CN1555135A

CN1555135A - 列车接近预警预告系统的便携式接收机

Info

Publication number: CN1555135A
Application number: CNA2003101160438A
Authority: CN
Inventors: 翟周; 周翟; 郭兵; 邹蕻
Original assignee: GUANGCHENG ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd CHENGDU
Current assignee: GUANGCHENG ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd CHENGDU
Priority date: 2003-12-29
Filing date: 2003-12-29
Publication date: 2004-12-15

Abstract

本发明公开了一种列车接近预警预告系统的便携式接收机，包括：天线：用于接收载有行车数据的射频信号和发射载有告警码的射频信号；超外差接收电路，连接天线，用于将接收的无线电信号解调出数字码；解码器，连接所述超外差电路，用于将数字码进行解码，还原成发送前的行车数据信号；微处理器，连接解码器，用于控制接收数字信号，经校验后，显示接收的数字信号，发出告警信号，并且接收操作者指令控制发送告警码；发射单元，连接微处理器和天线，用于接收微处理器的指令，并将告警码进行调制，通过天线发送出去。在车载机和便携式接收机间建立了双向数字通信体制，提高了安全防范功能，并且本发明体积小、功耗低，方便携带。

Description

列车接近预警预告系统的便携式接收机

技术领域

本发明涉及无线通信技术与应用电子技术相结合的电子通信产品，尤其涉及一种用于列车接近预警预告的便携式接收机。

背景技术

在铁路系统中，铁路线上工作人员维修和养护铁路设施时，列车必须正常运行，这就形成了铁路设施维护与列车行车的矛盾和冲突。若安全保障不力，有可能会发生车毁与人员伤亡的恶性安全事故。而以往现场作业和时间安排，主要依靠火车运行图，但当出现随机紧急情况时，火车运行图必做临时变动，这时铁路线上的工作人员的生命安全将受到威胁。还有，当铁路工作人员在工作时突然发现路轨出现危及安全的严重状况，需要及时通知正向此行驶的列车上的司机，以避免事故发生。所以，在目前的铁路系统中缺少用于铁路维护人员和运行列车上的司机之间相互通信的装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于列车接近预警预告系统中的便携式接收机，以便接收机和运行列车上的车载机之间建立双向数据通信。

为解决上述问题，本发明提供了一种列车接近预警预告系统的便携式接收机，包括：天线：用于接收载有行车数据的射频信号和发射载有告警码的射频信号；超外差接收电路，连接天线，用于将接收的无线电信号解调出数字码；解码器，连接所述超外差接收电路，用于将数字码进行解码，还原成发送前的行车数据信号；微处理器，连接解码器，用于接收数字信号，并校验是否是车载机发送的行车数据，如果是显示接收的数据信号，并发出告警信号，否则丢弃该数据，并且接收操作者指令控制发送告警码；发射单元，连接微处理器和天线，用于接收微处理器的指令，并将告警码进行调制放大，通过天线发送出去。

相应地，本发明中所述超外差接收电路包括串联连接的第一带通滤波器、射频放大器、第一混频器、第二带通滤波器、第一中频放大器、第二混频器、第三带通滤波器、第二中频放大器、鉴频器。

所述解码器是POSCAG码的解码器。

本发明还包括显示单元，连接微处理器，用于显示接收到的行车数据。

本发明还包括电压转换电路，包括串联连接的交流振荡电路，用于对交流输出电压进行负压整流的整流器和滤波器，其中交流振荡电路的输入端连接直流电压。

本发明还包括存储器，连接所述微处理器，用于微处理器接收到数字信号后取出车载机发送的数据地址码和存储在所述存储器的地址码比较，判断是否为本机信号。

本发明中所述发射单元包括频率合成器，所述微处理器连接所述频率合成器，并控制所述频率合成器产生一工作频率。所述工作频率在450MHZ～470MHZ范围之内。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明的便携式接收机不仅能在列车行车中的一定距离内接收车载机间断发出的行车信息，并发出声音报警，使得携带该接收机的铁路维护人员能及时下道避车，而且铁路维护人员发现铁轨沿线存在重大安全问题时，能尽快通知至车载机，使列车上的司机及时采取措施，尽可能地避免发生交通安全事故。

