【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA处理器的无源应答器及其方法
本专利技术属于铁路信号设备应用领域,具体涉及一种在列车运行过程中通过车载设备获取能量信息并将存储报文信息实时传输给车载设备的应答器设备及其方法。
技术介绍
应答器是列车运行控制系统中的重要基础设备之一。在CTCS-2列控系统中,通过使用应答器设备向车载设备传输大量的点式信息,如线路速度、线路坡度、轨道电路数据、临时限速等信息,根据地面提供的信息以及轨道电路提供的区段空闲信息,列控车载设备控制列车高速、安全运行。FSK(Frequency-shiftkeying)频移键控,它是利用基带数字信号离散值特点去键控载波频率以传递信息的一种数字调制技术,它的主要优点是:实现起来容易,抗噪声与抗衰减的性能较好。近年来随着铁路运输的大提速,我国铁路部门根据我国铁路的特点,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,应答器将作为必配的设备,须同时满足欧洲标准和我国的技术规范,可使列车控制系统的自动化程度进一步得到提高,也将使我国ATC系统的研制水平向更高的层次迈进,铁路运输的安全性得到更有力地保证。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于FPGA处理器的无源应答器及其方法,实现在列车经过无源应答器上方时,接收车载天线发射的电磁能量并转换成电能,无源应答器被激活,并把存储在无源应答器中的应答器报文信息循环发送出去,直至电能消失(即车载天线已经离去),无源应答器在没有列出通过时处于休眠状态。为实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案:一种基于F ...
【技术保护点】
一种基于FPGA处理器的无源应答器及其方法,其特征在于,它包含如下步骤:①、列车通过无源应答器时,无源应答器接收27.095MHZ磁场信号并转换为电能,设备启动;②、无源应答器启动后,FPGA处理器读取EEPROM存储的报文信息并传输至震荡调制发送模块;③、无源应答器震荡调制发送模块对产生的载波信号进行FSK调制、放大后,将应答器报文经天线模块发射给外部车载设备天线;④、无源应答器报文需要修改时,通过外部应答器报文专用写入工具进行无源应答器报文写入操作。
【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA处理器的无源应答器及其方法,其特征在于,它包含如下步骤:①、列车通过无源应答器时,无源应答器接收27.095MHZ磁场信号并转换为电能,设备启动;②、无源应答器启动后,FPGA处理器读取EEPROM存储的报文信息并传输至震荡调制发送模块;③、无源应答器震荡调制发送模块对产生的载波信号进行FSK调制、放大后,将应答器报文经天线模块发射给外部车载设备天线;④、无源应答器报文需要修改时,通过外部应答器报文专用写入工具进行无源应答器报文写入操作。2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA处理器的无源应答器及其方法,其特征是:步骤1中,所述无源应答器电能获取,通过无源应答器天线模块接收外部车载设备天线发射27.095MHZ磁场信号,经能量转换模块转换为无源应答器所需各种电压;当天线模块接收的27.095MHz电磁信号达到设定值时,无源应答器设备启动;所述无源应答器获取27.095MHZ磁场信号,一方面转换为设备所需电能信号给设备各电路供电,另一方面从接收磁场信号中分解出27.095MHZ信号作为无源应答器FPGA处理时钟输入信号;所述无源应答器在没有列车经过时,处于失电关闭状态;所述无源应答器27.095MHZ磁场信号接收,通过一个双工的收发天线进行磁场信号接收;所述无源应答器在接收27.095MHZ磁场信号时,内置有限幅保护电路;当外部车载设备天线发射的27.095MHZ信号能量大到一定值时,限幅电路开始限幅并限制在设定值上,从而起到保护应答器的功能。3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA处理器的无源应答器及其方法,其特征是:步骤2中,所述无源应答器报文读取,无源应答器FPGA处理器在读条件有效时启动读EEPROM的操作;所述无源应答器FPGA处理器读条件有效包括:上电复位结束;所述无源应答器FPGA处理器上电复位信号,通过无源应答器内部电路比较器的输出产生;所述比较器,在电源刚启动电压较低的区段,比较器的采样电平低于参考电平,比较器输出为低电平;当电源电压达到一定值时,比较器的采样电平高于参考电平,比较器输出为高电平;所述写EEPROM操作结束,通过检查数据写入完成结束标志进行判断。4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA处理器的无源应答器及其方法,其特征是:步骤3中,所述震荡调制发送模块,用于对FPGA处理器发送出的应答器报文信息进行FSK调制和放大;所述应答器报文信息来自于FPGA处理器;所述载波信号产生,通过RC多谐振荡器产生,产生信号频率分别为3.951MHZ和4.516MHZ;所述FSK信号调制,由FPGA送出的二进制原始报文作为基带数字信号,二进制1和0作为条件去控制高速开关的通断,开关不同的状态下接入谐振电路的电容值不同,调整电容的大小使基带信号的0和1分别对应3.951MHZ和4.516MHZ;调制后FSK信号,经放大电路进行信号放大后送至天线模块发射出去。5.根据权利要求1所述的一种基于FPGA处理器的无源应答器及其方法,其特征是:步骤4中,所述无源应答器报文写入,通过外部应答器报文专用写入工具进行报文信息写入;所述无源应答器报文信息写入,通过无源应答器内置485通信接口芯片接收应答器报文专用写入工具传过来的数据进行实现;当无源应答器收到正确的数据头并且字节个数正确时,FPGA处理器启动写EEPROM的操作,写操作完成后再启动读EEPROM的操作,将读取的数据存入缓存中,通过无源应答器内置485通信接口芯片再回传给外部应答器报文专用写入工具。6.一种基于FPGA处理器的无源应答器,其特征在于,它包括天线模块、能量转换模块、FPGA处理器、存储模块、震荡调制发送模块、限幅保护电路、报文写入接口模块;所述天线模块与能量转换模块、震荡调制发送模块、限幅保...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘兵,尹肖飞,张志远,马建锋,曲松超,白俊伟,王洪良,
申请(专利权)人:河南蓝信科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:河南,41
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