两片高速处理芯片分别对两路输入报文电平信号的解码，经解码后信号传输至CPU处理电路；优选地，所述解码电路高速处理芯片为FPGA信号处理芯片；
所述CPU处理电路，采用双CPU处理同时输出，单个处理模块采用二取二的方式，并采用双路备份设计，两个CPU同时输出；
所述对外接口电路，包括隔离电路和接口电路；所述隔离电路，用于通信接口内外部控制线的隔离；所述接口电路，用于通信接口格式转换；
优选地，所述接口电路，包括CAN通信接口电路、RS485通信接口电路，其中CAN通信接口分别与外部车载控制设备110通信，RS485通信接口为对外调试接口；所述CAN通信接口电路将CAN TX/RX信号转换成标准的CAN总线格式；所述RS485通信接口电路，把RS-485TX/RX信号转换成RS-485总线格式；
所述底板接口电路用于将多通道接收模块传输的信号转成电平信号，并把电平信号输出到解码电路；同时，多通道处理模块通过底板接口电路、总线板与双通道功放模块、记录板进行通信连接；
进一步地，所述底板接口电路包括数据传输转换、应答器检测输入、应答器CAN总线转换电路、RS485总线转换电路、电源输入，地址输入；所述数据传输转换，分为两路，将多通道接收模块104输出的信号电平转换为解码电路所需信号电平；所述CAN总线转换电路，将CPU的两路输入电平信号转换为标准的CAN总线电平信号；所述CAN总线通过底板总线分别与双通道功放模块103、记录板106相连接；所述RS-485总线转换电路，将CPU的输出串口电平信号转换为标准的RS-485总线电平信号；所述地址输入，总线板108上在处理板接口处配置不同地址，处理板CPU通过读取总线板108上的地址信息确定处理板的插槽位置；
所述多通道处理模块105，当接收到外部车载控制设备110控制功放开关的命令时，由CPU处理电路通过总线板108将控制命令信息传输至多通道功放模块，由多通道功放模块控制功放输出。
所述记录板106，包括底板接口电路、存储电路、CPU处理电路、外部接口电路、电源电路；所述记录板106，通过底板接口电路经总线板108分别与双通道功放模块103、多通道接收模块104、多通道处理模块105进行通信连接；
所述底板接口电路，用于记录板电源接口输入、与车载主机其它模块通信接口及接口转换；所述底板接口电路，包括CAN总线转换电路，RS-485总线转换电路，电源输入；所述CAN总线转换电路，实现CPU两路电平的CAN信号和标准CAN总线之间的转换；所述RS-485总线转换电路，实现CPU一路TTL电平的串口信号和标准RS-485总线之间的转换；
所述存储电路，记录车载主机101各模块的状态信息和数据信息；优选地，所述存储电路选用固态硬盘作为存储器件，数据读写速度快，可靠性高、寿命长；
所述CPU处理电路，用于实现与车载主机101各模块通信、记录信息处理及记录数据的读写操作；
所述外部接口电路，包括以太网接口电路、USB接口电路；所述以太网接口电路，设置有网络变压器、防护器件对传输信号进行隔离、静电防护处理，用于和外部上位机进行信息交互，保证通信的稳定性和可靠性；所述USB电路，用于数据下载操作，读取记录板106保存的系统运行信息，同时可以通过该接口实现设备相关模块的程序升级；所述USB电路，增加防护芯片保证稳定的数据通信；
所述电源电路，设计有延时断电电路可以在设备断电后为单板提供短时间的后备电源，保证记录模块工作状态及记录信息的完整性；优选地，所述延时断电电路为超级电容充放电电路，用于模块断电时提供短时间的后备电源，为完成系统正在进行的操作、关闭系统并记录关机信息提供电能。
如图3所示，步骤201，车载主机双通道功放模块产生27.095Mhz能量信号并通过车载天线发射至地面应答器，地面应答器收到27.095Mhz能量信号后激活并发射4.2Mhz应答器报文信号；步骤202，车载天线接收应答器报文信息并转换为电信号通过车载天线线缆传输至车载主机双通道功放模块；步骤203，双通道功放模块通过双通道滤波电路接收4.2Mhz应答器报文信号并对27.095Mhz信号进行滤波，然后传输至多通道接收模块；步骤204，多通道接收模块对接收两路输入4.2Mhz信号分为四路进行解调、滤波、放大、电压比较及电平转换处理后通过总线板传输至多通道处理模块；步骤205，多通道处理模块将输入四路解调信号分为八路进行解码、处理后每两路进行判决，判决通过后输出应答器报文信息并按照定义的通信协议传输至外部车载控制设备。