(2)为了方便铁路维护人员携带，本发明的便携式接收机采用电压转换电路和内置天线等，尽量减小体积减轻重量，方便铁路维护人员携带。

(3)信息处理全部实现数字化，且在编码中采用了校验、纠错等措施，增强了抗干扰能力，减少了误码和漏码率。

(4)本发明采用铁路专用工作频段(450MHZ～470MHZ)进行发射接收，在保证不影响列调通话和列尾正常工作前提下，提高了频谱利用率。

附图说明

图1是车载机的结构示意图。

图2为本发明便携机的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1，为车载机的结构示意图。该车载机包括行车数据采集箱11，和若干传感器连接，用于采集列车的行车数据，如车速、里程标等；数据转换平台12，连接数据采集箱，按照铁路技规，任何其它设备在行车数据采集箱11采集数据必须进行严格的隔离，所以数据转换平台12的作用是隔离行车数据采集箱11和其它设备，数据转换平台12包括微处理器和用于存储行车数据的存储单元，微处理器用于控制数据转换平台12的工作；编码单元13，连接数据转换平台12，将行车数据进行POCSAG编码；收发单元14，连接编码单元13，它是一完整的收发电台，将编码好的数据进行调制、功率放大并接收地面终端设备告警数据的射频信号进行解调；告警器18，连接收发单元，将解调后的数字信号(告警信息)经过解码器进行解码，然后激活语音片，扬声器发出告警语音；以及天线16，用于无线射频信号的收发。

当列车运行时，在微处理器的控制下，采集列车的行车数据(如车速、里程标等)经编码器13编码的POCSAG码通过串行通信模块送到收发单元14进行发射调制，并采用频移键控(FSK)的调制方式。本发明的工作频段在450～470MHZ范围内，采用该工作频段，少受天气环境影响，并且可利用铁路沿线已有的泄漏电缆，使山区隧洞均可使用。将编码单元13输出的POSCAG码调制到工作频率上，已调好的载波信号经驱动放大，再经末级功放，最后由天线16发送出去。

车载机以时分复用方式实时、自动接收便携式接收机发出的告警信息。也就是说，车载机的天线在发射行车数据的间隙时间接收载有告警码的射频信号，经收发单元14中的接收机解调、解码还原发送前的告警码，该告警码校验后启动语音片经放大送到扬声器发出语音告警。

车载机装在机车上，只要列车行驶速度到达一定值(如25km/h)时，在微处理器的控制下，通过天线周期性地向铁路沿线发射载有行车数据信息的射频信号，地面的接收设备、如便携式接收机在信号场强复盖范围内(0.5-3km)接收信号，经解调、解码、存储、显示行车数据并发出相应的列车接近报警信号，告知铁路上工作人员下道避让列车。当便携式接收机所在地出现危险情况时，立即向车载机反向发送紧急告警信号，语音提示司机采取紧急措施，尽力避免安全事故。

请参阅图2，图2为本发明的便携式接收机的结构示意图。便携式接收机包括信号接收模块2、信号处理模块3和信号发射模块4。其中，

信号接收模块2包括天线1，用于接收载有行车数据的射频信号和发射载有告警数据的射频信号，本发明还设置一个射频开关，用于控制天线接收射频信号还是发射射频信号。一般上，发射载有告警数据的射频信号都安排在接收载有行车数据的射频信号的空隙。为了方便携带，本发明采用内置天线。其中，加感等效天线用微带电路结构，其中双环型金属天线的体积较小，感应电压信号较强，本发明的实施例中可采用该加感等效天线，体积小且性能好。

超外差接收电路，超外差接收电路可大大提高邻道选择性，抑制互调干扰，抑制杂波和镜象干扰，简而言之，便携式接收机具有较好的性能、功能指标。该超外差接收电路包括和天线连接的第一带通滤波器21、和第一带通滤波器21连接的射频放大器22、和射频放大器22连接的第一混频器23、和第一混频器23连接的第二带通滤波器24、和第二带通滤波器24连接的第一中频放大器25、和第一中频放大器25连接的第二混频器26、和第二混频器26连接的第三带通滤波器27、和第三带通滤波器27连接的第二中频放大器28以及和第二中频放大器28连接的鉴频器29。

天线1接收到的射频信号经过第一带通滤波器21的滤波，经射频放大器的放大处理，进入第一混频器23和第一本振23b产生的第一本振频率，进行混频处理经第二带通滤波器滤波，产生第一中频，第一中频信号经放大后进入第二混频器26，与第二本振26b产生的第二本振频率进行混频，产生第二中频，第二中频经过第三带滤波器27的滤波、第二中频放大器28的放大、鉴频器29完成FSK信号解调，输出POCSAG码。采用上述方式对射频信号进行处理，提高了便携式接收机的抗干扰能力，能把便携式接收机的总增益分配至不同频率的放大器上，并且放大器采用自动增益控制，提高了接收机稳定性和灵敏度。

信号处理模块包括解码器31、微处理器32、显示单元33、报警器34、存储器35。其中，

解码器31，其输入端连接接收单元2的鉴频器29，用于对接收到的POSCAG码解码成编码前的行车数据，并把它发送至微处理器32；

微处理器32，分别连接解码器31、显示单元33、报警器34和存储器35，微处理器32将接收到数据中取出相应的数据帧地址码，并和存储在存储器35中的地址码进行比较，如果相同，继续接收下面的数据信息，并且发出控制信号至报警器34，将收到的数据传送至存储器35存储和驱动显示单元33显示接收到的数据信息，否则丢弃该信息。车载机的一端，在编码器13进行编码时，将行车数据和地址码按照一定的编码格式编码成POCSAG码，该POCSAG码含有前置码、地址码、同步码和含有行车信息的数据码，并把编好的POCSAG码通过发射单元发射出来。在便携式接收机这一端，经过解码器31解码后发送至微处理器，微处理器从POCSAG码中取出识别地址码，并和存储器上的本机地址码进行比较，如果是一致，可以继续接收，否则不是需要的行车数据，而作为干扰信号不被接收，从而提高了抗干扰能力。其中该接收地址和保存在便携式接收机的存储器上的地址码在出厂时预先已设置好，存储器则采用电可擦除可编程的只读存储器

信号发射模块，包括频率合成器41，调制器42、若干放大器43、44。其中频率合成器41用于在微处理器32的控制下产生工作频率，其频率值根据系统需求，可任意预置。本发明的工作频段在450～470MHZ范围内，采用上述的工作频段，能充分利用铁路沿线已有的泄露电缆，使山区、隧道均可使用，提高了本便携式接收机的适用范围。当铁路线上某处发生险情时，接收机的持机者操作控制键，微处理器32接收到该操作键控制指令，将告警码对射频载波进行FSK调制，载有告警码的信号经驱动放大，再经过末级功放，最后通过天线1发送出去。为了及时提醒运行的列车的司机，可发几次载有告警码的无线信号。这样，在一定范围内(如500～3000m范围内)的车载机都能接收到。

便携式接收机还包括电压转换电路，包括和直流电压连接的交流振荡电路，和交流振荡电路连接的整流器和整流器连接的滤波器。将1.5V的直流电压供给一个交流振荡电路，然后对交流输出电压进行负压整流、经滤波从而得到-1.5V的直流电压，相对于零电平-1.5V和+1.5V形成了3.0V的供电电压，使得便携式接收机能使用轻便又小巧的1节AA电池或3.7V锂电池供电，且使用时间在1个月以上。

Claims

1、一种列车接近预警预告系统的便携式接收机，其特征在于，包括：天线：用于接收载有行车数据的射频信号和发射载有告警码的射频信号；超外差接收电路，连接天线，用于将接收的射频信号解调出数字码；解码器，连接所述超外差接收电路，用于将数字码进行解码，还原成发送前的行车数据信号；

微处理器，连接解码器，用于接收数字信号，并校验是否是车载机发送的行车数据，如果是显示接收的数字信号，并发出告警信号，否则丢弃该数据，并且接收操作者的指令控制发送告警码；

发射单元，连接微处理器和天线，用于接收微处理器的指令，并将告警码进行调制，通过天线发送出去。

2、如权利要求1所述的列车接近预警预告系统的便携式接收机，其特征在于，所述超外差接收电路包括串联连接的第一带通滤波器、射频放大器、第一混频器、第二带通滤波器、第一中频放大器、第二混频器、第三带通滤波器、第二中频放大器、鉴频器。

3、如权利要求1所述的列车接近预警预告系统的便携式接收机，其特征在于，所述解码器是POSCAG码的解码器。

4、如权利要求1或2或3所述的列车接近预警预告系统的便携式接收机，其特征在于，还包括显示单元，连接微处理器，用于显示接收到的行车数据。

5、如权利要求1所述的列车接近预警预告系统的便携式接收机，其特征在于，还包括电压转换电路，包括串联连接的交流振荡电路，用于对交流输出电压进行负压整流的整流器和滤波器，其中交流振荡电路的输入端连接直流电压。

6、如权利要求1所述的列车接近预警预告系统的便携式接收机，其特征在于，还包括存储器，连接所述微处理器，用于微处理器接收到数字信号后取出车载机发送的数据地址码和存储在所述存储器的地址码比较，判断是否为本机信号。

7、如权利要求1所述的列车接近预警预告系统的便携式接收机，其特征在于，所述发射单元包括频率合成器，所述微处理器连接所述频率合成器，并控制所述频率合成器产生一工作频率。

8、如权利要求7所述的列车接近预警预告系统的便携式接收机，其特征在于，所述工作频率在450MHZ～470MHZ范围之内。