專利名稱：：應(yīng)答器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及鐵路通信信號設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種用于鐵路信號中的有源應(yīng)答器。
背景技術(shù)：
：隨著我國國民經(jīng)濟對鐵路運輸要求的不斷提高，對鐵路列車運行管理和安全控制的要求也上升到一個新的等級。為確保對高速列車的運行控制和安全保障，勢必要實現(xiàn)調(diào)度命令、列車控制信息、安全信息的實時傳送和交換。因此，在列車與地面之間構(gòu)建一個可靠、高效、雙向、大數(shù)據(jù)量的無線傳輸與交換系統(tǒng)是列車的高速運行的必要條件。歐洲標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)答器子系統(tǒng)在歐洲ETCS中的各個級別均有運用。中國列車控制系統(tǒng)(CTCS)是參照歐洲列車控制系統(tǒng)(ETCS)制定的應(yīng)用于我國現(xiàn)代鐵路的列車控制系統(tǒng)。在CTCS系統(tǒng)中，歐洲標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)答器子系統(tǒng)是信號基礎(chǔ)設(shè)施，具有重要意義。應(yīng)答器子系統(tǒng)如圖l所示，該應(yīng)答器系統(tǒng)中包括地面應(yīng)答器、道旁電子設(shè)備(簡稱LEU)及車載設(shè)備。該應(yīng)答器是基于電磁耦合原理而構(gòu)成的高速點式數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，在特定地點實現(xiàn)車-地面間的數(shù)據(jù)交換，其中，地面應(yīng)答器安裝于兩根鋼軌中心枕木上的地面應(yīng)答器不需要外加電源，平時應(yīng)答器處于休眠狀態(tài)，僅在列車通過并接收到車載查詢器發(fā)送的功率載波時被激活，同時發(fā)送調(diào)制的數(shù)據(jù)編碼信號。安裝于列車底部的車載查詢器不斷發(fā)送功率載波信號，當(dāng)列車通過地面應(yīng)答器時，接收處理發(fā)自應(yīng)答器的調(diào)制數(shù)字編碼信號。車載主機(BTM)將處理后的信號傳送給列車控制設(shè)備?，F(xiàn)有的應(yīng)答器子系統(tǒng)中，要求有源應(yīng)答器中要設(shè)有與車載設(shè)備和道旁電子設(shè)備LEU通信的接口，要求有源應(yīng)答器要安全可靠地將道旁電子設(shè)備LEU傳輸過來的信息通過與車載設(shè)備通信的接口以無線方式傳輸?shù)杰囕d設(shè)備上，并且要求道旁電子設(shè)備LEU可以獲得應(yīng)答器的激活信息。實際中，現(xiàn)有的有源應(yīng)答器與道旁電子設(shè)備LEU之間采用電纜方式連接，道旁電子設(shè)備LEU向有源應(yīng)答器發(fā)送8.82KHz的信號為應(yīng)答器才是供能量，利用564KHz的雙相差分電平編碼(簡稱DBPL)信號傳輸應(yīng)答器報文。當(dāng)應(yīng)答器被激活時，應(yīng)答器將接收到的應(yīng)答器報文通過FSK信號發(fā)送到車載設(shè)備。但現(xiàn)有有源應(yīng)答器不具有向LEU回送自身激活狀態(tài)信息的功能，確定有源應(yīng)答器是否被激活是通過LEU檢測有源應(yīng)答器負載變化導(dǎo)致的電流幅度增大的方式來實現(xiàn)的，但這種檢測方式，要求有源應(yīng)答器與LEU之間的連接距離通常要小于500m，才能滿足有源應(yīng)答器與LEU正常通信要求，才可以保證LEU正常^r測有源應(yīng)答器的激活狀態(tài)，保持與有源應(yīng)答器正確通信，若連接距離超過500m，會導(dǎo)致LEU無法正確檢測有源應(yīng)答器是否激活，由于連接電纜本身具有電阻、電感和電容的效應(yīng)，長距離的電纜傳輸后LEU的信號的幅度會衰減、DBPL信號的波形會變形，有源應(yīng)答器與LEU的信號傳輸?shù)目煽啃圆豢杀苊獾慕档停⑶矣捎谀壳坝性磻?yīng)答器采用的是透明傳輸(對接收的報文不進行校驗)，有源應(yīng)答器將從LEU傳輸來的DBPL信號解析得到的報文會透明傳輸?shù)杰囕d設(shè)備上，這樣若報文出錯也會影響行車安全，因此LEU與有源應(yīng)答器長距離傳輸造成的可靠性降低也會對行車的安全造成影響。另外，為保證行車安全，地面列控中心還需要及時監(jiān)測有源應(yīng)答器的工作狀態(tài)，但現(xiàn)有的有源應(yīng)答器也不具有向LEU回送自身工作狀態(tài)的功能，因此方式來檢測有源應(yīng)答器的工作狀態(tài)，這樣的檢測方法會干擾有源應(yīng)答器與LEU的正常工作，并大大提高了運行成本。因此，提供一種可將自身的工作狀態(tài)信息和激活狀態(tài)信息以低功耗、無干擾的方式反饋至LEU，并可保證在連接距離大于500m的情況下正常與LEU通信工作的有源應(yīng)答器是個迫切需要解決的問題。
實用新型內(nèi)容基于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本實用新型實施方式的目的是提供一種應(yīng)答器，可以實現(xiàn)遠距離、雙向信號傳輸，可將應(yīng)答器激活信息和應(yīng)答器自身的工作狀態(tài)準(zhǔn)確的傳輸反饋至道旁電子設(shè)備LEU。