本发明还提供一种多通道应答器报文传输方法，包括以下步骤：
①、车载主机双通道功放模块上电自检通过后产生27.095Mhz能量信号，然后通过车载天线发射出去；
②、车载天线实时接收应答器传输报文信息，经双通道功放模块双通道滤波、多通道接收模块四通道解调后传输至多通道处理模块进行处理；
③、多通道处理模块将输入四路解调信号分为八路进行解码、处理后每两路进行判决，判决通过后输出应答器报文信息并按照定义的通信协议传输至外部车载控制设备；同时双通道功放模块对功放输出进行检测，记录板对设备各模块状态信息进行检测并对检测信息、传输信息进行记录保存，在设备维护或维修时进行导出分析。
步骤1中，所述车载主机双通道功放模块上电自检，设备上电后，双通道功放模块接收多通道处理模块传输自检命令，双通道功放模块自检开启并供给车载天线自检电源电压，双通道功放模块天线自检电路开始发射4.2M的自检报文；车载天线环接收到4.2Mhz信号后通过线缆传输到BTM车载主机，BTM车载主机处理判断自检是否通过，自检通过关断自检电源电压且开启27.095Mhz能量信号输出，双通道功放模块开始正常工作；否则关断自检电源电压且通过车载主机处理模块上报外部车载控制设备；
所述双通道功放模块27.095Mhz能量信号产生，通过晶体振荡器产生27.095MHz电平信号，该电平信号经过LC低通滤波后，连接至第一级放大器进行放大缓冲，然后送入第二级推动放大器信号放大、第三级终极放大器进行信号放大，经放大后27.095Mhz信号经功率耦合器后送入发射通道带通滤波器，发射通道带通滤波器滤除振荡频率的谐波信号，同时阻止接收到的中心频率为4.2MHz的信号进入发射通道，经发射通道带通滤波器后27.095MHZ信号通过天线线缆传输至车载天线发射至地面应答器。
步骤2中，所述双通道功放模块双通道滤波，包括双路的静电保护电路、无源低通滤波电路、有源低通滤波电路；所述双通道功放模块双通道滤波，工作过程为：经车载天线传输的应答器报文信号经静电保护电路防护冲击后传输至无源低通滤波电路，经无源低通滤波电路中的9阶LC低通滤波器对干扰信号进行滤波后传输至有源滤波电路，由有源滤波电路对设定带宽的27.095MHz信号进行抑制滤波传输至多通道接收模块；所述静电保护采用低电容双向静电防护二极管防护静电冲击；所述有源滤波电路采用二阶有源压控低通滤波电路；
所述多通道接收模块信号解调，工作时，由滤波电路接收功放模块输出两路4.2Mhz信号，经过FSK信号匹配、滤波、放大/衰减以及接口静电保护后传输至解调电路；解调电路对传输的FSK信号进行解调，将应答器报文信息还原为数字信号并传输至整形电路、信号判决电路；所述整形电路对解调信号进行滤波、放大、电压比较处理，整理为标准的数字信号后传输至接口转换电路；接口转换电路将TTL电平转换为总线电平信号后通过底板总线传输至多通道处理模块；同时，信号判决电路对输入信号进行采样，转换为电平信号送入多通道处理模块进行判决，判断应答器探测和FSK报文信号质量是否符合设定标准要求。
步骤3中，所述多通道处理模块，对多通道接收模块四路解调后应答器报文数据进行解码并做二取二，解码后的报文数据包经CRC75校验，找报头、报文滤波、TGM转化为UDF和对比数据处理无误后，按照定义的通讯协议和外部车载控制设备进行通讯并传输数据；
所述多通道处理模块，采用二取二的架构，由四块独立处理板组成，两个作为一对，每对处理板中一路故障，通过人工或自动切换到另外一对处理板；所述处理板，有两路输入通道，包括解码电路、CPU处理电路、外部接口电路、底板接口电路和电源电路；
所述处理板，每路输入信号经底板接口电路传输至解码电路进行解码，解码后的信号传输至CPU处理电路进行处理，同时CPU处理电路接收从多通道接收模块输入的应答器探测信号，CPU处理电路将接收到的信号进行重新打包、处理，经CPU处理后按规定的通讯协议通过外部接口电路传输至外部车载控制设备；
进一步地，所述解码电路，采用两片高速处理芯片分别对两路输入报文电平信号的解码，经解码后转换成报文包传输至CPU处理电路；
进一步地，所述CPU处理电路，采用双CPU处理同时输出，单个处理模块采用二取二的方式，并采用双路备份设计，两个CPU同时输出；所述CPU处理电路，当接收到多通道接收模块输入的应答器监测信号时，CPU处理电路对解码电路两路输出的报文包信息计算和比较，比较一致无误后按照规定的通讯格式发送到对外接口电路；若CPU对报文处理后的数据比较不一致，则舍弃；
