CN112441088A - 一种基于lora报文的城轨列车定位系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于LORA报文的城轨列车定位系统及其方法。所述基于LORA报文的城轨列车定位系统包括控制中心、LORA信息标签模块、显示模块、供电模块、报警模块、监测模块和测速模块，所述控制中心包括计算机和存储单元，且计算机和存储单元均安装于控制中心中，所述计算机控制LORA信息标签模块、显示模块、供电模块、报警模块和监测模块的运行，且存储单元存储计算机中的各种城轨列车信息，所述LORA信息标签模块包括LORA信号发射器和LORA信号接收器，所述LORA信息标签模块记录城轨列车的基本信息，所述LORA信号发射器安装于城轨列车上。本发明提供的基于LORA报文的城轨列车定位系统及其方法具有减少了无线射频设备的安装，节约了成本，降低了功耗的优点。

Description

一种基于LORA报文的城轨列车定位系统及其方法
技术领域
本发明涉及城轨列车定位系统领域，尤其涉及一种基于LORA报文的城轨列车定位系统及其方法。
背景技术
城市轨道交通系统是指在城市中使用车辆在固定导轨上运行并主要用于城市客运的交通系统，在城市轨道交通中，列车的运行主要依靠信号系统，它是保证线路运输安全、提高运输效率和改善劳动条件的重要系统，能实现列车安全间隔控制、精确定位和定点停车等功能。
先常用的是RFID技术对城轨列车进行定位，射频识别，RFID技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，俗称电子标签。可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。
采用RFID技术实现的城轨列车定位系统中无线方式传播距离较近，需要安装的无线射频设备较多，其功耗也较大，导致成本较大。
因此，有必要提供一种新的基于LORA报文的城轨列车定位系统及其方法解决上述技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种减少了城轨列车定位系统中无线射频设备的安装，节约了成本，降低了功耗的基于LORA报文的城轨列车定位系统及其方法。
本发明提供的基于LORA报文的城轨列车定位系统包括：控制中心、LORA信息标签模块、显示模块、供电模块、报警模块、监测模块和测速模块，所述控制中心包括计算机和存储单元，且计算机和存储单元均安装于控制中心中，所述计算机控制LORA信息标签模块、显示模块、供电模块、报警模块和监测模块的运行，且存储单元存储计算机中的各种城轨列车信息，所述LORA信息标签模块包括LORA信号发射器和LORA信号接收器，所述LORA信息标签模块记录城轨列车的基本信息，所述LORA信号发射器安装于城轨列车上，且LORA信号接收器安装于城轨列车经过的各个站台上，所述显示模块包括报文显示器和信息存储卡，所述报文显示器安装于控制中心中，且信息存储卡存储报文显示器中的各种信息，所述供电模块用于各个模块中用电设备的供电，所述报警模块用于城轨列车偏离既定路线的报警，所述监测模块用于对城轨列车内部和外部的实时监测，所述测速模块用于城轨列车的运行速度检测。
优选的，所述报警模块包括报警器、信号发射器、信号接收器，所述报警器和信号发射器均安装于城轨列车上，所述信号接收器安装于城轨列车经过的各个站台上。
优选的，所述监测模块包括监测摄像头和信息存储卡，所述监测摄像头安装于城轨列车上，且信息存储卡安装于城轨列车上并与监测摄像头电性连接。
优选的，所述测速模块包括高速激光测速摄像机和照明设备，所述高速激光测速摄像机安装于城轨列车经过的路线和站台上，所述照明设备安装于站台中。
优选的，所述供电模块包括外接电源、蓄电池和光伏板，所述外接电源、蓄电池和光伏板与各个模块中的用电设备电性连接。
优选的，每个城轨列车上安装的所述监测摄像头数量为三个，且三个监测摄像头分别安装于城轨列车前端和后端以及其内部。
优选的，所述报警模块中的信号发射器和信号接收器分别为LORA信号发射器和LORA信号接收器。
优选的，所述照明设备包括用于站台照明的照明灯和显示站台城轨列车信息的电子站牌。
基于LORA报文的城轨列车定位系统的定位方法，包括：
a、先将城轨列车的基本信息存储于LORA信息标签模块中，LORA信号发射器安装于城轨列车上，LORA信号接收器安装于城轨列车经过的各个站台上；
b、通过控制中心中的计算机控制城轨列车的行驶路线和行驶速度，城轨列车在行驶过程中，城轨列车上的LORA信号发射器发射信号，LORA信号接收器对覆盖范围内LORA信号发射器发出的信号进行接收，对城轨列车进行实时定位，通过报文显示器显示各个城规列车的行驶信息，并通过信息存储卡对报文显示器上的信息进行单独存储，其中控制中心中的存储单元对各个模块的信息进行集中存储；
c、在城轨列车行驶偏离既定路线和信号接收覆盖范围外时，通过报警模块将信息反馈至控制中心和城轨列车本身，发出警报；
d、通过测速模块对城轨列车的行驶速度进行实时监测，并将信息实时反馈至控制中心；
e、通过监测模块对城轨列车内部和外部的实时监测，并将城轨列车行驶过程中其内外部摄像传输至控制中心中，以便控制中心人员对城轨列车行驶过程中发生的紧急情况及时作出应急处理；
f、通过供电模块对各个模块中用电设备进行供电。
与相关技术相比较，本发明提供的基于LORA报文的城轨列车定位系统及其方法具有如下有益效果：
1、本发明提供一种基于LORA报文的城轨列车定位系统及方法，相比于传统的RFID(无线射频识别)，功耗明显更小、距离更加广泛，减少了城轨列车定位系统中无线射频设备的安装，节约了成本，降低了功耗；
2、通过设置报警模块，在城轨列车行驶偏离既定路线和信号接收器所覆盖的范围内不能接收到城轨列车上的信号发射器发出的信号时，通过报警模块中的报警器将信息反馈至控制中心和城轨列车本身，发出警报；
3、通过设置监测模块，通过监测模块中的监测摄像头对城轨列车内部和外部的实时监测，并将城轨列车行驶过程中其内外部摄像传输至控制中心中，以便控制中心人员对城轨列车行驶过程中发生的紧急情况及时作出应急处理，其中信息存储卡对监测摄像头拍摄的信息进行存储，在控制中心中存储的信息丢失时仍可使用信息存储卡中的信息进行查看；
4、通过设置测速模块，通过安装于城轨列车经过的路线和站台上的高速激光测速摄像机对城轨列车的行驶速度进行实时监测，并将信息实时反馈至控制中心，通过照明设备对城轨列车经过的路线和站台进行照明；
5、通过设置供电模块，通过外接电源、蓄电池和光伏板与各个模块中的用电设备进行供电，其中安装于城轨列车上的用电设备使用蓄电池和城轨列车本身的供电系统进行供电，其他供电设备通过外接电源、蓄电池和光伏板进行供电，主要通过光伏板对用电设备进行供电，节能降耗。
附图说明
图1为本发明提供的基于LORA报文的城轨列车定位系统的一种较佳实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请结合参阅图1，其中，图1为本发明提供的基于LORA报文的城轨列车定位系统的一种较佳实施例的结构示意图。基于LORA报文的城轨列车定位系统包括：控制中心、LORA信息标签模块、显示模块、供电模块、报警模块、监测模块和测速模块。
在具体实施过程中，如图1示，控制中心、LORA信息标签模块、显示模块、供电模块、报警模块、监测模块和测速模块，控制中心包括计算机和存储单元，且计算机和存储单元均安装于控制中心中，计算机控制LORA信息标签模块、显示模块、供电模块、报警模块和监测模块的运行，且存储单元存储计算机中的各种城轨列车信息，LORA信息标签模块包括LORA信号发射器和LORA信号接收器，LORA信息标签模块记录城轨列车的基本信息，LORA信号发射器安装于城轨列车上，且LORA信号接收器安装于城轨列车经过的各个站台上，显示模块包括报文显示器和信息存储卡，报文显示器安装于控制中心中，且信息存储卡存储报文显示器中的各种信息，供电模块用于各个模块中用电设备的供电，报警模块用于城轨列车偏离既定路线的报警，监测模块用于对城轨列车内部和外部的实时监测，测速模块用于城轨列车的运行速度检测。
参考图1示，报警模块包括报警器、信号发射器、信号接收器，报警器和信号发射器均安装于城轨列车上，信号接收器安装于城轨列车经过的各个站台上；
需要说明的是：在城轨列车行驶偏离既定路线和信号接收器所覆盖的范围内不能接收到城轨列车上的信号发射器发出的信号时，通过报警模块中的报警器将信息反馈至控制中心和城轨列车本身，发出警报。
参考图1示，监测模块包括监测摄像头和信息存储卡，监测摄像头安装于城轨列车上，且信息存储卡安装于城轨列车上并与监测摄像头电性连接；
需要说明的是：通过监测模块中的监测摄像头对城轨列车内部和外部的实时监测，并将城轨列车行驶过程中其内外部摄像传输至控制中心中，以便控制中心人员对城轨列车行驶过程中发生的紧急情况及时作出应急处理，其中信息存储卡对监测摄像头拍摄的信息进行存储，在控制中心中存储的信息丢失时仍可使用信息存储卡中的信息进行查看。
参考图1示，测速模块包括高速激光测速摄像机和照明设备，高速激光测速摄像机安装于城轨列车经过的路线和站台上，照明设备安装于站台中；
需要说明的是：通过安装于城轨列车经过的路线和站台上的高速激光测速摄像机对城轨列车的行驶速度进行实时监测，并将信息实时反馈至控制中心，通过照明设备对城轨列车经过的路线和站台进行照明。
参考图1示，供电模块包括外接电源、蓄电池和光伏板，外接电源、蓄电池和光伏板与各个模块中的用电设备电性连接；
需要说明的是：通过外接电源、蓄电池和光伏板与各个模块中的用电设备进行供电，其中安装于城轨列车上的用电设备使用蓄电池和城轨列车本身的供电系统进行供电，其他供电设备通过外接电源、蓄电池和光伏板进行供电，主要通过光伏板对用电设备进行供电，节能降耗。
其中，每个城轨列车上安装的监测摄像头数量为三个，且三个监测摄像头分别安装于城轨列车前端和后端以及其内部；
需要说明的是：通过三个分别安装在城轨列车前端和后端以及其内部的监测摄像头对城轨列车内部和外部进行实时监测，以提醒驾驶员保持车距，防止出现追尾事件，同时对车内情况进行观察，防止出现车门开启关闭而发生夹伤上下车人员，提高了城轨车辆的安全性，同时在发生追尾事件时，提供充足证据来追究造成事故的人员。
其中，报警模块中的信号发射器和信号接收器分别为LORA信号发射器和LORA信号接收器；
需要说明的是：即报警模块和LORA信息标签模块共用一组LORA信号发射器和LORA信号接收器，减少信号接收器和信号发射器的数量，节约成本。
其中，照明设备包括用于站台照明的照明灯和显示站台城轨列车信息的电子站牌；
需要说明的是：通过供电模块对照明灯和电子站牌进行供电，照明灯在夜晚和光线较暗时使用，电子站牌一直使用，对需要乘坐城轨列车的人员提供城轨列车行驶信息，便于需要乘坐城轨列车的人员乘坐适合的城轨列车。
一种基于LORA报文的城轨列车定位系统的定位方法，包括：
a、先将城轨列车的基本信息存储于LORA信息标签模块中，LORA信号发射器安装于城轨列车上，LORA信号接收器安装于城轨列车经过的各个站台上；
b、通过控制中心中的计算机控制城轨列车的行驶路线和行驶速度，城轨列车在行驶过程中，城轨列车上的LORA信号发射器发射信号，LORA信号接收器对覆盖范围内LORA信号发射器发出的信号进行接收，对城轨列车进行实时定位，通过报文显示器显示各个城规列车的行驶信息，并通过信息存储卡对报文显示器上的信息进行单独存储，其中控制中心中的存储单元对各个模块的信息进行集中存储；
c、在城轨列车行驶偏离既定路线和信号接收覆盖范围外时，通过报警模块将信息反馈至控制中心和城轨列车本身，发出警报；
d、通过测速模块对城轨列车的行驶速度进行实时监测，并将信息实时反馈至控制中心；
e、通过监测模块对城轨列车内部和外部的实时监测，并将城轨列车行驶过程中其内外部摄像传输至控制中心中，以便控制中心人员对城轨列车行驶过程中发生的紧急情况及时作出应急处理；
f、通过供电模块对各个模块中用电设备进行供电。
本城轨列车定位系统采用LORA报文技术(LoRa的名字就是远距离无线电，它最大特点就是在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一，它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍)，相比于传统的RFID(无线射频识别)，功耗明显更小、距离更加广泛，减少了城轨列车定位系统中无线射频设备的安装，节约了成本，降低了功耗。
本发明提供的基于LORA报文的城轨列车定位系统的工作原理如下：
先将城轨列车的基本信息存储于LORA信息标签模块中，LORA信号发射器安装于城轨列车上，LORA信号接收器安装于城轨列车经过的各个站台上。通过控制中心中的计算机控制城轨列车的行驶路线和行驶速度，城轨列车在行驶过程中，城轨列车上的LORA信号发射器发射信号，LORA信号接收器对覆盖范围内LORA信号发射器发出的信号进行接收，对城轨列车进行实时定位，通过报文显示器显示各个城规列车的行驶信息，并通过信息存储卡对报文显示器上的信息进行单独存储，其中控制中心中的存储单元对各个模块的信息进行集中存储，在城轨列车行驶偏离既定路线和信号接收器所覆盖的范围内不能接收到城轨列车上的信号发射器发出的信号时，通过报警模块中的报警器将信息反馈至控制中心和城轨列车本身，发出警报，通过安装于城轨列车经过的路线和站台上的高速激光测速摄像机对城轨列车的行驶速度进行实时监测，并将信息实时反馈至控制中心，通过照明设备对城轨列车经过的路线和站台进行照明，通过监测模块中的监测摄像头对城轨列车内部和外部的实时监测，并将城轨列车行驶过程中其内外部摄像传输至控制中心中，以便控制中心人员对城轨列车行驶过程中发生的紧急情况及时作出应急处理，其中信息存储卡对监测摄像头拍摄的信息进行存储，在控制中心中存储的信息丢失时仍可使用信息存储卡中的信息进行查看，通过外接电源、蓄电池和光伏板与各个模块中的用电设备进行供电，其中安装于城轨列车上的用电设备使用蓄电池和城轨列车本身的供电系统进行供电，其他供电设备通过外接电源、蓄电池和光伏板进行供电，主要通过光伏板对用电设备进行供电，节能降耗。
与相关技术相比较，本发明提供的基于LORA报文的城轨列车定位系统具有如下有益效果：
本发明提供一种基于LORA报文的城轨列车定位系统及方法，相比于传统的RFID(无线射频识别)，功耗明显更小、距离更加广泛，减少了城轨列车定位系统中无线射频设备的安装，节约了成本，降低了功耗；通过设置报警模块，在城轨列车行驶偏离既定路线和信号接收器所覆盖的范围内不能接收到城轨列车上的信号发射器发出的信号时，通过报警模块中的报警器将信息反馈至控制中心和城轨列车本身，发出警报；通过设置监测模块，通过监测模块中的监测摄像头对城轨列车内部和外部的实时监测，并将城轨列车行驶过程中其内外部摄像传输至控制中心中，以便控制中心人员对城轨列车行驶过程中发生的紧急情况及时作出应急处理，其中信息存储卡对监测摄像头拍摄的信息进行存储，在控制中心中存储的信息丢失时仍可使用信息存储卡中的信息进行查看；通过设置测速模块，通过安装于城轨列车经过的路线和站台上的高速激光测速摄像机对城轨列车的行驶速度进行实时监测，并将信息实时反馈至控制中心，通过照明设备对城轨列车经过的路线和站台进行照明；通过设置供电模块，通过外接电源、蓄电池和光伏板与各个模块中的用电设备进行供电，其中安装于城轨列车上的用电设备使用蓄电池和城轨列车本身的供电系统进行供电，其他供电设备通过外接电源、蓄电池和光伏板进行供电，主要通过光伏板对用电设备进行供电，节能降耗。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于LORA报文的城轨列车定位系统，其特征在于，包括：
