專利名稱：列車接近預(yù)警預(yù)告系統(tǒng)的便攜式接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)與應(yīng)用電子技術(shù)相結(jié)合的電子通信產(chǎn)品，尤其涉及一種用于列車接近預(yù)警預(yù)告的便攜式接收機(jī)。
背景技術(shù)：
在鐵路系統(tǒng)中，鐵路線上工作人員維修和養(yǎng)護(hù)鐵路設(shè)施時，列車必須正常運行，這就形成了鐵路設(shè)施維護(hù)與列車行車的矛盾和沖突。若安全保障不力，有可能會發(fā)生車毀與人員傷亡的惡性安全事故。而以往現(xiàn)場作業(yè)和時間安排，主要依靠火車運行圖，但當(dāng)出現(xiàn)隨機(jī)緊急情況時，火車運行圖必做臨時變動，這時鐵路線上的工作人員的生命安全將受到威脅。還有，當(dāng)鐵路工作人員在工作時突然發(fā)現(xiàn)路軌出現(xiàn)危及安全的嚴(yán)重狀況，需要及時通知正向此行駛的列車上的司機(jī)，以避免事故發(fā)生。所以，在目前的鐵路系統(tǒng)中缺少用于鐵路維護(hù)人員和運行列車上的司機(jī)之間相互通信的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于列車接近預(yù)警預(yù)告系統(tǒng)中的便攜式接收機(jī)，以便接收機(jī)和運行列車上的車載機(jī)之間建立雙向數(shù)據(jù)通信。
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種列車接近預(yù)警預(yù)告系統(tǒng)的便攜式接收機(jī)，包括天線用于接收載有行車數(shù)據(jù)的射頻信號和發(fā)射載有告警碼的射頻信號；超外差接收電路，連接天線，用于將接收的無線電信號解調(diào)出數(shù)字碼；解碼器，連接所述超外差接收電路，用于將數(shù)字碼進(jìn)行解碼，還原成發(fā)送前的行車數(shù)據(jù)信號；微處理器，連接解碼器，用于接收數(shù)字信號，并校驗是否是車載機(jī)發(fā)送的行車數(shù)據(jù)，如果是顯示接收的數(shù)據(jù)信號，并發(fā)出告警信號，否則丟棄該數(shù)據(jù)，并且接收操作者指令控制發(fā)送告警碼；發(fā)射單元，連接微處理器和天線，用于接收微處理器的指令，并將告警碼進(jìn)行調(diào)制放大，通過天線發(fā)送出去。
相應(yīng)地，本發(fā)明中所述超外差接收電路包括串聯(lián)連接的第一帶通濾波器、射頻放大器、第一混頻器、第二帶通濾波器、第一中頻放大器、第二混頻器、第三帶通濾波器、第二中頻放大器、鑒頻器。
所述解碼器是POSCAG碼的解碼器。
本發(fā)明還包括顯示單元，連接微處理器，用于顯示接收到的行車數(shù)據(jù)。
本發(fā)明還包括電壓轉(zhuǎn)換電路，包括串聯(lián)連接的交流振蕩電路，用于對交流輸出電壓進(jìn)行負(fù)壓整流的整流器和濾波器，其中交流振蕩電路的輸入端連接直流電壓。
本發(fā)明還包括存儲器，連接所述微處理器，用于微處理器接收到數(shù)字信號后取出車載機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)地址碼和存儲在所述存儲器的地址碼比較，判斷是否為本機(jī)信號。
本發(fā)明中所述發(fā)射單元包括頻率合成器，所述微處理器連接所述頻率合成器，并控制所述頻率合成器產(chǎn)生一工作頻率。所述工作頻率在450MHZ～470MHZ范圍之內(nèi)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(1)本發(fā)明的便攜式接收機(jī)不僅能在列車行車中的一定距離內(nèi)接收車載機(jī)間斷發(fā)出的行車信息，并發(fā)出聲音報警，使得攜帶該接收機(jī)的鐵路維護(hù)人員能及時下道避車，而且鐵路維護(hù)人員發(fā)現(xiàn)鐵軌沿線存在重大安全問題時，能盡快通知至車載機(jī)，使列車上的司機(jī)及時采取措施，盡可能地避免發(fā)生交通安全事故。
(2)為了方便鐵路維護(hù)人員攜帶，本發(fā)明的便攜式接收機(jī)采用電壓轉(zhuǎn)換電路和內(nèi)置天線等，盡量減小體積減輕重量，方便鐵路維護(hù)人員攜帶。
(3)信息處理全部實現(xiàn)數(shù)字化，且在編碼中采用了校驗、糾錯等措施，增強(qiáng)了抗干擾能力，減少了誤碼和漏碼率。
(4)本發(fā)明采用鐵路專用工作頻段(450MHZ～470MHZ)進(jìn)行發(fā)射接收，在保證不影響列調(diào)通話和列尾正常工作前提下，提高了頻譜利用率。