进一步地，所述CPU处理电路，控制解码电路的复位和配置，控制和监测接口电路的输入输出使能、电源电压；
进一步地，所述对外接口电路，包括隔离电路和接口电路；所述接口电路，包括CAN通信接口电路、RS485通信接口电路，其中CAN通信接口分别与外部车载控制设备通信，RS485通信接口为对外调试接口；所述CAN通信接口电路将CAN TX/RX信号转换成标准的CAN总线格式；所述RS485通信接口电路，将RS-485TX/RX信号转换成RS-485总线格式；
进一步地，所述底板接口电路包括数据传输转换、应答器检测输入、应答器CAN总线转换电路、RS485总线转换电路、电源输入，地址输入；所述数据传输转换，分为两路，将多通道接收模块输出的信号电平转换为解码电路所需信号电平；所述CAN总线转换电路，将CPU的两路输入电平信号转换为标准的CAN总线电平信号；所述CAN总线通过底板总线分别与双通道功放模块、记录板相连接；所述RS-485总线转换电路，将CPU的输出串口电平信号转换为标准的RS-485总线电平信号；所述地址输入，总线板上在处理板接口处配置不同地址，处理板CPU通过读取总线板上的地址信息确定处理板的插槽位置；
所述多通道处理模块，当接收到外部车载控制设备控制功放开关的命令时，由CPU处理电路通过总线板将控制命令信息传输至多通道功放模块，由多通道功放模块控制功放输出。
步骤3中，所述双通道功放模块对功放输出检测，包括功放输出电流检测、功放管温度检测、功率检测；所述功放输出电流检测，通过在电源线上串接精密固定电阻，由电流检测器采集精密电阻两端的电压差然后送入双通道功放模块控制电路处理器，由双通道功放模块控制电路处理器计算出功放电路的供电电流，当检测到功放供电电流超过设定限值时双通道功放模块控制电路处理器上传告警信息至记录板，双通道功放模块接收到记录板关闭功放输出命令后关闭功放输出；
所述功放管温度检测，通过在功放管附近设计加装的温度检测器采集功放管的发热温度并转换为电信号，然后传输至双通道功放模块控制电路处理器进行处理，当检测到功放管发热温度超过设定限值时控制电路处理器上传告警信息至记录板，双通道功放模块接收到记录板关闭功放输出命令后关闭功放输出；
所述功率检测，采用三线定向耦合器对功放输出的传输功率和反射功率送到检波管进行检波，然后滤波放大后传输至双通道功放模块控制电路处理器进行处理，如果传输功率小于或大于设定值，则双通道功放模块控制电路处理器输出上传相应的告警信号至记录板，双通道功放模块接收到记录板关闭功放输出命令后关闭功放输出；优选地，所述记录板通过1路CAN通信监听功放的开关信息，并可以通过上位机维护软件实现对双通道功放模块开关功放的操作；
所述记录板，通过记录板上通信接口接收车载主机各模块上传数据信息及状态信息，记录系统数据信息及对系统进行维护操作；所述记录信息包括记录和保存系统运行期间的通信状态及报文数据、各单板状态信息、设备自检信息及功放打开和关闭信息；所述设备维护操作，包括系统软件或数据升级、数据下载、运行状态指示及通过维护软件控制双通道功放模块功放输出开关；所述系统软件或数据升级、数据下载，通过记录板的以太网接口电路或USB接口电路实现车载数据下载及程序升级；
优选地，所述记录板通过以太网维护口可以对系统进行相关维护操作，系统工作期间，记录模块可以读取存储信息上传到PC机实时分析显示，实现对系统运行信息直观清晰的掌握；
优选地，所述记录板通过USB接口可以方便的进行数据下载操作，读取记录模块保存的系统运行信息，转存到PC机后进行分析显示；同时可以通过USB接口实现系统相关模块的程序升级，实现了系统运行维护的便利性。
本发明采用多通道冗余技术、信号控制技术、多点自动检测技术、信号安全传输技术等，实现对地面应答器信号能量激活并对接收应答器报文信号可靠解码、安全传输，保证设备在单个部件发生故障时导向安全侧，同时满足设备高可靠性、可用性、可维护性需求。
本发明车载主机处理模块采用二取二和双路备份设计，通过对解码输出数据二取二对比分析提高输出数据准确性、安全性，通过双路备份设计，提高设备可用性。
本发明采用模块化开放式结构设计，各模块采用单个或多个独立插板结构，易与相关设备接口，同时方便设备维护、维修。
本发明软件设计时，基于Linux操作系统实时记录和保存主机各种信息，采用多进程及多线程设计保证数据记录、板间通信及信息上传的协同操作，保证数据传输实时性。