控制中心、LORA信息标签模块、显示模块、供电模块、报警模块、监测模块和测速模块，所述控制中心包括计算机和存储单元，且计算机和存储单元均安装于控制中心中，所述计算机控制LORA信息标签模块、显示模块、供电模块、报警模块和监测模块的运行，且存储单元存储计算机中的各种城轨列车信息，所述LORA信息标签模块包括LORA信号发射器和LORA信号接收器，所述LORA信息标签模块记录城轨列车的基本信息，所述LORA信号发射器安装于城轨列车上，且LORA信号接收器安装于城轨列车经过的各个站台上，所述显示模块包括报文显示器和信息存储卡，所述报文显示器安装于控制中心中，且信息存储卡存储报文显示器中的各种信息，所述供电模块用于各个模块中用电设备的供电，所述报警模块用于城轨列车偏离既定路线的报警，所述监测模块用于对城轨列车内部和外部的实时监测，所述测速模块用于城轨列车的运行速度检测。
2.根据权利要求1所述的基于LORA报文的城轨列车定位系统，其特征在于，所述报警模块包括报警器、信号发射器、信号接收器，所述报警器和信号发射器均安装于城轨列车上，所述信号接收器安装于城轨列车经过的各个站台上。
3.根据权利要求1所述的基于LORA报文的城轨列车定位系统，其特征在于，所述监测模块包括监测摄像头和信息存储卡，所述监测摄像头安装于城轨列车上，且信息存储卡安装于城轨列车上并与监测摄像头电性连接。
4.根据权利要求1所述的基于LORA报文的城轨列车定位系统，其特征在于，所述测速模块包括高速激光测速摄像机和照明设备，所述高速激光测速摄像机安装于城轨列车经过的路线和站台上，所述照明设备安装于站台中。
5.根据权利要求1所述的基于LORA报文的城轨列车定位系统，其特征在于，所述供电模块包括外接电源、蓄电池和光伏板，所述外接电源、蓄电池和光伏板与各个模块中的用电设备电性连接。
6.根据权利要求3所述的基于LORA报文的城轨列车定位系统，其特征在于，每个城轨列车上安装的所述监测摄像头数量为三个，且三个监测摄像头分别安装于城轨列车前端和后端以及其内部。
7.根据权利要求2所述的基于LORA报文的城轨列车定位系统，其特征在于，所述报警模块中的信号发射器和信号接收器分别为LORA信号发射器和LORA信号接收器。
8.根据权利要求1所述的基于LORA报文的城轨列车定位系统，其特征在于，所述照明设备包括用于站台照明的照明灯和显示站台城轨列车信息的电子站牌。
9.根据权利要求1至8任一所述的基于LORA报文的城轨列车定位系统的定位方法，其特征在于，包括：
a、先将城轨列车的基本信息存储于LORA信息标签模块中，LORA信号发射器安装于城轨列车上，LORA信号接收器安装于城轨列车经过的各个站台上；
b、通过控制中心中的计算机控制城轨列车的行驶路线和行驶速度，城轨列车在行驶过程中，城轨列车上的LORA信号发射器发射信号，LORA信号接收器对覆盖范围内LORA信号发射器发出的信号进行接收，对城轨列车进行实时定位，通过报文显示器显示各个城规列车的行驶信息，并通过信息存储卡对报文显示器上的信息进行单独存储，其中控制中心中的存储单元对各个模块的信息进行集中存储；
c、在城轨列车行驶偏离既定路线和信号接收覆盖范围外时，通过报警模块将信息反馈至控制中心和城轨列车本身，发出警报；
d、通过测速模块对城轨列车的行驶速度进行实时监测，并将信息实时反馈至控制中心；
e、通过监测模块对城轨列车内部和外部的实时监测，并将城轨列车行驶过程中其内外部摄像传输至控制中心中，以便控制中心人员对城轨列车行驶过程中发生的紧急情况及时作出应急处理；
f、通过供电模块对各个模块中用电设备进行供电。
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