圖1是車載機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明便攜機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
請參閱圖1，為車載機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。該車載機(jī)包括行車數(shù)據(jù)采集箱11，和若干傳感器連接，用于采集列車的行車數(shù)據(jù)，如車速、里程標(biāo)等；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換平臺12，連接數(shù)據(jù)采集箱，按照鐵路技規(guī)，任何其它設(shè)備在行車數(shù)據(jù)采集箱11采集數(shù)據(jù)必須進(jìn)行嚴(yán)格的隔離，所以數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換平臺12的作用是隔離行車數(shù)據(jù)采集箱11和其它設(shè)備，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換平臺12包括微處理器和用于存儲行車數(shù)據(jù)的存儲單元，微處理器用于控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換平臺12的工作；編碼單元13，連接數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換平臺12，將行車數(shù)據(jù)進(jìn)行POCSAG編碼；收發(fā)單元14，連接編碼單元13，它是一完整的收發(fā)電臺，將編碼好的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制、功率放大并接收地面終端設(shè)備告警數(shù)據(jù)的射頻信號進(jìn)行解調(diào)；告警器18，連接收發(fā)單元，將解調(diào)后的數(shù)字信號(告警信息)經(jīng)過解碼器進(jìn)行解碼，然后激活語音片，揚聲器發(fā)出告警語音；以及天線16，用于無線射頻信號的收發(fā)。
當(dāng)列車運行時，在微處理器的控制下，采集列車的行車數(shù)據(jù)(如車速、里程標(biāo)等)經(jīng)編碼器13編碼的POCSAG碼通過串行通信模塊送到收發(fā)單元14進(jìn)行發(fā)射調(diào)制，并采用頻移鍵控(FSK)的調(diào)制方式。本發(fā)明的工作頻段在450～470MHZ范圍內(nèi)，采用該工作頻段，少受天氣環(huán)境影響，并且可利用鐵路沿線已有的泄漏電纜，使山區(qū)隧洞均可使用。將編碼單元13輸出的POSCAG碼調(diào)制到工作頻率上，已調(diào)好的載波信號經(jīng)驅(qū)動放大，再經(jīng)末級功放，最后由天線16發(fā)送出去。
車載機(jī)以時分復(fù)用方式實時、自動接收便攜式接收機(jī)發(fā)出的告警信息。也就是說，車載機(jī)的天線在發(fā)射行車數(shù)據(jù)的間隙時間接收載有告警碼的射頻信號，經(jīng)收發(fā)單元14中的接收機(jī)解調(diào)、解碼還原發(fā)送前的告警碼，該告警碼校驗后啟動語音片經(jīng)放大送到揚聲器發(fā)出語音告警。
車載機(jī)裝在機(jī)車上，只要列車行駛速度到達(dá)一定值(如25km/h)時，在微處理器的控制下，通過天線周期性地向鐵路沿線發(fā)射載有行車數(shù)據(jù)信息的射頻信號，地面的接收設(shè)備、如便攜式接收機(jī)在信號場強(qiáng)復(fù)蓋范圍內(nèi)(0.5-3km)接收信號，經(jīng)解調(diào)、解碼、存儲、顯示行車數(shù)據(jù)并發(fā)出相應(yīng)的列車接近報警信號，告知鐵路上工作人員下道避讓列車。當(dāng)便攜式接收機(jī)所在地出現(xiàn)危險情況時，立即向車載機(jī)反向發(fā)送緊急告警信號，語音提示司機(jī)采取緊急措施，盡力避免安全事故。
請參閱圖2，圖2為本發(fā)明的便攜式接收機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。便攜式接收機(jī)包括信號接收模塊2、信號處理模塊3和信號發(fā)射模塊4。其中，信號接收模塊2包括天線1，用于接收載有行車數(shù)據(jù)的射頻信號和發(fā)射載有告警數(shù)據(jù)的射頻信號，本發(fā)明還設(shè)置一個射頻開關(guān)，用于控制天線接收射頻信號還是發(fā)射射頻信號。一般上，發(fā)射載有告警數(shù)據(jù)的射頻信號都安排在接收載有行車數(shù)據(jù)的射頻信號的空隙。為了方便攜帶，本發(fā)明采用內(nèi)置天線。其中，加感等效天線用微帶電路結(jié)構(gòu)，其中雙環(huán)型金屬天線的體積較小，感應(yīng)電壓信號較強(qiáng)，本發(fā)明的實施例中可采用該加感等效天線，體積小且性能好。
超外差接收電路，超外差接收電路可大大提高鄰道選擇性，抑制互調(diào)干擾，抑制雜波和鏡象干擾，簡而言之，便攜式接收機(jī)具有較好的性能、功能指標(biāo)。該超外差接收電路包括和天線連接的第一帶通濾波器21、和第一帶通濾波器21連接的射頻放大器22、和射頻放大器22連接的第一混頻器23、和第一混頻器23連接的第二帶通濾波器24、和第二帶通濾波器24連接的第一中頻放大器25、和第一中頻放大器25連接的第二混頻器26、和第二混頻器26連接的第三帶通濾波器27、和第三帶通濾波器27連接的第二中頻放大器28以及和第二中頻放大器28連接的鑒頻器29。
天線1接收到的射頻信號經(jīng)過第一帶通濾波器21的濾波，經(jīng)射頻放大器的放大處理，進(jìn)入第一混頻器23和第一本振23b產(chǎn)生的第一本振頻率，進(jìn)行混頻處理經(jīng)第二帶通濾波器濾波，產(chǎn)生第一中頻，第一中頻信號經(jīng)放大后進(jìn)入第二混頻器26，與第二本振26b產(chǎn)生的第二本振頻率進(jìn)行混頻，產(chǎn)生第二中頻，第二中頻經(jīng)過第三帶濾波器27的濾波、第二中頻放大器28的放大、鑒頻器29完成FSK信號解調(diào)，輸出POCSAG碼。采用上述方式對射頻信號進(jìn)行處理，提高了便攜式接收機(jī)的抗干擾能力，能把便攜式接收機(jī)的總增益分配至不同頻率的放大器上，并且放大器采用自動增益控制，提高了接收機(jī)穩(wěn)定性和靈敏度。
信號處理模塊包括解碼器31、微處理器32、顯示單元33、報警器34、存儲器35。其中，解碼器31，其輸入端連接接收單元2的鑒頻器29，用于對接收到的POSCAG碼解碼成編碼前的行車數(shù)據(jù)，并把它發(fā)送至微處理器32；微處理器32，分別連接解碼器31、顯示單元33、報警器34和存儲器35，微處理器32將接收到數(shù)據(jù)中取出相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀地址碼，并和存儲在存儲器35中的地址碼進(jìn)行比較，如果相同，繼續(xù)接收下面的數(shù)據(jù)信息，并且發(fā)出控制信號至報警器34，將收到的數(shù)據(jù)傳送至存儲器35存儲和驅(qū)動顯示單元33顯示接收到的數(shù)據(jù)信息，否則丟棄該信息。車載機(jī)的一端，在編碼器13進(jìn)行編碼時，將行車數(shù)據(jù)和地址碼按照一定的編碼格式編碼成POCSAG碼，該POCSAG碼含有前置碼、地址碼、同步碼和含有行車信息的數(shù)據(jù)碼，并把編好的POCSAG碼通過發(fā)射單元發(fā)射出來。在便攜式接收機(jī)這一端，經(jīng)過解碼器31解碼后發(fā)送至微處理器，微處理器從POCSAG碼中取出識別地址碼，并和存儲器上的本機(jī)地址碼進(jìn)行比較，如果是一致，可以繼續(xù)接收，否則不是需要的行車數(shù)據(jù)，而作為干擾信號不被接收，從而提高了抗干擾能力。其中該接收地址和保存在便攜式接收機(jī)的存儲器上的地址碼在出廠時預(yù)先已設(shè)置好，存儲器則采用電可擦除可編程的只讀存儲器信號發(fā)射模塊，包括頻率合成器41，調(diào)制器42、若干放大器43、44。其中頻率合成器41用于在微處理器32的控制下產(chǎn)生工作頻率，其頻率值根據(jù)系統(tǒng)需求，可任意預(yù)置。本發(fā)明的工作頻段在450～470MHZ范圍內(nèi)，采用上述的工作頻段，能充分利用鐵路沿線已有的泄露電纜，使山區(qū)、隧道均可使用，提高了本便攜式接收機(jī)的適用范圍。當(dāng)鐵路線上某處發(fā)生險情時，接收機(jī)的持機(jī)者操作控制鍵，微處理器32接收到該操作鍵控制指令，將告警碼對射頻載波進(jìn)行FSK調(diào)制，載有告警碼的信號經(jīng)驅(qū)動放大，再經(jīng)過末級功放，最后通過天線1發(fā)送出去。為了及時提醒運行的列車的司機(jī)，可發(fā)幾次載有告警碼的無線信號。這樣，在一定范圍內(nèi)(如500～3000m范圍內(nèi))的車載機(jī)都能接收到。