本发明设计多层检测防护措施，当设备某个部件故障时自动进行检测判断，防止因设备本身故障引起输出错误信息传输到外部车载控制设备。
本发明设计多个不同维护接口，通过专用的维护工具和维护软件能够方便的查询、下载故障信息，便于设备维护。
本发明电源电路设计有延时断电电路电路，防止外部电源突然断电时造成设备系统文件损坏、数据写操作异常中断造成数据错误或引起设备损坏等问题。
需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来讲是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (9)

1.一种多通道应答器报文传输方法，其特征在于，它包括以下步骤：
①、车载主机双通道功放模块上电自检通过后产生27.095Mhz能量信号，然后通过车载天线发射出去；
所述车载主机双通道功放模块上电自检，设备上电后，双通道功放模块接收多通道处理模块传输的自检命令，双通道功放模块自检开启并供给车载天线自检电源电压，双通道功放模块天线自检电路开始发射4.2Mhz的自检报文；车载天线接收到4.2Mhz信号后通过线缆传输到车载主机，车载主机处理判断自检是否通过，自检通过关断自检电源电压且开启27.095Mhz能量信号输出，双通道功放模块开始正常工作；否则关断自检电源电压且通过车载主机处理模块上报外部车载控制设备；
所述双通道功放模块27.095Mhz能量信号产生，通过晶体振荡器产生27.095MHz电平信号，该电平信号经过LC低通滤波后，连接至第一级放大器进行放大缓冲，然后送入第二级推动放大器信号放大、第三级终极放大器进行信号放大，经放大后27.095Mhz信号经功率耦合器后送入发射通道带通滤波器，发射通道带通滤波器滤除振荡频率的谐波信号，同时阻止接收到的中心频率为4.2MHz的信号进入发射通道，经发射通道带通滤波器后27.095MHZ信号通过天线线缆传输至车载天线发射至地面应答器；
②、车载天线实时接收应答器传输报文信息，经双通道功放模块双通道滤波、多通道接收模块四通道解调后传输至多通道处理模块进行处理；
③、多通道处理模块将输入四路解调信号分为八路进行解码、处理后每块处理板对两路解码后的信号进行判决，判决通过后输出应答器报文信息并按照定义的通信协议传输至外部车载控制设备；同时双通道功放模块对功放输出进行检测，记录板对设备各模块状态信息进行检测并对检测信息、传输信息进行记录保存，在设备维护或维修时进行导出分析。
2.根据权利要求1所述的一种多通道应答器报文传输方法，其特征是：步骤②中，所述双通道功放模块包括双路的静电保护电路、无源低通滤波电路、有源低通滤波电路；所述双通道功放模块双通道滤波，工作过程为：经车载天线传输的应答器报文信号经静电保护电路防护冲击后传输至无源低通滤波电路，经无源低通滤波电路中的9阶LC低通滤波器对干扰信号进行滤波后传输至有源低通滤波电路，由有源低通滤波电路对设定带宽的27.095MHz信号进行抑制滤波传输至多通道接收模块；所述静电保护电路采用低电容双向静电防护二极管防护静电冲击；所述有源低通滤波电路采用二阶有源压控低通滤波电路；
所述多通道接收模块信号解调，工作时，由滤波电路接收功放模块输出两路4.2Mhz信号，经过FSK信号匹配、滤波、放大/衰减以及接口静电保护后传输至解调电路；解调电路对传输的FSK信号进行解调，将应答器报文信息还原为数字信号并传输至整形电路、信号判决电路；所述整形电路对解调信号进行滤波、放大、电压比较处理，整理为标准的数字信号后传输至接口转换电路；接口转换电路将TTL电平转换为总线电平信号后通过底板总线传输至多通道处理模块；同时，信号判决电路对输入信号进行采样，转换为电平信号送入多通道处理模块进行判决，判断应答器探测和FSK报文信号质量是否符合设定标准要求。
3.根据权利要求1所述的一种多通道应答器报文传输方法，其特征是：步骤③中，所述多通道处理模块，对多通道接收模块四路解调后应答器报文数据进行解码并做二取二，解码后的报文数据包经CRC75校验，找报头、报文滤波、TGM转化为UDF和对比数据处理无误后，按照定义的通讯协议和外部车载控制设备进行通讯并传输数据；
所述多通道处理模块，采用二取二的架构，由四块独立处理板组成，两个作为一对，每对处理板中一路故障，通过人工或自动切换到另外一对处理板；所述处理板，有两路输入通道，包括解码电路、CPU处理电路、对外接口电路、底板接口电路和电源电路；
