專利名稱：一種檢測列車通過的環(huán)路信標(biāo)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種檢測列車通過的環(huán)路信標(biāo)。
背景技術(shù)：
機(jī)車在行駛過程中，需要經(jīng)常和地面控制室內(nèi)的控制設(shè)備交換數(shù)據(jù)，以便駕駛員 能及時(shí)了解當(dāng)前機(jī)車的行駛位置并及時(shí)對機(jī)車進(jìn)行控制。目前的機(jī)車和地面控制室內(nèi)的控 制設(shè)備在數(shù)據(jù)交換過程中，當(dāng)車速較低時(shí)，如時(shí)速在100km/h左右時(shí)，可進(jìn)行通信，向機(jī)車 傳送當(dāng)前行駛位置及相關(guān)數(shù)據(jù)，但當(dāng)車速較快時(shí)，如300km/h時(shí)，則通信較差，數(shù)據(jù)無法及 時(shí)傳輸或出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸丟包的現(xiàn)象，影響機(jī)車的正常行駛。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明在于提供一種檢測列車通過的環(huán)路信標(biāo)，以解決上述當(dāng)車速較
快時(shí)，則通信較差，數(shù)據(jù)無法及時(shí)傳輸或出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸丟包的問題。 為解決上述問題，本發(fā)明提供一種檢測列車通過的環(huán)路信標(biāo)，包括 接收無線信號(hào)的激勵(lì)電源，所述激勵(lì)電源包括接收天線，連接接收天線諧振于
100KHZ至300KHZ的諧振電容，所述諧振電容連接全波整流橋輸出電流；經(jīng)全波整流橋整流
后的電流通過穩(wěn)壓模塊輸出至單片機(jī)和通信芯片，所述單片機(jī)將存儲(chǔ)在內(nèi)存中的信標(biāo)數(shù)據(jù)
通過通信芯片發(fā)送；接收天線的工作長度在40cm以上，并發(fā)送方式采用GFSK或QFSK調(diào)制
發(fā)送，通信芯片的射頻工作頻率為2. 4GHZ至2. 52GHz頻段。保證機(jī)車車速在180km/h時(shí)，
仍可滿足機(jī)車在通過時(shí)接收。 本發(fā)明的環(huán)路信標(biāo)，可在機(jī)車通過時(shí)及時(shí)向機(jī)車發(fā)送路標(biāo)數(shù)據(jù)，使機(jī)車獲得信標(biāo) 數(shù)據(jù)，從而了解當(dāng)前的位置信息，并采用無線激勵(lì)電源，可在機(jī)車通過的同時(shí)，與機(jī)車進(jìn)行 通信，并根據(jù)機(jī)車的速度選擇相應(yīng)長度的天線，從而滿足信標(biāo)數(shù)據(jù)的及時(shí)收發(fā)。


圖1是實(shí)施例的電路原理圖； 圖2是信標(biāo)內(nèi)的單片機(jī)和通信芯片電路連接圖；
圖3是激勵(lì)電源的示意圖。
具體實(shí)施例方式
為清楚說明本發(fā)明中的方案，下面給出優(yōu)選的實(shí)施例并結(jié)合附圖詳細(xì)說明。
參見圖l，圖l所示的信標(biāo)包括接收無線電波的激勵(lì)電源，激勵(lì)電源產(chǎn)生的電能 經(jīng)過穩(wěn)壓模塊穩(wěn)壓后，將電能供給通信芯片和單片機(jī)，通信芯片將單片機(jī)內(nèi)的信標(biāo)數(shù)據(jù)采 用QFSK或GFSK方式調(diào)制后發(fā)送。 在使用過程中，機(jī)車會(huì)不斷發(fā)送無線信號(hào)，通過信標(biāo)時(shí)，信標(biāo)接收到信號(hào)后，通信 芯片將單片機(jī)內(nèi)的信標(biāo)數(shù)據(jù)調(diào)制后發(fā)送，機(jī)車接收信標(biāo)數(shù)據(jù)。
圖1中的信標(biāo)電路在實(shí)現(xiàn)過程中可有多種形式，圖2、圖3是優(yōu)選的實(shí)施例之一。
其中，激勵(lì)電源可參見圖3，包括接收天線A1，諧振電容C1、諧振電容C2、全波整流橋，接收天線的長度依據(jù)車速、通信芯片發(fā)送信標(biāo)數(shù)據(jù)的工作時(shí)間選擇，但需要保證產(chǎn)生的電流時(shí)間大于通信芯片發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間。穩(wěn)壓模塊實(shí)現(xiàn)DC-DC(3V輸出)，實(shí)現(xiàn)將激勵(lì)電源的電壓穩(wěn)壓在3V并向無線通信芯片和單片機(jī)供電。 機(jī)車在行駛過程中會(huì)通過車載通信器不停地向外發(fā)出128KHz強(qiáng)電波，當(dāng)其經(jīng)過信標(biāo)時(shí)，信標(biāo)的接收天線接收到此激勵(lì)波并轉(zhuǎn)換成直流電壓供給單片機(jī)和射頻工作在2. 4GHz至2. 52GHz頻率段的通信芯片。當(dāng)車載天線與信標(biāo)接收天線在垂直面相交的有效面積足夠大，即投影重疊距離大于20厘米，單片機(jī)就能得到穩(wěn)定的3V直流電壓，那么它就可以通過2. 4GHz通信芯片把事先存在其內(nèi)部的特定地標(biāo)信息不停地發(fā)出去。車載通信器接收到此信息再傳給車載控制器，機(jī)車就可以明確地知道目前行駛到的位置，這些地標(biāo)信息是唯一的。通過選擇不同的諧振電容，還可以使電容工作在不同的諧振頻率，如100KHZ至300KHZ之間，均可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。 機(jī)車離開信標(biāo)一定距離時(shí)，車載通信器發(fā)送天線中心就偏離信標(biāo)天線的中心，兩個(gè)天線垂直面相交的有效面積很小，信標(biāo)天線接收到的128KHz能量不足以維持單片機(jī)和2. 4GHz通信模塊正常工作，車載控制器就收不到信標(biāo)發(fā)出的信息。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩天線的邊沿在垂直面交叉長度^ 20cm，信標(biāo)就可以正常工作了。 無線通信模塊和單片機(jī)的電路結(jié)構(gòu)圖可參見圖2，在本實(shí)施例中，單片機(jī)與通信芯片的啟動(dòng)時(shí)間^ 4mS，通信芯片1楨完整數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)間《500ii S，通信芯片收發(fā)無線信號(hào)的頻率在2. 4GHz，并通過GFSK或QFSK方式調(diào)制發(fā)送，可在短時(shí)間內(nèi)傳輸信標(biāo)的全部數(shù)據(jù)。為保證車載通信模塊準(zhǔn)確地收到信標(biāo)信號(hào)，通常要求正確發(fā)送^ 3楨數(shù)據(jù)。2mS可以發(fā)送4楨。所以要求絕對位置信標(biāo)APR的可靠供電時(shí)間大于6mS。 取每楨有效數(shù)據(jù)10個(gè)字節(jié)，當(dāng)給APR供電脈沖為7mS時(shí)測得能正確收到4楨數(shù)據(jù)。也就是說只要列車激勵(lì)源能在APR天線中心處通過時(shí)的時(shí)間^ 7mS就可以讓車載通信器正確識(shí)別APR的地理標(biāo)識(shí)。 以此數(shù)據(jù)推算當(dāng)列車以360Km/h行進(jìn)時(shí)7mS時(shí)間走過的距離就是70cm ;當(dāng)列車以180Km/h行進(jìn)時(shí)7mS時(shí)間走過的距離就是35cm。車載天線長度是40cm，地面APR接收天線長度是40cm時(shí)，兩天線相交^ 20cm的有效距離二 40cm，已大于理論要求值35cm。目前城市軌道交通(地鐵)車速都不超過100Km/h，所以APR接收線圈長度40cm可以滿足目前的城市軌道交通。當(dāng)APR接收天線長度是70cm，就可滿足高速鐵路(360Km/h)的要求。
本發(fā)明的環(huán)路信標(biāo)，可在機(jī)車通過時(shí)及時(shí)向機(jī)車發(fā)送路標(biāo)數(shù)據(jù)，使機(jī)車獲得信標(biāo)數(shù)據(jù)，從而了解當(dāng)前的位置信息，并采用無線激勵(lì)電源，可在機(jī)車通過的同時(shí)，與機(jī)車進(jìn)行通信，并根據(jù)機(jī)車的速度選擇相應(yīng)長度的天線，從而滿足信標(biāo)數(shù)據(jù)的及時(shí)收發(fā)。
對于本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中所闡述的環(huán)路信標(biāo)，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種檢測列車通過的環(huán)路信標(biāo)，其特征在于，包括接收無線信號(hào)的激勵(lì)電源，所述激勵(lì)電源包括接收天線，連接接收天線諧振于100KHZ至300KHZ的諧振電容，所述諧振電容連接全波整流橋輸出電流；經(jīng)全波整流橋整流后的電流通過穩(wěn)壓模塊輸出至單片機(jī)和通信芯片，所述單片機(jī)將存儲(chǔ)在內(nèi)存中的信標(biāo)數(shù)據(jù)通過通信芯片發(fā)送。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測列車通過的環(huán)路信標(biāo)，其特征在于，所述單片機(jī)將存儲(chǔ)在內(nèi)存中的信標(biāo)數(shù)據(jù)通過通信芯片發(fā)送的過程包括采用GFSK或QFSK調(diào)制發(fā)送。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測列車通過的環(huán)路信標(biāo)，其特征在于，所述通信芯片的射頻工作頻率為2. 4GHZ至2. 52GHz頻段。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測列車通過的環(huán)路信標(biāo)，其特征在于，所述接收天線的長度大于40cm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種檢測列車通過的環(huán)路信標(biāo)，包括接收無線信號(hào)的激勵(lì)電源，所述激勵(lì)電源包括接收天線，連接接收天線諧振于100KHz至300KHz的諧振電容，所述諧振電容連接全波整流橋輸出電流；經(jīng)全波整流橋整流后的電流通過穩(wěn)壓模塊輸出至單片機(jī)和通信芯片，所述單片機(jī)將存儲(chǔ)在內(nèi)存中的信標(biāo)數(shù)據(jù)通過通信芯片發(fā)送；接收天線的工作長度在40cm以上，并發(fā)送方式采用GFSK或QFSK調(diào)制發(fā)送，通信芯片的射頻工作頻率為2.4GHz頻率段。保證機(jī)車車速在180km/h時(shí)，仍可滿足機(jī)車在通過時(shí)接收到正確地理信息。本發(fā)明的環(huán)路信標(biāo)，根據(jù)機(jī)車的速度選擇相應(yīng)長度的天線，可在機(jī)車通過時(shí)及時(shí)向機(jī)車發(fā)送路標(biāo)數(shù)據(jù)，使機(jī)車獲得信標(biāo)數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G01S1/68GK101713821SQ20091022353
公開日2010年5月26日 申請日期2009年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月23日
發(fā)明者劉建春, 劉波, 劉自平, 劉路剛, 葉強(qiáng), 左貴民, 高衛(wèi)國 申請人:北京大成通號(hào)軌道交通設(shè)備有限公司