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的本實用新型實施例提供一種應(yīng)答器，包括應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元和應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元，其中，所述應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元中設(shè)有應(yīng)答器信息回送接口模塊；所述應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元，與所述應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元通信連接，用于與車載設(shè)備無線通信，將道旁電子設(shè)備傳送至該應(yīng)答器中的報文數(shù)據(jù)，以無線方式向所述車載設(shè)備發(fā)送；所述應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元，與所述應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元通信連接，用于與道旁電子設(shè)備連接通信，接收道旁電子設(shè)備輸出的報文數(shù)據(jù)并通過所述應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元以無線方式傳送至車載設(shè)備；答器信息回送接口模塊產(chǎn)生的低頻信號輸出傳送至道旁電子設(shè)備。所述應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元具體包括第一主控制模塊、存儲模塊、第一天線、上行鏈路接口模塊和下行鏈路接口模塊；所述第一主控制模塊，與所述存儲模塊連接，用于對接收的報文數(shù)據(jù)進行處理，并存儲至所述存儲模塊中；并與所述應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元連接通信，將該第一主控制模塊自檢獲得的自檢信息傳送至所述應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元；上行鏈路接口模塊，連接在第一天線和所述第一主控制模塊的信號輸出端之間，用于將所述第一主控制模塊處理后的控制信號輸出至第一天線，由第一天線傳輸至車載設(shè)備；下行鏈路接口模塊，連接在第一天線和第一主控制模塊的信號輸入端之間，其供電輸出端與所述應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元中各電路模塊的供電端連接，用于將第一天線接收的車載設(shè)備的電磁信號整型后的報文信號輸入所述第一主控制模塊進行處理；并將電磁信號轉(zhuǎn)換為電能為所述應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元供電。所述上行鏈路接口模塊具體由FSK調(diào)制子模塊、隔離變壓器子模塊和濾波與功放子模塊依次連接組成；其中，所述FSK調(diào)制子模塊，連接在所述第一主控制模塊的信號輸出端與隔離變壓器子模塊之間，用于對第一主控制模塊輸出的報文數(shù)據(jù)進行2FSK調(diào)制，確定編碼對應(yīng)的頻率值；所述隔離變壓器子模塊，用于信號耦合以及防雷保護；所述濾波與功放子模塊，與所述第一天線連接，用于將調(diào)制報文數(shù)據(jù)得到的FSK信號放大，并通過低通濾波處理后將FSK信號饋送至第一天線發(fā)送。所述下行鏈路接口模塊具體包括兩部分，第一部分由第一隔離保護子模塊、波形整型子模塊和隔離子模塊順次連接而成；第二部分由第一隔離保護子模塊的電壓輸出端與整流子模塊和第一電壓調(diào)節(jié)模塊順次連接而成；其中，所述第一隔離保護模塊，與所述第一天線連接，用于將第一天線與應(yīng)答器的其他模塊隔離，并以耦合的方式將第一天線接收的電磁信號輸出至波形整型子模塊和整流子^^莫塊。所述應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元還包括第二天線和濾波及電壓調(diào)節(jié)模塊；所述第二天線與所述濾波及電壓調(diào)節(jié)模塊連接，所述濾波及電壓調(diào)節(jié)模塊分別與第一主控制模塊和存儲模塊連接，用于接收更新數(shù)據(jù)信號。所述應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元具體包括第二主控制模塊、電纜接口、數(shù)據(jù)報文接口模塊、應(yīng)答器信息回送接口模塊和偏置電壓接口模塊；所述第二主控制模塊，與所述應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元連接通信，并分別與數(shù)據(jù)報文接口模塊、應(yīng)答器信息回送接口模塊和偏置電壓接口模塊連接，用于處理各模塊發(fā)送或接收的報文數(shù)據(jù)；及對DBPL信號上承載的應(yīng)答器報文進行CRC校驗，將該第二主控制模塊自檢信息與接收的應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元的第一主控制模塊反饋的自檢信息綜合成應(yīng)答器的工作狀態(tài)信息，并將該工作狀態(tài)信息傳送至應(yīng)答器信息回送接口模塊；所述數(shù)據(jù)報文接口模塊，連接在所述電纜接口l與所述第二主控制模塊的信號輸入端之間，用于將道旁電子設(shè)備傳輸?shù)膱笪臄?shù)據(jù)傳送至所述第二主控制模塊進行處理；所述應(yīng)答器信息回送接口模塊，連接在所述第二主控制模塊的信號輸出端與所述電纜接口之間，用于產(chǎn)生表征了應(yīng)答器自身工作狀態(tài)以及應(yīng)答器激活信息的低頻信號，并通過電纜接口將產(chǎn)生的低頻信號輸出回送至道旁電子設(shè)備；所述偏置電壓接口模塊，與所述數(shù)據(jù)報文接口模塊連接，用于向所述數(shù)據(jù)報文接口模塊提供偏置電壓。所述數(shù)據(jù)報文接口模塊具體由第二隔離保護子模塊、雙工器、短路器和DBPL信號處理子模塊順次連接而成，第二隔離保護子模塊的輸入端與所述電纜接口連接，DBPL信號處理子模塊的輸出端與所述第二主控制器的信號輸入端連接。所述應(yīng)答器信息回送接口模塊具體由低頻信號產(chǎn)生器、功放子模塊和第三隔離保護子模塊順次連接而成；其中，低頻信號產(chǎn)生器的輸入端與所述第二主控制模塊的信號輸出端連接，所述第三隔離保護子模塊的輸出端與電纜接口連接。