所述处理板，每路输入信号经底板接口电路传输至解码电路进行解码，解码后的信号传输至CPU处理电路进行处理，同时CPU处理电路接收从多通道接收模块输入的应答器探测信号，CPU处理电路将接收到的信号进行重新打包、处理，经CPU处理后按规定的通讯协议通过对外接口电路传输至外部车载控制设备；
所述解码电路，采用两片高速处理芯片分别对两路输入报文电平信号进行解码，经解码后转换成报文包传输至CPU处理电路；
所述CPU处理电路，采用双CPU处理同时输出，多通道处理模块采用二取二的方式，并采用双路备份设计，两个CPU同时输出；所述CPU处理电路，当接收到多通道接收模块输入的应答器监测信号时，CPU处理电路对解码电路两路输出的报文包信息计算和比较，比较一致无误后按照规定的通讯格式发送到对外接口电路；若CPU对报文处理后的数据比较不一致，则舍弃；
所述对外接口电路，包括隔离电路和接口电路；所述隔离电路用于通信接口内外部控制线的隔离；所述接口电路用于通信接口格式转换；
所述底板接口电路用于将多通道接收模块传输的信号转成电平信号，并把电平信号输出到解码电路；同时，多通道处理模块通过底板接口电路、总线板与双通道功放模块、记录板进行通信连接；进一步地，所述底板接口电路包括数据传输转换、应答器检测输入、应答器CAN总线转换电路、RS485总线转换电路、电源输入，地址输入；
所述多通道处理模块，当接收到外部车载控制设备控制功放开关的命令时，由CPU处理电路通过总线板将控制命令信息传输至双通道功放模块，由双通道功放模块控制功放输出。
4.根据权利要求1所述的一种多通道应答器报文传输方法，其特征是：步骤③中，所述双通道功放模块对功放输出检测，包括功放输出电流检测、功放管温度检测、功率检测；所述功放输出电流检测，通过在电源线上串接精密固定电阻，由电流检测器采集精密固定电阻两端的电压差然后送入双通道功放模块控制电路处理器，由双通道功放模块控制电路处理器计算出功放电路的供电电流，当检测到功放供电电流超过设定限值时双通道功放模块控制电路处理器上传告警信息至记录板，双通道功放模块接收到记录板关闭功放输出命令后关闭功放输出；
所述功放管温度检测，通过在功放管附近设计加装的温度检测器采集功放管的发热温度并转换为电信号，然后传输至双通道功放模块控制电路处理器进行处理，当检测到功放管发热温度超过设定限值时控制电路处理器上传告警信息至记录板，双通道功放模块接收到记录板关闭功放输出命令后关闭功放输出；
所述功率检测，采用三线定向耦合器对功放输出的传输功率和反射功率送到检波管进行检波，然后滤波放大后传输至双通道功放模块控制电路处理器进行处理，如果传输功率小于或大于设定值，则双通道功放模块控制电路处理器输出上传相应的告警信号至记录板，双通道功放模块接收到记录板关闭功放输出命令后关闭功放输出；
所述记录板，通过记录板上通信接口接收车载主机各模块上传数据信息及状态信息，记录系统数据信息及对系统进行维护操作；所述记录信息包括记录和保存系统运行期间的通信状态及报文数据、各单板状态信息、系统自检信息及功放打开和关闭信息；所述系统维护操作，包括系统软件或数据升级、数据下载、运行状态指示及通过维护软件控制双通道功放模块功放输出开关；所述系统软件或数据升级、数据下载，通过记录板的以太网接口电路或USB接口电路实现车载数据下载及程序升级。
5.一种多通道应答器报文传输装置，包括车载主机、车载天线，其特征在于，所述车载主机包括双通道功放模块、多通道接收模块、多通道处理模块、记录板、电源板和总线板；所述车载主机与车载天线通过同轴电缆连接；所述车载主机的双通道功放模块、多通道接收模块、多通道处理模块、记录板和电源板通过总线板进行电连接；
所述车载主机，用于产生27.095Mhz能量信号经车载天线发送至地面应答器，同时将车载天线传输的地面应答器发送4.2Mhz应答器报文信号经处理后传输至外部车载控制设备；
所述车载天线，用于接收27.095Mhz能量信号并发射，接收地面应答器发送的4.2Mhz射频信号并转换为电信号传输至车载主机；
所述双通道功放模块用于产生27.095Mhz能量信号并输出至车载天线，同时将接收应答器报文信号经双通道滤波后传输至多通道接收模块；
所述多通道接收模块用于将双通道功放模块每个通道传输信号分别进行两路解调后输出四路解调信息并传输至多通道处理模块；