便攜式接收機(jī)還包括電壓轉(zhuǎn)換電路，包括和直流電壓連接的交流振蕩電路，和交流振蕩電路連接的整流器和整流器連接的濾波器。將1.5V的直流電壓供給一個交流振蕩電路，然后對交流輸出電壓進(jìn)行負(fù)壓整流、經(jīng)濾波從而得到-1.5V的直流電壓，相對于零電平-1.5V和+1.5V形成了3.0V的供電電壓，使得便攜式接收機(jī)能使用輕便又小巧的1節(jié)AA電池或3.7V鋰電池供電，且使用時間在1個月以上。
權(quán)利要求
1.一種列車接近預(yù)警預(yù)告系統(tǒng)的便攜式接收機(jī)，其特征在于，包括天線用于接收載有行車數(shù)據(jù)的射頻信號和發(fā)射載有告警碼的射頻信號；超外差接收電路，連接天線，用于將接收的射頻信號解調(diào)出數(shù)字碼；解碼器，連接所述超外差接收電路，用于將數(shù)字碼進(jìn)行解碼，還原成發(fā)送前的行車數(shù)據(jù)信號；微處理器，連接解碼器，用于接收數(shù)字信號，并校驗是否是車載機(jī)發(fā)送的行車數(shù)據(jù)，如果是顯示接收的數(shù)字信號，并發(fā)出告警信號，否則丟棄該數(shù)據(jù)，并且接收操作者的指令控制發(fā)送告警碼；發(fā)射單元，連接微處理器和天線，用于接收微處理器的指令，并將告警碼進(jìn)行調(diào)制，通過天線發(fā)送出去。
2.如權(quán)利要求1所述的列車接近預(yù)警預(yù)告系統(tǒng)的便攜式接收機(jī)，其特征在于，所述超外差接收電路包括串聯(lián)連接的第一帶通濾波器、射頻放大器、第一混頻器、第二帶通濾波器、第一中頻放大器、第二混頻器、第三帶通濾波器、第二中頻放大器、鑒頻器。
3.如權(quán)利要求1所述的列車接近預(yù)警預(yù)告系統(tǒng)的便攜式接收機(jī)，其特征在于，所述解碼器是POSCAG碼的解碼器。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的列車接近預(yù)警預(yù)告系統(tǒng)的便攜式接收機(jī)，其特征在于，還包括顯示單元，連接微處理器，用于顯示接收到的行車數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1所述的列車接近預(yù)警預(yù)告系統(tǒng)的便攜式接收機(jī)，其特征在于，還包括電壓轉(zhuǎn)換電路，包括串聯(lián)連接的交流振蕩電路，用于對交流輸出電壓進(jìn)行負(fù)壓整流的整流器和濾波器，其中交流振蕩電路的輸入端連接直流電壓。
6.如權(quán)利要求1所述的列車接近預(yù)警預(yù)告系統(tǒng)的便攜式接收機(jī)，其特征在于，還包括存儲器，連接所述微處理器，用于微處理器接收到數(shù)字信號后取出車載機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)地址碼和存儲在所述存儲器的地址碼比較，判斷是否為本機(jī)信號。
7.如權(quán)利要求1所述的列車接近預(yù)警預(yù)告系統(tǒng)的便攜式接收機(jī)，其特征在于，所述發(fā)射單元包括頻率合成器，所述微處理器連接所述頻率合成器，并控制所述頻率合成器產(chǎn)生一工作頻率。
8.如權(quán)利要求7所述的列車接近預(yù)警預(yù)告系統(tǒng)的便攜式接收機(jī)，其特征在于，所述工作頻率在450MHZ～470MHZ范圍之內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種列車接近預(yù)警預(yù)告系統(tǒng)的便攜式接收機(jī)，包括天線用于接收載有行車數(shù)據(jù)的射頻信號和發(fā)射載有告警碼的射頻信號；超外差接收電路，連接天線，用于將接收的無線電信號解調(diào)出數(shù)字碼；解碼器，連接所述超外差電路，用于將數(shù)字碼進(jìn)行解碼，還原成發(fā)送前的行車數(shù)據(jù)信號；微處理器，連接解碼器，用于控制接收數(shù)字信號，經(jīng)校驗后，顯示接收的數(shù)字信號，發(fā)出告警信號，并且接收操作者指令控制發(fā)送告警碼；發(fā)射單元，連接微處理器和天線，用于接收微處理器的指令，并將告警碼進(jìn)行調(diào)制，通過天線發(fā)送出去。在車載機(jī)和便攜式接收機(jī)間建立了雙向數(shù)字通信體制，提高了安全防范功能，并且本發(fā)明體積小、功耗低，方便攜帶。
文檔編號B61L15/00GK1555135SQ20031011604
公開日2004年12月15日 申請日期2003年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月29日
發(fā)明者周翟, 郭兵, 鄒蕻, 周 翟 申請人:成都廣成電子技術(shù)有限公司