所述低頻信號產(chǎn)生器的功率為l~10mW，產(chǎn)生的低頻信號的頻率范圍為0.5~1.5KHz。所述偏置電壓接口模塊具體由整流濾波子模塊和第二電壓調(diào)節(jié)子模塊連接而成；其中，整流濾波子模塊與數(shù)據(jù)報文接口模塊中雙工器的電流輸出端連接。由上述本實用新型實施方式提供的技術(shù)方案可以看出，本實用新型實施方式中通過在應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元中設(shè)置應(yīng)答器信息回送接口模塊，并通過應(yīng)答器信息回送接口模塊產(chǎn)生的低頻信號，將反應(yīng)該應(yīng)答器自身工作狀態(tài)以及應(yīng)答器激活信息輸出傳送至道旁電子設(shè)備，使道旁電子設(shè)備可以準(zhǔn)確監(jiān)測應(yīng)答器的工作狀態(tài)和激活狀態(tài)，解決了應(yīng)答器工作狀態(tài)實時監(jiān)測的問題。由于低頻信號的穿透力強，傳輸距離遠，使采用低功耗電路實現(xiàn)的應(yīng)答器在自身功耗很小的前提下，可以保證低功率狀態(tài)下以較遠的距離與道旁電子設(shè)備有效通信。使應(yīng)答器與道旁電子設(shè)備之間的通信距離可以大大超過500m,可以達到l4km以上，解決了應(yīng)答器與道旁電子設(shè)備不能遠距離通信或通信效果不好的問題。圖l為現(xiàn)有技術(shù)提供的應(yīng)答器系統(tǒng)各部分連接示意圖；圖2為本實用新型實施例的應(yīng)答器的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本實用新型實施例的應(yīng)答器包括各具體模塊的結(jié)構(gòu)框圖；圖4為本實用新型實施例的天線模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實用新型實施例的用雙端齊納二極管構(gòu)成的保護電路圖;圖6為本實用新型實施例的用壓敏電阻構(gòu)成的保護電路圖；圖7為本實用新型實施例的倍壓整流電路圖；圖8為本實用新型實施例的穩(wěn)壓電路圖；圖9為本實用新型實施例的雙音頻信號傳輸波型示意圖。具體實施方式本實用新型實施方式提供一種應(yīng)答器，用在鐵路信號控制中的應(yīng)答器系統(tǒng)中，該應(yīng)答器具體包括應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元和應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元，其中，所述應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元中設(shè)有應(yīng)答器信息回送接口模塊；應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元與所述應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元通信連接，用于與車載設(shè)備通信，將地面列控中心經(jīng)道旁電子設(shè)備傳送至該應(yīng)答器中的報文數(shù)據(jù)，向所述車載設(shè)備發(fā)送；應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元與所述應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元通信連接，用于與道旁電子設(shè)備連接通信，接收道旁電子設(shè)備輸出的報文數(shù)據(jù)并通過應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元以無線方式傳送至車載設(shè)備，并將應(yīng)答器激活信息和反應(yīng)應(yīng)答器自身工作狀態(tài)的信息同時發(fā)送到電纜接口(包括第一電纜接口和第二電纜接口)，承載在低頻信號上通過電纜接口(一般為第二電纜接口)輸出傳送回道旁電子設(shè)備。為便于理解，以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型的實施方式作進一步說明。實施例一本實施例提供一種鐵道應(yīng)答器系統(tǒng)中使用的應(yīng)答器，它可以與道旁電子設(shè)備通信，可以保證在4km以上的距離，使道旁電子設(shè)備準(zhǔn)確監(jiān)測該應(yīng)答器的工作狀態(tài)，如圖2、圖3所示，該應(yīng)答器的具體包括應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元和應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元兩大部分，其中，應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元中設(shè)有應(yīng)答器信息回送接口模塊；所述應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元與所述應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元通信連接，用于與車載設(shè)備通信，將道旁電子設(shè)備傳送至該應(yīng)答器中的報文數(shù)據(jù)，向所述車載設(shè)備發(fā)送；所述應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元與所述應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元通信連接，用于與道旁電子設(shè)備連接通信，接收道旁電子設(shè)備輸出的報文數(shù)據(jù)并通過應(yīng)答器的車載設(shè)備通信接口單元以無線方式傳送至車載設(shè)備；并將應(yīng)答器反應(yīng)該應(yīng)答器自身工作狀態(tài)以及應(yīng)答器激活信息通過應(yīng)答器信息回送接口模塊產(chǎn)生的低頻信號輸出傳送回道旁電子設(shè)備。上述應(yīng)答器中，應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元具體包括第一主控制模塊、存儲模塊、第一天線、上行鏈路接口模塊和下行鏈路接口模塊，及第二天線和濾波及電壓調(diào)節(jié)模塊；其中，第一主控制模塊與存儲模塊連接，用于對接收的報文數(shù)據(jù)進行處理，并存儲至所述存儲模塊中；第一主控制模塊還用于與所述應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元連接通信；上行鏈路接口模塊連接在第一天線和所述第一主控制模塊的信號輸出端之間，用于將所述第一主控制模塊處理后的報文數(shù)據(jù)經(jīng)第一天線輸出至車載設(shè)備；實際中，上行鏈路接口模塊具體由FSK調(diào)制子模塊、隔離變壓器子模塊和濾波與功放子模塊依次連接而；其中FSK調(diào)制子模塊，連接在所述第一主控制模塊的信號輸出端與隔離變壓器子模塊之間，用于對報文數(shù)據(jù)進行2FSK調(diào)制，確定報文數(shù)據(jù)調(diào)制后編碼對應(yīng)的頻率值；隔離變壓器子模塊，用于將接收信號耦合以及防雷保護；濾波與功放子模塊與所述第一天線連接，用于將報文數(shù)據(jù)調(diào)制后的FSK信號放大，并通過低通濾波處理后將FSK信號饋送至第一天線發(fā)送。下行鏈路接口模塊連接在第一天線和第一主控制模塊的信號輸入端之間，其供電輸出端與所述應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元中各電路模塊，用于將接收的車載設(shè)備的27.095MHz電磁信號整型后的時鐘信號輸入所述第一主控制模塊，并將電磁信號轉(zhuǎn)換為電能為所述應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元中各電路模塊供電；實際中，下行鏈路接口模塊具體包括兩部分，第一部分由第一隔離保護子模塊、波形整型子模塊和隔離子模塊順次連接而成；第二部分由第一隔離保護子模塊的電壓輸出端與整流子模塊和第一電壓調(diào)節(jié)子模塊順次連接而成；其中，第一隔離保護子模塊與第一天線連接，用于將第二天線與應(yīng)答器的其他各電路模塊隔離，并以耦合的方式將第一天線接收的電磁信號輸出至波形整型子模塊和整流子模塊。上述應(yīng)答器的應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元中，還包括第二天線和濾波及電壓調(diào)節(jié)子模塊，第二天線與濾波及電壓調(diào)節(jié)子模塊連接，濾波及電壓調(diào)節(jié)子模塊分別與第一主控制模塊和存儲模塊連接。上述應(yīng)答器中的應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元具體包括第二主控制模塊、電纜接口、數(shù)據(jù)報文接口模塊、應(yīng)答器信息回送接口模塊和偏置電壓接口模塊；其中，電纜接口分為第一電纜接口和第二電纜接口，實際中可以使第一電纜接口與一對兩芯電纜連接，第二電纜接口與另一對兩芯電纜連接，兩組兩芯電纜作為連接LEU通信用的四芯電纜；其中，第二主控制模塊與應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元連接通信，并分別與數(shù)據(jù)報文接口模塊、應(yīng)答器信息回送接口模塊和偏置電壓接口模塊連接，用于處理各模塊發(fā)送或接收的報文數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)報文接口模塊連接在所述第一電纜接口與所述第二主控制模塊的信號輸入端之間，用于將道旁電子設(shè)備傳輸?shù)膱笪臄?shù)據(jù)傳送至所述第二主控制模塊進行處理；實際中，數(shù)據(jù)報文接口模塊具體由第二隔離保護子模塊、雙工器、短路器和DBPL信號處理子模塊順次連接而成，第二隔離保護子模塊的輸入端與電纜接口連接，DBPL信號處理子模塊的輸出端與第二主控制器的信號輸入端連接；應(yīng)答器信息回送接口模塊連接在所述第二主控制模塊的信號輸出端與所述第二電纜接口之間，用于將該應(yīng)答器的狀態(tài)信息回送至道旁電子設(shè)備；實際中，應(yīng)答器回送接口模塊具體由低頻信號產(chǎn)生器、功放子模塊和第三隔離保護子模塊順次連接而成；其中，低頻信號產(chǎn)生器的輸入端與所述第二主控制模塊的信號輸出端連接，第三隔離保護子模塊的輸出端與第二電纜接口連接；實際中，組成應(yīng)答器回送接口模塊中的低頻信號產(chǎn)生器的功率為l~10mW、可產(chǎn)生頻率在O.5~1.5KHz的低頻信號，這種低頻信號產(chǎn)生器由于功率較小，在應(yīng)答器本身電力供應(yīng)很小的前提下，可以保證產(chǎn)生穿透力強、傳輸距離遠的低頻信號來將應(yīng)答器的信息回送至LEU，保證了LEU可以準(zhǔn)確監(jiān)測應(yīng)答器的工作狀態(tài)。實際中，低頻信號的頻點應(yīng)避開工頻與軌道電路頻率的諧波。具體使用中，可以采用雙音頻信號產(chǎn)生器作為低頻信號發(fā)生器，雙音頻信號的不同組合后，可以更準(zhǔn)確的向LEU反饋應(yīng)答器的不同工作狀態(tài)。并且為了使實用新型實施例中的應(yīng)答器與現(xiàn)有的應(yīng)答器系統(tǒng)兼容，功放子模塊可以采用高效功放電路(一般采用效率高于70%的功放電路)，以使應(yīng)答器的總體負載為90Q〈IZI〈150Q，以達到與現(xiàn)有應(yīng)答器系統(tǒng)兼容的目的。偏置電壓接口模塊與數(shù)據(jù)報文接口模塊連接，用于向各電路模塊提供偏置電壓；偏置電壓接口模塊具體由整流濾波模塊和第二電壓調(diào)節(jié)模塊連接而成；其中，整流濾波模塊與數(shù)據(jù)報文接口模塊的雙工器的電流輸出端連接。上述本實用新型實施例的應(yīng)答器在應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元中可以通過報文數(shù)據(jù)接口模塊對LEU傳輸過來的DBPL信號上承載的應(yīng)答器報文進行校驗，以及在應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元中通過第一主控制模塊和應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元中通過第二主控制模塊進行自檢獲得應(yīng)答器的工作狀態(tài)信息，使應(yīng)答器可以將校驗后的信息、應(yīng)答器激活信息和應(yīng)答器自身工作狀態(tài)信息通過應(yīng)答器信息回送接口模塊承載在低頻信號上發(fā)送至LEU,使道旁電子設(shè)備可以準(zhǔn)確監(jiān)測應(yīng)答器的各種工作狀態(tài)和激活狀態(tài)，解決了應(yīng)答器工作狀態(tài)實時監(jiān)測的問題。在歐洲應(yīng)答器標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，實際中使用的應(yīng)答器要具備(部分為可選)下述相應(yīng)的4妄口A接口，應(yīng)答器與車載設(shè)備之間的通信接口，A接口可以分為A1、A2、A4和A5等子接口。Al接口從上行應(yīng)答器到天線傳輸上行應(yīng)答器報文的接口。A2接口從天線到下行應(yīng)答器傳輸下行應(yīng)答器報文的接口。目前的應(yīng)答器系統(tǒng)沒有采用。A4接口車載設(shè)備的車載天線將建立電磁場為應(yīng)答器提供能量(車—地傳輸)，A4接口是通過車載設(shè)備的車載天線形成的無線電磁場中為應(yīng)答器獲取所需能量的接口，當(dāng)與A4接口連接的應(yīng)答器的第一天線位于接觸區(qū)(contactZone)內(nèi)時，應(yīng)答器接收車載設(shè)備的車載天線形成的無線電磁場能量，建立工作電源，并向車載設(shè)備發(fā)送報文數(shù)據(jù)(地—車傳輸)，一般車載設(shè)備的車載天線的功率載頻為095MHz±5KHz;A5接口是可選的接口，通過無線的方式給固定的上行應(yīng)答器寫入報文的接口。C接口，用于連接道旁電子設(shè)備LEU，為應(yīng)答器供電和控制信息傳輸接口，有4個子接口Cl接口上傳數(shù)據(jù)；C4接口輸出閉塞信號(Blocking);C5接口應(yīng)答器編程接口，是可選接口，目前的應(yīng)答器系統(tǒng)沒有采用。C64妄口輔助能量輸入。Cl、C4和C6必須共享同一對電纜。下面結(jié)合上述標(biāo)準(zhǔn)中的要求，對本實用新型實施例中的應(yīng)答器的各接口作進一步說明圖2和圖3所示為該應(yīng)答器的結(jié)構(gòu)框圖，整個系統(tǒng)分為兩個部分，應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元和應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元，也就是應(yīng)答器標(biāo)準(zhǔn)中-見定的A接口部分和C接口部分。A接口部分主要由第一天線、第一隔離保護子模塊、整流子模塊、第一電壓調(diào)節(jié)子模塊、波形整形子模塊、隔離子模塊、FSK調(diào)制子模塊、存儲模塊、第一主控制模塊、功放與濾波子模塊等組成，其中，各電路模塊連接形成下行鏈路接口模塊作為A1接口和A4接口，及上行鏈路接口模塊作為A2接口。C接口部分由第二隔離保護子模塊、低頻信號接收子模塊、雙工器、整流濾波子模塊、第二電壓調(diào)節(jié)子模塊、第三隔離保護子模塊、低頻信號產(chǎn)生器、第二主控制模塊、功放子模塊等組成；其中，各電路模塊連接形成數(shù)據(jù)報文接口模塊作為接收C1接口和C6接口信號，第一電纜接口與所述第二隔離保護子模塊、雙工器、短路器相連接產(chǎn)生并傳輸C4接口信號。與此同時第二電纜接口與反饋信號產(chǎn)生模塊共同產(chǎn)生并傳輸應(yīng)答器工作狀態(tài)和激活信息的低頻信號。應(yīng)答器激活是通過短路器將應(yīng)答器負載下降到15歐姆，在應(yīng)答器被激活后5us時間內(nèi)將激活信息回送至第一電纜接口。作為A接口部分的應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元中的第一主控制模塊與作為C接口部分的應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元中的第二主控制模塊通信連接，實際中也可以將兩個控制模塊采用一個控制芯片來實現(xiàn)。第一主控制模塊和第二主控制模塊的芯片可以采用CPLD、FPGA、MCU、DSP等，但不因采用特定的芯片類型對本實用新型實施例的應(yīng)答器造成任何限制，只要用在應(yīng)答器中可起到相應(yīng)的控制作用即可。上述應(yīng)答器在使用中C接口部分通過一對四芯電纜中的兩對電纜與LEU連接，一對電纜中的信號是完成C接口與LEU通信，包括C1、C4和C6各接口信號的傳輸；另外一對電纜傳輸應(yīng)答器的反饋信號。下面對應(yīng)答器中作為A接口部分的車載設(shè)備通信接口模塊的各部分的作用進行說明在上述應(yīng)答器中，第一主控制模塊主要在應(yīng)答器被激活時發(fā)送FSK信號，同時通過第二天線接收和濾波電壓調(diào)節(jié)模塊接收A5接口信號對應(yīng)答器存儲的默認纟艮文進行改寫。實際中，第一天線可以是27.095M和4.234M的雙頻天線，同時/人車載i殳備接收27.095MHz的無線信號和向車載設(shè)備發(fā)送中心頻率為4.234MHz的FSK信號并由雙工器將兩路信號分離；第一天線也可以由工作頻率分別為27.095MHz和4.234M的兩個單頻天線組成，分別完成接收27.095MHz信號和發(fā)送FSK信號的功能。天線材料可以采用PCB或銅板制造，兩個頻率可以由一副天線實現(xiàn)，并用雙工器來區(qū)分兩個頻率；也可以分別用兩副天線來組成。第二天線是9.032MHz天線，天線材料可以采用PCB或銅板制造，為了將第一天線1和第二天線2隔離，第二天線2采用與第一天線1不同的結(jié)構(gòu)，兩天線的具體結(jié)構(gòu)參見圖4。第一隔離保護模塊，可以采用隔離保護電路，主要作用是將第一天線與應(yīng)答器的其他模塊隔離開，并且具有防雷的作用，實際中，隔離保護電路可以采用變壓器構(gòu)成的隔離電路，而防雷部分可以采用如圖4中所示的由并聯(lián)雙端齊納二極管防雷電路，或如圖5中所示的在變壓器前串聯(lián)壓敏電阻構(gòu)成的防雷電路。整流模塊是將交流變直流，可以采用如圖6所示的利用全波整流、整流橋或倍壓整流電路等，也可以采用其它形式的整流電路。第一電壓調(diào)節(jié)模塊，使整流后的脈動電壓獲得穩(wěn)定的電壓，為其它電路模塊提供電源。A接口部分中其它電路模塊所需電壓可以采用如圖8所示的穩(wěn)壓電路進行穩(wěn)壓，實際中，可以使用不同穩(wěn)壓值的齊納二極管Dl,Rl可以取50~IOO歐姆電阻。波形整形^^莫塊的作用將經(jīng)第一天線接收的正弦波整形為27.095M方波信號，為第一主控制模塊提供時鐘信號，波形整形模塊可以由比較器或施密特電i各組成。隔離子模塊用來保護第一主控制模塊，可以使用但不僅限于使用光耦。FSK調(diào)制子模塊對1023比特的報文數(shù)據(jù)進行2FSK調(diào)制，編碼0對應(yīng)3.9MHZ,編碼1對應(yīng)4.5MHZ。隔離變壓器子模塊，主要起到信號耦合以及防雷保護的作用。功放與濾波子模塊可以采用低通濾波和功放電路，F(xiàn)SK調(diào)制模塊調(diào)制后的FSK信號經(jīng)隔離變壓器子模塊耦合到功放與濾波子模塊，由功放與濾波子模塊的功放電路將FSK信號放大，并通過低通濾波器電路將FSK信號饋傳到第一天線上向車載設(shè)備發(fā)送。存儲模塊是用來存放默認報文以及由應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元接收的報文，可以使用EEPROM,FRAM等存儲芯片，但并不限于所述的存儲器。第二天線與濾波、電壓調(diào)節(jié)模塊連接，形成向應(yīng)答器寫入報文用的接收電路，主要用于利用手持設(shè)備向應(yīng)答器寫入報文時，接收報文數(shù)據(jù)用。濾波、電壓調(diào)節(jié)模塊完成對第二天線的匹配濾波，整流后通過電壓調(diào)節(jié)模塊輸出電源，供A接口部分的第一主控制模塊和存儲模塊，并提供中斷信號，使第一主控制模塊加入寫報文狀態(tài)。下面對本發(fā)明實施例的應(yīng)答器中作為C接口部分的應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元的各電路才莫塊的作用及組成進行說明第二隔離變壓器子模塊主要起到信號耦合以及防雷保護的作用。第二主控制模塊是根據(jù)LEU獲取的數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的操作，第二主控制模塊對量化后的DBPL信號進行解碼，并進行CRC校驗，從而產(chǎn)生應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元的狀態(tài)信息。另外C接口部分的第二主控制模塊也接收A接口部分的第一主控制模塊反饋的應(yīng)答器激活信息以及A接口部分的狀態(tài)信息，并將總體應(yīng)答器的工作狀態(tài)信息反饋回LEU。第二主控制模塊的控制芯片可以釆用但不限于CPLD、FPGA、MCU、DSP等。雙工器將LEU輸出的8.82K正弦信號和DBPL信號分離，并分別輸出到后繼電路模塊。整流模塊將8.82K的正弦信號整流，可以使用但不限于全波整流、整流橋電路或者倍壓整流電路等。第二電壓調(diào)節(jié)子模塊使用電源芯片輸出各種幅度電壓以供C接口部分的其它電路模塊使用。DBPL信號處理子模塊主要進行三種處理濾波消除8.82K信號及其高次諧波干擾；對DBPL信號進行限幅以防止大幅度的輸入對模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC(圖中未示出)造成損傷；用模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC將DBPL模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC也可以使用比較器實現(xiàn)l比特量化。功放子模塊是對低頻信號產(chǎn)生器產(chǎn)生的低頻信號進行放大，實際中可以使用運放或分立器件電路作為功放子模塊，對低頻信號進行放大。功放子模塊的效率應(yīng)高于70%。功放子模塊輸出的低頻信號的幅度見圖8，其中，Vi要符合8Vpp^,15Vpp。低頻信號產(chǎn)生器可以采用雙音頻信號產(chǎn)生器，具體可以按應(yīng)答器狀態(tài)產(chǎn)生雙音頻信號，分別由一個低頻(共四個)、一個高頻信號(共四個)組合構(gòu)成，存在16個狀態(tài)，用來傳遞應(yīng)答器工作狀態(tài)的反饋信號到LEU。一種可行的具體信號表示的應(yīng)答器狀態(tài)與頻率組定義如下表l頻率與信息對應(yīng)表<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>表l中的空余狀態(tài)，可以根據(jù)實際的需要對應(yīng)答器可反饋的功能進行完善和豐富。本實用新型應(yīng)答器的c接口部分的功放子模塊輸出端輸出的雙音頻信號的傳輸波形(如圖8所示)的要求如下幅度(1K歐姆負載)8Vpp^《15Vpp;頻率精度表1中頻率的誤差^2%;時間參數(shù)18ms^S22ms,,2=100臘_^。下面通過對在實際中的^f吏用情況，對本實用新型實施例中的應(yīng)答器作進一步說明(l)應(yīng)答器與LEU正常此時工作正常，應(yīng)答器發(fā)送雙音頻的0001比特信息，即697Hz和U09Hz信號；(2)應(yīng)答器與LEU正常通信，火車通過此時工作正常，應(yīng)答器發(fā)出對8.82KHz的C6接口信號短路200us<t<350us，并發(fā)射雙音頻的1000比特信息，即852Hz和1336Hz信號；(3)應(yīng)答器與LEU無連接此時應(yīng)答器的有源部分不工作，無雙音頻信號向LEU反饋；(4)應(yīng)答器與LEU有連接，A接口部分工作不正常此時應(yīng)答器的作為C接口部分的應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元工作正常，作為應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元的A接口部分沒有產(chǎn)生FSK信號，即沒有反饋信號給作為有源單元的C接口部分，應(yīng)答器反饋比特OOll，即6WHz和1477Hz信號；若A接口部分的第一主控制模塊錯誤，與C接口部分的第二主控制模塊的通信信號失常，應(yīng)答器反饋比特OOIO,即6"Hz和1336Hz信號。(5)應(yīng)答器與LEU有連接，C接口接分沒有接收到DBPL信號達O.6ms:此時應(yīng)答器的無源部分工作(A接口部分)，若沒有產(chǎn)生FSK信號，應(yīng)答器反々貴比特0101,即77OHz和1336Hz信號。綜上所述，本實用新型實施例中通過在作為C接口部分的應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元中增設(shè)應(yīng)答器信息回送接口模塊，并且該應(yīng)答器信息回送接口號，這樣利用不同頻率信號組合的方式，不但保證了反饋信息的準(zhǔn)確性，并且由于雙音頻信號的低頻特性也保證了應(yīng)答器可以用較小的功率(<10mW)達到反饋至較遠距離(反饋信號的傳輸距離一般可超過4km)的LEU的效果。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。權(quán)利要求1、一種應(yīng)答器，其特征在于，包括應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元和應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元，其中，所述應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元中設(shè)有應(yīng)答器信息回送接口模塊；所述應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元，與所述應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元通信連接，用于與車載設(shè)備無線通信，將道旁電子設(shè)備傳送至該應(yīng)答器中的報文數(shù)據(jù)，以無線方式向所述車載設(shè)備發(fā)送；所述應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元，與所述應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元通信連接，用于與道旁電子設(shè)備連接通信，接收道旁電子設(shè)備輸出的報文數(shù)據(jù)并通過所述應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元以無線方式傳送至車載設(shè)備；并將應(yīng)答器產(chǎn)生的反應(yīng)該應(yīng)答器自身工作狀態(tài)以及應(yīng)答器激活信息，通過應(yīng)答器信息回送接口模塊產(chǎn)生的低頻信號輸出傳送至道旁電子設(shè)備。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的應(yīng)答器，其特征在于，所述應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元具體包括第一主控制模塊、存儲模塊、第一天線、上行鏈路接口模塊和下行鏈路接口模塊；所述第一主控制模塊，與所述存儲模塊連接，用于對接收的報文數(shù)據(jù)進行處理，并存儲至所述存儲模塊中；并與所述應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元連接通信，將該第一主控制模塊自檢獲得的自檢信息傳送至所述應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元；上行鏈路接口模塊，連接在第一天線和所述第一主控制模塊的信號輸出端之間，用于將所述第一主控制模塊處理后的控制信號輸出至第一天線，由第一天線傳輸至車載設(shè)備；下行鏈路接口模塊，連接在第一天線和第一主控制模塊的信號輸入端之間，其供電輸出端與所述應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元中各電路模塊的供電端連接，用于將第一天線接收的車載設(shè)備的電磁信號整型后的報文信號輸入所述第一主控制模塊進行處理；并將電磁信號轉(zhuǎn)換為電能為所述應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元供電。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)答器，其特征在于，所述上行鏈路接口模塊具體由FSK調(diào)制子模塊、隔離變壓器子模塊和濾波與功放子模塊依次連接組成；其中，所述FSK調(diào)制子模塊，連接在所述第一主控制模塊的信號輸出端與隔離變壓器子模塊之間，用于對第一主控制模塊輸出的報文數(shù)據(jù)進行2FSK調(diào)制，確定編碼對應(yīng)的頻率值；所述隔離變壓器子模塊，用于信號耦合以及防雷保護；所述濾波與功放子模塊，與所述第一天線連接，用于將調(diào)制報文數(shù)據(jù)得到的FSK信號放大，并通過低通濾波處理后將FSK信號饋送至第一天線發(fā)送。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)答器，其特征在于，所述下行鏈路接口模塊具體包括兩部分，第一部分由第一隔離保護子模塊、波形整型子模塊和隔離子模塊順次連接而成；第二部分由第一隔離保護子模塊的電壓輸出端與整流子模塊和第一電壓調(diào)節(jié)模塊順次連接而成；其中，所述第一隔離保護模塊，與所述第一天線連接，用于將第一天線與應(yīng)答器的其他模塊隔離，并以耦合的方式將第一天線接收的電磁信號輸出至波形整型子模塊和整流子模塊。5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的應(yīng)答器，其特征在于，所述應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元還包括第二天線和濾波及電壓調(diào)節(jié)模塊；所述第二天線與所述濾波及電壓調(diào)節(jié)模塊連接，所述濾波及電壓調(diào)節(jié)模塊分別與第一主控制模塊和存儲模塊連接，用于接收更新數(shù)據(jù)信號。6、根據(jù)權(quán)利要求l所述的應(yīng)答器，其特征在于，所述應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元具體包括第二主控制模塊、電纜接口、數(shù)據(jù)報文接口模塊、應(yīng)答器信息回送接口模塊和偏置電壓接口模塊；所述第二主控制模塊，與所述應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元連接通信，并分別與數(shù)據(jù)報文接口模塊、應(yīng)答器信息回送接口模塊和偏置電壓接口模塊連接，用于處理各模塊發(fā)送或接收的報文數(shù)據(jù)；及對DBPL信號上承載的應(yīng)答器報文進行CRC校驗，將該第二主控制模塊自檢信息與接收的應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元的第一主控制模塊反饋的自檢信息綜合成應(yīng)答器的工作狀態(tài)信息，并將該工作狀態(tài)信息傳送至應(yīng)答器信息回送接口模塊；所述數(shù)據(jù)報文接口模塊，連接在所述電纜接口l與所述第二主控制模塊的信號輸入端之間，用于將道旁電子設(shè)備傳輸?shù)膱笪臄?shù)據(jù)傳送至所述第二主控制模塊進行處理；所述應(yīng)答器信息回送接口模塊，連接在所述第二主控制模塊的信號輸出端與所述電纜接口之間，用于產(chǎn)生表征了應(yīng)答器自身工作狀態(tài)以及應(yīng)答器激活信息的低頻信號，并通過電纜接口將產(chǎn)生的低頻信號輸出回送至道旁電子設(shè)備；所述偏置電壓接口模塊，與所述數(shù)據(jù)報文接口模塊連接，用于向所述數(shù)據(jù)報文接口模塊提供偏置電壓。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)答器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)報文接口模塊具體由第二隔離保護子模塊、雙工器、短路器和DBPL信號處理子模塊順次連接而成，第二隔離保護子模塊的輸入端與所述電纜接口連接，DBPL信號處理子模塊的輸出端與所述第二主控制器的信號輸入端連接。8、根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的應(yīng)答器，其特征在于，所述應(yīng)答器信息回送接口模塊具體由低頻信號產(chǎn)生器、功放子模塊和第三隔離保護子模塊順次連接而成；其中，低頻信號產(chǎn)生器的輸入端與所述第二主控制模塊的信號輸出端連接，所述第三隔離保護子模塊的輸出端與電纜接口連接。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)答器，其特征在于，所述低頻信號產(chǎn)生器的功率為l~10mW，產(chǎn)生的低頻信號的頻率范圍為O.5~1.5KHz。10、根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)答器，其特征在于，所述偏置電壓接口模塊具體由整流濾波子模塊和第二電壓調(diào)節(jié)子模塊連接而成；其中，整流濾波子模塊與數(shù)據(jù)報文接口模塊中雙工器的電流輸出端連接。專利摘要本實用新型公開一種應(yīng)答器。屬于鐵路通信信號設(shè)備領(lǐng)域。該應(yīng)答器包括應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元和應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元，其中，應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元中設(shè)有應(yīng)答器信息回送接口模塊；應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口模塊與應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元通信連接，向車載設(shè)備發(fā)送報文數(shù)據(jù)；應(yīng)答器的應(yīng)答器道旁電子設(shè)備接口單元與應(yīng)答器的應(yīng)答器車載設(shè)備通信接口單元通信連接，用于與道旁電子設(shè)備連接通信，接收道旁電子設(shè)備輸出的報文數(shù)據(jù)并通過車載設(shè)備通信接口單元傳送至車載設(shè)備，并將反應(yīng)該應(yīng)答器自身工作狀態(tài)和激活信息通過應(yīng)答器信息回送接口模塊產(chǎn)生的低頻信號輸出傳送至道旁電子設(shè)備。該應(yīng)答器反饋信號準(zhǔn)確，通信距離可達4km以上。文檔編號H04B1/59GK201323574SQ20082012328公開日2009年10月7日申請日期2008年12月31日優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日發(fā)明者呂旌陽,寧徐,楊志杰,王財進,鄭一祥申請人:中國鐵道科學(xué)研究院通信信號研究所;北京市華鐵信息技術(shù)開發(fā)總公司