所述多通道处理模块用于将多通道接收模块传输四路解调信息经八通道解码、每块处理板对两路解码后的信号进行判决后传输至外部车载控制设备；
所述记录板，用于记录各模块自检信息、通信状态信息、报文信息、设备状态信息，同时接收维护软件的命令控制功放板开启或关断射频能量；
所述电源板用于将车载输入电源转换为车载主机各模块所需工作电源，同时对电源的输入电压、输出电压、电源板的环境温度进行采集并传输至记录板；所述电源板采取双路冗余备份方式设计，每路电源均可独立为整机供电；
所述总线板用于车载主机各模块之间数据通讯、电源供电通道接口转接。
6.根据权利要求5所述的一种多通道应答器报文传输装置，其特征是：所述双通道功放模块，由接口电路、检测与控制电路、电源电路、功率放大电路和双通道滤波电路组成；
所述接口电路分别为车载天线接口、多通道接收模块接口、总线板接口及板卡状态指示接口；所述车载天线接口，通过线缆与车载天线进行电连接；所述多通道接收模块接口，用于将接收滤波后的FSK信号传输至多通道接收模块；所述总线板接口，用于和其它板卡通信及电源输入；所述板卡状态指示接口，用于指示功放板的工作状态；
所述双通道功放模块检测与控制电路，包括电流检测电路、功放管温度检测电路、输出功率检测电路，用于实时监测功放链路的运行状态，同时将检测信息上送到记录板，检测信息异常时关闭功放输出；
所述功率放大电路，包括信号发生电路、一级放大电路、二级放大电路、三级放大电路、发射通道滤波电路，用于产生27.095MHz信号，并对产生的27.095MHz信号经多级放大后传输至发射通道带通滤波器，发射通道带通滤波电路滤除振荡频率的谐波信号并阻止接收到的中心频率为4.2MHz的信号进入发射通道，然后经天线线缆传输至车载天线；
所述双通道滤波电路，用于接收车载天线传输4.2Mhz信号，防护静电冲击、干扰信号滤波并对设定带宽的27.095MHz信号进行滤波后将27.095MHz信号传输至多通道接收模块。
7.根据权利要求5所述的一种多通道应答器报文传输装置，其特征是：所述多通道接收模块，采用冗余设计共有两路输入，每路输入各分为两路后分别进行信号解调和整形，然后将解调后的四路信号通过总线板传输至多通道处理模块；同时每路输入信号经滤波、解调后进行判决，用于进行应答器探测、物理串扰和阈值判决；
所述多通道接收模块，包括滤波电路、解调电路、整形电路、接口转换电路和信号判决电路；
所述滤波电路，包括静电保护电路、带通滤波电路；所述静电保护电路采用低电容双向静电防护二极管进行保护；所述滤波电路采用有源带通滤波电路；
所述整形电路，采用四路运放整形电路，分别对原始解调信号放大、杂波滤波、信号二次放大和电压比较输出，最终输出标准数字信号；
所述信号判决电路，根据解调电路输出信号电平大小或FSK报文信号质量进行判断是否有应答器被探测到；所述信号判决电路，通过双门限比较器，根据设定门限值，将输入两路信号分别进行比较，如果一路FSK报文信号不满足设定值则舍弃，同时改用另外一路FSK报文输入信号；
所述多通道接收模块与双通道功放模块之间通过同轴电缆连接。
8.根据权利要求5所述的一种多通道应答器报文传输装置，其特征是：所述多通道处理模块，采用二取二的架构，由四块独立处理板组成，两块处理板作为一对，每对处理板中一路故障，通过人工或自动切换到另外一对处理板；
所述处理板，有两路输入通道，包括解码电路、CPU处理电路、对外接口电路、底板接口电路和电源电路；
所述处理板，每路输入信号经底板接口电路传输至解码电路进行解码，解码后的信号传输至CPU处理电路进行处理，同时CPU处理电路接收从多通道接收模块输入的应答器探测信号，CPU处理电路将接收到的信号进行处理后按规定的通讯协议通过对外接口电路传输至外部车载控制设备；
所述解码电路，采用两片高速处理芯片分别对两路输入报文电平信号进行解码，经解码后信号传输至CPU处理电路；
所述CPU处理电路，采用双CPU处理同时输出，多通道处理模块采用二取二的方式，并采用双路备份设计，两个CPU同时输出；
所述对外接口电路，包括隔离电路和接口电路；所述隔离电路，用于通信接口内外部控制线的隔离；所述接口电路，用于通信接口格式转换。
9.根据权利要求5所述的一种多通道应答器报文传输装置，其特征是：所述记录板，包括底板接口电路、存储电路、CPU处理电路、外部接口电路、电源电路；所述记录板，通过底板接口电路经总线板分别与双通道功放模块、多通道接收模块、多通道处理模块进行通信连接；
所述底板接口电路，用于记录板电源接口输入、与车载主机其它模块通信接口及接口转换；所述底板接口电路，包括CAN总线转换电路，RS-485总线转换电路，电源输入；
所述存储电路，记录车载主机各模块的状态信息和数据信息；
所述CPU处理电路，用于实现与车载主机各模块通信、记录信息处理及记录数据的读写操作；
所述外部接口电路，包括以太网接口电路和USB接口电路；所述以太网接口电路，设置有网络变压器、防护器件对传输信号进行隔离、静电防护处理，用于和外部上位机进行信息交互；所述USB接口电路，用于数据下载操作，读取记录板保存的系统运行信息，同时可以通过该USB接口电路实现系统相关模块的程序升级；
所述电源电路，设计有延时断电电路可以在设备断电后为单板提供短时间的后备电源，保证记录模块工作状态及记录信息的完整性。
CN201810952649.1A 2018-08-21 2018-08-21 一种多通道应答器报文传输装置及方法 Active CN110880944B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810952649.1A CN110880944B (zh) 2018-08-21 2018-08-21 一种多通道应答器报文传输装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810952649.1A CN110880944B (zh) 2018-08-21 2018-08-21 一种多通道应答器报文传输装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110880944A CN110880944A (zh) 2020-03-13
CN110880944B true CN110880944B (zh) 2024-05-10

Family

ID=69726902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810952649.1A Active CN110880944B (zh) 2018-08-21 2018-08-21 一种多通道应答器报文传输装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110880944B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111711457A (zh) * 2020-05-28 2020-09-25 电子科技大学 一种通过多通道并行分段解调方式提高解调宽带的方法
CN112671429A (zh) * 2021-01-12 2021-04-16 山西润泽丰科技股份有限公司 一种应答器传输系统
CN112737612B (zh) * 2021-04-01 2021-06-22 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 一种车载射频接收板
CN113055106B (zh) * 2021-05-27 2021-08-24 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 应答器报文传输通道评估方法和系统、程序、存储介质
CN114257317B (zh) * 2021-12-08 2024-05-31 北京铁路信号有限公司 一种测试设备及测试方法
CN114383607B (zh) * 2021-12-15 2024-05-07 中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所 一种利用imu测试btm动态性能的方法
CN114640552B (zh) * 2022-03-25 2024-02-02 北京交大思诺科技股份有限公司 双模式lkj人机交互单元
CN115549723B (zh) * 2022-10-12 2024-09-20 沈阳铁路信号有限责任公司 一种报文可控型无源应答器及报文发送方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201323574Y (zh) * 2008-12-31 2009-10-07 中国铁道科学研究院通信信号研究所 应答器
CN102111374A (zh) * 2010-12-22 2011-06-29 北京邮电大学 基于差分双相码的d8psk/ask正交光标记交换的方法与系统
WO2012155835A1 (zh) * 2011-05-16 2012-11-22 铁道部运输局 Ctcs-3级列车运行控制系统
CN107919923A (zh) * 2016-10-10 2018-04-17 河南蓝信科技股份有限公司 一种高速铁路应答器变化规律检测系统及其方法
CN108075838A (zh) * 2017-12-07 2018-05-25 北京交大思诺科技股份有限公司 一种便携式btm检测仪和检测方法
CN208508933U (zh) * 2018-08-21 2019-02-15 河南蓝信科技有限责任公司 一种多通道应答器报文传输装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201323574Y (zh) * 2008-12-31 2009-10-07 中国铁道科学研究院通信信号研究所 应答器
CN102111374A (zh) * 2010-12-22 2011-06-29 北京邮电大学 基于差分双相码的d8psk/ask正交光标记交换的方法与系统
WO2012155835A1 (zh) * 2011-05-16 2012-11-22 铁道部运输局 Ctcs-3级列车运行控制系统
CN107919923A (zh) * 2016-10-10 2018-04-17 河南蓝信科技股份有限公司 一种高速铁路应答器变化规律检测系统及其方法
CN108075838A (zh) * 2017-12-07 2018-05-25 北京交大思诺科技股份有限公司 一种便携式btm检测仪和检测方法
CN208508933U (zh) * 2018-08-21 2019-02-15 河南蓝信科技有限责任公司 一种多通道应答器报文传输装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110880944A (zh) 2020-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110880944B (zh) 一种多通道应答器报文传输装置及方法
CN208508933U (zh) 一种多通道应答器报文传输装置
CN109677421B (zh) 一种基于二乘二取二架构的站台门控制装置
CN101439724B (zh) 地面电子设备
CN106444553B (zh) 一种基于二乘二取二架构的零散采集驱动系统
CN112671429A (zh) 一种应答器传输系统
CN103786753B (zh) 一种高速铁路地震车载紧急处置装置
CN102687419B (zh) 用于在轨道车辆系统中中继通信消息的设备和方法
CN102632908B (zh) 轨道电路读取器
KR100669225B1 (ko) 에이에프 궤도회로장치
CN102740449B (zh) 利用gsm-r网络的ctcs-3级列控系统车载无线传输系统
CN113645659B (zh) 一种应答器传输系统
KR102105321B1 (ko) 발리스 통합 감시 시스템 및 이를 이용한 감시 방법
CN209535113U (zh) 城轨列车车载信号系统实时监测平台
CN114710213B (zh) 基于上行链路信息采样处理的btm运维系统
KR200391711Y1 (ko) 에이에프 궤도회로장치
CN102983919B (zh) 一种应答器传输模块的检测方法及装置
CN100450247C (zh) 一种cdma基站中射频前端模块在线监测的装置和方法
CN215221836U (zh) 一种应用于金矿企业的配电监控系统
CN206781785U (zh) 微机半自动闭塞设备
CN216332073U (zh) 一种轨道电路解码器
CN114968965A (zh) 用于直流输电换流阀阀控设备的录波信息处理系统和方法
CN209972463U (zh) 一种安全型轨道信号发送器
CN203216990U (zh) 轨道移频信号检测装置
CN110784847A (zh) 一种道口预警设备及其接收预警信息解码方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant