便携式应答器报文读写器的设计与应用
一种小型化便携式UHF RFID读写器的实现
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一种小型化便携式UHF RFID读写器的实现卓建亮;文光俊;李建【摘要】设计实现了一款小型化便携式UHF RFID读写器.采用Impinj公司的射频收发芯片R1000作为核心芯片,并结合电源管理模块、ARM7及其外围电路的设计,实现工作频率为860 MHz~960 MHz软件可调,可兼容EPC global Gen2和IS018000-6C两种标准.在8 dBi天线下,该读写器实现3 m以上的读写距离,并且可多标签读写.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2011(030)008【总页数】3页(P18-19,22)【关键词】UHF RFID;读写器;R1000;ARM7;便携式【作者】卓建亮;文光俊;李建【作者单位】电子科技大学通信与信息工程学院射频集成电路研究室,四川成都611731;电子科技大学通信与信息工程学院射频集成电路研究室,四川成都611731;电子科技大学通信与信息工程学院射频集成电路研究室,四川成都611731【正文语种】中文【中图分类】TP914.4R1000芯片是Impinj公司的UHF RFID便携式读写器核心模块。
R1000内部集成了约90%以上的射频收发系统所需的元件,采用Atmel公司的ARM7处理器AT91SAM7S256作为MCU,增加外部驱放芯片设计,可在8 dBi增益的天线下实现稳定读写距离3 m以上。
1 系统设计本设计中,UHF RFID读写器硬件部分设计主要包括三部分[1-2]:(1)R1000及外围电路;(2)ARM7及外围电路;(3)电源管理模块。
如图1所示,R1000及其外围电路完成射频信号的收发、变频、数模/模数转换以及数据的调制/解调;ARM7及其外围电路对来自R1000或主机的数据按照协议进行处理,实现协议功能,并提供对外的通信接口;电源管理模块接收外部3.7 V DC输入转换成系统其他模块所需要的1.8 V、3.3 V、5 V,并提供相应的带负载能力。
一种多功能读写器设计与应用的开题报告
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一种多功能读写器设计与应用的开题报告一、研究背景及意义随着无线通讯技术的迅猛发展,RFID技术逐渐成为物联网的重要组成部分,也被广泛应用于各个领域,如物流、供应链、医疗、零售等行业。
RFID技术可以跨过障碍物进行非接触式的识别和追踪,提高了物联网数据采集的效率和精度,实现了全面信息化的管理。
RFID技术的应用中,读写器是至关重要的组成部分,它可以实现对RFID标签的识别和读写操作。
但现有的读写器在应用中还存在一些问题,如读写距离短、读取速度慢、不支持多标签同时读取等。
因此,需要设计一种多功能的RFID读写器,并对其进行实际应用测试,以提高RFID技术的应用效果和实用性,并促进其在物联网应用中的落地。
二、研究内容及方法本研究旨在设计一种多功能RFID读写器,并对其进行应用测试。
主要的研究内容包括以下几个方面:1.硬件设计根据RFID技术的标准和需求,设计一种多功能RFID读写器,具体包括天线、功率放大器、射频模块等组成部分。
设计中应考虑读写距离、读写速度、多标签同时读取等方面的问题。
2.软件设计设计RFID读写器的控制程序,包括读取标签数据、写入数据、标签数据存储、多标签同时处理等功能。
同时,应设计用户界面程序,使用户能够方便地控制读写器的操作。
3.应用测试应在实验室和现场进行RFID读写器的测试,包括读写距离、读写速度、多标签同时读取、应用场景等方面的测试,以验证RFID读写器的功能和性能。
测试结果应评估RFID技术在实际应用中的有效性。
本研究主要采用软硬件相结合的方法,通过对硬件和软件进行优化,设计一种多功能RFID读写器,并在实验室和现场进行应用测试,以验证RFID技术的实际应用效果。
三、预期成果及意义本研究预期达到以下成果:1.设计一种可靠、高效、稳定的多功能RFID读写器,能够满足不同应用场景的需求。
2.验证RFID读写器的可行性和有效性,提高RFID技术在实际应用中的落地率和应用效果。
便携式应答器报文读写器的设计与应用
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便携式应答器报文读写器的设计与应用便携式应答器报文读写器的设计与应用杜运峰李永善摘要:随着高铁建设的快速发展,点式应答器在列控系统中被广泛使用。
结合应答器设备现场维护需求,详细说明了对应答器报文读写操作的设计过程,完成便携式应答器报文读写器的设计。
关键词:欧洲应答器;读写器;应答器编程随着我国高速铁路的迅速发展,应答器系统已在越来越多的高铁线路上运行。
应答器是一种用于地面向列车传输信息的点式设备,分为有源和无源2种。
应答器可以给车载设备传送线路基本参数、临时限速、车站进路等固定和可变信息。
由于应答器设备分布在铁路沿线,应答器(组)之间间隔较远,为了便于电务人员维护和检测应答器,开发了便携式应答器报文读写设备,满足现场维护人员的使用要求。
与站台墙靠钢轨侧预留的接地端子连接起来。
5给排水专业接地方式在有客车上水栓及卸污管沟的车站,设置客栓及卸污单元接地干线,采用40mmx4mm的镀锌扁钢沿管沟敷设,与站台综合接地端子可靠连接。
6结束语目前,高速铁路车站均配置了综合接地系统。
车站范围内的综合接地系统设计涉及的专业较多,为使各专业的综合接地技术要求能在同一张图上体现出来,就需要做好事前规划,按专业顺序依次开展规划设计,减少各专业间不必要的工作。
车站的综合接地设计方案应体现的是各专业的电气连接技术要求,在现场施工时,还应配套车站范围接触网支柱布置图、站场综合管线图、站台墙结构设计图等共同使用,做好与站前工程同步实施的贯通地线敷设、接地端子预留等工作。
1设备构成应答器报文读写器由电源单元、显示单元、数字处理单元、信号解析单元、信号调理单元、应答器编程单元等组成,如图1所示。
读写器采用大容量锂电池,工作电压12V。
为了保证读写器的长时间工作,设备电路使用控制开关控制各个电源模块的通断,只有在用户读取和写入应答器时才打开功放和解析电路,其他时间只打开显示单元,确保设备最大程度省电。
2设计原理2.1电源单元设备输入电压为12V,输出电压有SV、3.3V、1.2V、15V、-10V不等。
便携式RFID读写器的设计与实现
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便携式RFID读写器的设计与实现
高天宝;王敬超;张春;李永明;王志华
【期刊名称】《电子技术应用》
【年(卷),期】2008(34)5
【摘要】提出一种基于ISO/IEC 18000-6B标准的低成本、便携式超高频RFID 读写器的设计.该设计采用了基于零中频结构的射频收发机模块和以单片机为主的数字基带处理模块从,而实现了低成本,并且达到了单标签80bit/5ms的读写速度.【总页数】3页(P56-58)
【作者】高天宝;王敬超;张春;李永明;王志华
【作者单位】清华大学,微电子学研究所,北京100084;清华大学,微电子学研究所,北京100084;清华大学,微电子学研究所,北京100084;清华大学,微电子学研究所,北京100084;清华大学,微电子学研究所,北京100084
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.一种简单便携式RFID读写器的设计 [J], 张保华;王智慧
2.一种便携式超高频RFID读写器的设计 [J], 汪大卓;孙玲玲;蔡鹏鹏
3.一种低功耗便携式的RFID读写器的设计 [J], 郑淼淼
4.便携式超高频RFID读写器的FPGA实现 [J], 晏勇
5.一种小型化便携式UHF RFID读写器的实现 [J], 卓建亮;文光俊;李建
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应答器报文读取工具的运用
![应答器报文读取工具的运用](https://img.taocdn.com/s3/m/fe4cacd833d4b14e852468cb.png)
铁 道 通 信 信 号
RAI W AY GNALLI L SI NG & C0M M UNI CAT1 0N
Ma y 201 0
Vo. 6 No 5 14 .
应 答 器 报 文读 取 工 具 的 运 用
吕豪英 刘
中 国列 车控 制系 统 ( T S C C )是 保证行 车 安全 ,
数据 进行 比较 ,从 而 给 出应 答 器 和 L U通 信 电缆 E
工作状 态 。
据 检测 和读取 是非 常必要 的。
读 取工具 的结 构组 成主要 包括 :壳 体 以及 内部
的天 线 、 电源 模 块 、报 文 数 据 读 取 模 块 、译 码 模 块 、微 处理器 、显示 单元 和 L U译 码模块 等 。 E
} 河南蓝信科技有限公司 工程师 , 50 1 郑州 400 收稿 日 2 1 1 l 期: 00 - 2
一
42 —
示 。该读 取工 具深受 电务 维护 工作人 员 的青睐 。 目 前 ,已有 一部 分便携 式应 答器 读取工 具在 各局段 推 广应 用 ,用户 反映 良好 。
39M z45M z的 F K信号 ,通 过译码单元将 . H / . H S F K信 号译成 数字 信号 后 ,由显示 单元显 示 所测 出 S
号 ,激 活 需 要 检 测 的 应 答 器 , 应 答 器 输 出
2 运 用情 况
河 南蓝信 科技 有 限公 司研 制 的便 携式 应答器 报 文 读取 工具 ,做为新 一代 的应 答器检 测仪 器 ,具 有
操作 简单 、携 带 方 便 、小 巧美 观 、低 功 耗 等优 点 , 为 电务维 护人 员提供 了检 测应答 器报 文 和确认应 答 器运 用状 态 的有 效 专 用 工 具 ,其 外 观 图如 图 2所
应答器-课件(-精)
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xx年xx月xx日
目录
• 应答器的概述 • 应答器的技术原理 • 应答器的应用场景 • 应答器的优缺点分析 • 应答器的生产制作流程 • 应答器的使用注意事项
01
应答器的概述
应答器的定义
定义
一种用于自动识别和跟踪特定目标或物体的系统,通常用于无线通信和信号 处理领域。
特点
高精度、高速度、高可靠性、低能耗等。
数据安全问题
应答器技术存在一些限制,例如数据传输速 度较慢,无法处理复杂的多媒体内容。
应答器使用过程中可能存在数据泄露、数据 篡改等安全问题。
操作复杂
设备成本高
某些应答器操作较为复杂,用户需要经过培 训才能掌握使用方法。
应答器设备成本较高,对于一些企业和个人新
对应答器的硬件进行调试
电源调试
通过调试电源电路,确保应答 器在各种情况下的稳定供电。
功能调试
根据应答器的功能需求,逐一测 试各个功能模块的正确性和稳定 性。
性能调试
通过测试应答器的性能指标,如响 应时间、灵敏度、信号强度等,确 保应答器满足设计要求。
制作应答器的标签
设计标签内容
根据应答器的用途和特点,设计标签上的文字、图案和颜色等内 容。
读取距离影响因素
应答器的读取距离受多种因素影响,如读写器的功率、天线增益、工作频率 、应答器电池电量等。
读取距离范围
一般来说,应答器的读取距离在几十厘米到几米之间,特殊应用场景下可以 达到更远的距离。
03
应答器的应用场景
应答器在物流行业的应用
物流跟踪
01
通过应答器可以实时跟踪物流信息,实现精准配送和降低运输
传输距离
应答器的传输距离根据功率和频率不同有所差异,一般来说,其传输距离在几厘 米到几十米之间。
便携式RFID读写器的设计与实现
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便携式RFID读写器的设计与实现高天宝,王敬超,张春,李永明,王志华(清华大学微电子学研究所,北京 100084)摘要:本文提出了一种基于ISO/IEC 18000-6B标准的低成本、便携式的超高频RFID读写器的设计。
该设计采用了基于零中频结构的射频收发机模块和以单片机为主的数字基带处理模块,从而实现了低成本,并且达到了单标签80bit/5ms的读写速度。
读写器不需外接天线,具有单机工作模式,便于携带,包括机壳在内重量不足200克。
读写器可在860MHz~960MHz 的频率范围内进行跳频操作,从而可以避免频带内其他信号的干扰。
另外还可以在受控工作模式下进行在线升级,并在有相应软件支持下可以支持其他标准或多标准。
目前已经进入产品化阶段。
关键词:射频识别、读写器、超高频中图分类号:TNDesign and realization of a portable RFID readerGao Tianbao, Wang Jingchao, Zhang Chun, Li Yongming, Wang Zhihua(Institute of Microelectronics, Tsinghua University, Beijing 100084, China)Abstract: A low-cost, portable UHF RFID reader based on ISO/IEC 18000-6B standard is proposed in this paper. Low cost is achieved by introducing Zero-IF architecture RF transceiver and SCM based digital baseband processing module, with single tag read-write speed of 80bit/5ms. As the antenna is built in, and the whole machine weight is as light as 200 grams, this reader could be used in portable applications. Portability is further enhanced under single machine mode. The working frequency of the reader is 860MHz-960MHz, and interference of other signals could be avoided by frequency-hopping. Online update is supported, and the reader could accommodate other standard or multiple standards under the support of related software. The productization process of this design is ongoing.Key words: RFID; reader; UHF射频识别(RFID)技术是一种非接触式的自动识别技术,其基本原理是利用射频信号及 其空间耦合和传输特性,实现对静止或移动物体的自动识别。
应答器报文读取器使用方法
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LKY•D-th型
应答器报文读取器使用方法
1. 应答器A4接口的检测
通过应答器的A4接口读取无源应答器默认报文或读取有源应答器可变报文,译码并显示报文数据。
将读取器放置在应答器上面,按动“A4”按键测试,若读取器正常接收,可以按“翻屏查阅”键分三屏显示报文中的重要信息:
屏1说明:应答器编号及CRC校验码
屏2说明:应答器编号及MD4校验码
屏3说明:应答器编号及报文计数器值
2.C接口的检测
通过C接口读取传输报文,译码并显示报文数据。
将读取器侧面下方的“C接口”引出的测试线接到C总线上,按动“C”按键测试,若读取器正常接收,可以按“翻屏查阅”键分三屏显示报文:
屏1说明:应答器编号及CRC校验码
屏2说明:应答器编号及MD4校验码
屏3说明:应答器编号及报文计数器值。
一种低功耗便携式的RFID读写器的设计
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一种低功耗便携式的RFID读写器的设计郑淼淼【摘要】本文提出一种低功耗便携式RFID读写器的设计方案.详细阐述了RFID 读写器的设计原理、硬件结构和软件的设计方法.RFID读写器基于MSP430系列超低功耗单片机进行控制,并结合nRF2401射频芯片以及实时时钟芯片PCF8563,实现读写标签的实时时间记录.该读写器具有较高的实用性和可靠性、成本低、功耗低、具有良好的应用前景.【期刊名称】《工业设计》【年(卷),期】2017(000)008【总页数】2页(P148-149)【关键词】无线射频识别;读写器;低功耗;MSP430F149;nRF2401【作者】郑淼淼【作者单位】淮南市山南开发建设有限公司【正文语种】中文【中图分类】TN925Abstract:The design scheme of a low-power portable RFID reader is proposed. The design idea, hardware structure and software design method of RFID reader are given in details. The RFID reader based on MSP430 series of ultra-low power microcontroller to control, it combined with nRF2401 RF chip and real-time clock chip PCF8563, read and writetags to achieve real-time recording. The reader has a high practicality and reliability, low cost, low power consumption, and has a good application prospect.Key Words:Radio frequency identification; Reader; Low-power;MSP430F149; nRF2401RFID(Radio Frequency Identification)系统是一种非接触的自动识别系统,近年来备受关注。
《基于超高频RFID的便携式阅读器系统的设计与实现》范文
![《基于超高频RFID的便携式阅读器系统的设计与实现》范文](https://img.taocdn.com/s3/m/8b8a8015ce84b9d528ea81c758f5f61fb73628a1.png)
《基于超高频RFID的便携式阅读器系统的设计与实现》篇一一、引言随着物联网技术的快速发展,无线通信技术在各个领域的应用越来越广泛。
超高频RFID(射频识别)技术作为无线通信技术的一种,具有读取速度快、识别距离远、多标签识别等优点,在物流、仓储、零售等领域得到广泛应用。
本文将重点介绍基于超高频RFID的便携式阅读器系统的设计与实现。
二、系统设计1. 硬件设计便携式阅读器系统的硬件设计主要包括RFID阅读器模块、控制模块、电源模块和接口模块等部分。
其中,RFID阅读器模块是核心部分,负责与RFID标签进行通信,获取标签信息。
控制模块采用高性能的微处理器,负责整个系统的控制和数据处理。
电源模块为系统提供稳定的电源,保证系统的正常运行。
接口模块包括USB接口、蓝牙等,方便用户与系统进行数据交互。
2. 软件设计软件设计主要包括操作系统、驱动程序、应用软件等部分。
操作系统采用嵌入式操作系统,以适应硬件资源有限的环境。
驱动程序负责与硬件设备进行通信,实现数据的读取和写入。
应用软件负责数据的处理和展示,包括标签信息的解码、数据存储、数据分析等功能。
三、关键技术实现1. RFID阅读器模块的实现RFID阅读器模块是整个系统的核心部分,其性能直接影响到系统的读取速度和识别距离。
实现过程中,需要选用高性能的RFID芯片和天线,同时需要进行信号的调制、解调、编码等处理,以保证与RFID标签的正常通信。
2. 数据处理与展示数据处理与展示是应用软件的主要功能之一。
在读取到RFID标签的信息后,需要进行数据的解码、存储和分析。
解码过程中需要采用特定的算法,将标签信息从射频信号中提取出来。
存储过程中需要考虑到数据的格式、存储方式等问题,以便于后续的数据分析和处理。
数据分析可以根据具体的应用场景进行定制化开发,以实现不同的功能需求。
四、系统测试与优化在系统设计和实现完成后,需要进行系统测试和优化。
测试过程中需要对系统的各项功能进行测试,包括RFID标签的读取、数据的处理和展示等部分。
一种便携式报文发送装置[发明专利]
![一种便携式报文发送装置[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/128550ade45c3b3566ec8bd7.png)
专利名称:一种便携式报文发送装置专利类型:发明专利
发明人:张志远,朱龙永,梁云,马建锋申请号:CN202110227123.9
申请日:20210302
公开号:CN112816827A
公开日:
20210518
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明属于铁路车载应答器报文传输装置检修技术领域,特别涉及一种便携式报文发送装置,包括保护壳、电路板、伸缩延长杆,所述电路板安装在防护壳的内部,包括MCU单元、电源单元、报文调制单元、USB接口单元和无线取电单元;本发明具有手持可伸缩拉杆,设备无需充电,工作电源来自接收到的BTM下行射频能量,可向BTM发送上行应答器报文信息,应用于现场对动车组车载BTM设备进行功能测试。
申请人:河南蓝信科技有限责任公司
地址:450000 河南省郑州市高新技术产业开发区杜兰街63号
国籍:CN
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一种低功耗便携式的RFID读写器的设计
![一种低功耗便携式的RFID读写器的设计](https://img.taocdn.com/s3/m/cb40c0340066f5335a8121b6.png)
一
种 低 功耗 便携 式 的 R F I D读 写器 的设 计
郑淼淼
包含数据存储与处理 ,同时可 以通过键盘模块来设 置系统参数
DE SI GN OF L - OW — P OW E R P 0R T ABL E RF l D RE ADER
R F I D阅读器 和后端服务器组成 。R F I D标签包含 唯一 的标识信 的资源来实现省电目标 , 应用灵活 ;另外一方面 ,其从低功耗 息 ,并可 以附加到一个有生命 或无 生命的物体。 R F I D读写器 模式到唤醒模式的转换 时间小于 6 u s ,相应迅速 ,完全满足 实
服务 器管理下的 R F I D标签 中的标识信 息,并把它传递到 R F I D 速1 2位 A / D转换器 、两个通用 U S AR T接 口。作为 1 6位 的单 读 写器。由于 R F I D不断降低 的价 格、更小的构造 以及更加明 片机 ,其处理 数据的速度 、能力更是远 超传统 8位的 5 1系列 确 国际标准 ,这项技术发展得很快并在 多个领域都有着广泛的 单片机 ,加上其工作 时对环境和人体的辐射小 ,可靠性能好 ,
r e l i a b i l i y t , l o w c o s t , l o w p o we r o o n s u ml o t i o n ,a n d h a s a g o o d a p p l i c a t i o n
pr o s p e ct . Ke y W or ds: Ra di o f r e qu en c y i d en t i f i c a t i on ;Rea de r ;L ow— p ower MSP 43 0 F1 4 9: n RF 2 4 01
便携式助读器的设计与实现
![便携式助读器的设计与实现](https://img.taocdn.com/s3/m/8238ecaf1b37f111f18583d049649b6648d7093a.png)
便携式助读器的设计与实现张庆宾;陶智仁;赵文斐【摘要】为满足盲人、眼疾患者等视力弱势群体对获取知识的需求,设计了一种以ARM9嵌入式处理器为核心的便携式助读器.该助读器通过扫描、搜索和发音,能够将图书、报纸等纸质文本以声音的形式输出,实现助读功能;此外,该设计还可以扫描存储并实现速录.介绍了该便携式助读器的系统原理、硬件设计以及软件实现方法,同时,对该助读器进行了测试.结果表明,该助读器具有较好的识别率和发音效果.%In order to satisfy the requirements of acquiring knowledge for blinds and low vision people, the portable reading aid with ARM9 embedded processor as the core is designed. Through scanning, searching and pronunciation, the reading aid can output the texts in paper media, such as books and newspapers, into sound for implementing the function of helping to read. In addition, the design also offers the functions of scanning, storage, and fast speed recording. The principle of the system, the hardware design, and software implementing method of the reading aid are introduced. The result of tests shows that the reading aid features higher recognition rate and pronunciation effect.【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2011(032)011【总页数】3页(P81-83)【关键词】ARM9;扫描;便携式;模拟信号;助读器;字库【作者】张庆宾;陶智仁;赵文斐【作者单位】山东大学控制科学与工程学院,山东济南250061;山东大学控制科学与工程学院,山东济南250061;山东大学控制科学与工程学院,山东济南250061【正文语种】中文【中图分类】TP368+.10 引言当前,我们正生活在一个信息爆炸的时代,每个人都时刻接受着海量的信息,然而盲人、眼疾患者等却连基本接收信息的途径(如读书看报)都无法保证。
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便携式应答器报文读写器的设计与应用
杜运峰 李永善
摘要:随着高铁建设的快速发展,点式应答器在列控系统中被广泛使用。
结合应答器设备现场维护需求,详细说明了对应答器报文读写操作的设计过程,完成便携式应答器报文读写器的设计。
关键词:欧洲应答器;读写器;应答器编程
随着我国高速铁路的迅速发展,应答器系统已在越来越多的高铁线路上运行。
应答器是一种用于地面向列车传输信息的点式设备,分为有源和无源2种。
应答器可以给车载设备传送线路基本参数、临时限速、车站进路等固定和可变信息。
由于应答器设备分布在铁路沿线,应答器(组)之间间隔较远,为了便于电务人员维护和检测应答器,开发了便携式应答器报文读写设备,满足现场维护人员的使用要求。
与站台墙靠钢轨侧预留的接地端子连接起来。
5 给排水专业接地方式
在有客车上水栓及卸污管沟的车站,设置客栓
及卸污单元接地干线,采用40 mm x4 mm的镀锌
扁钢沿管沟敷设,与站台综合接地端子可靠连接。
6结束语
目前,高速铁路车站均配置了综合接地系统。
车站范围内的综合接地系统设计涉及的专业较多,
为使各专业的综合接地技术要求能在同一张图上体
现出来,就需要做好事前规划,按专业顺序依次开
展规划设计,减少各专业间不必要的工作。
车站的综合接地设计方案应体现的是各专业的
电气连接技术要求,在现场施工时,还应配套车站
范围接触网支柱布置图、站场综合管线图、站台墙
结构设计图等共同使用,做好与站前工程同步实施
的贯通地线敷设、接地端子预留等工作。
1设备构成
应答器报文读写器由电源单元、显示单元、数字处理单元、信号解析单元、信号调理单元、应答器编程单元等组成,如图1所示。
读写器采用大容量锂电池,工作电压12 V。
为了保证读写器的长时间工作,设备电路使用控制开关控制各个电源模块的通断,只有在用户读取和写入应答器时才打开功放和解析电路,其他时间只打开显示单元,确保设备最大程度省电。
2设计原理
2.1 电源单元
设备输入电压为12 V,输出电压有SV、3.3 V、1.2 V、15 V、-10 V不等。
使用低功耗、高效率电源芯片,实现12V转SV电路,供信号调理单元、应答器编程单元使用;产生3.3 V和1.2 V供FPGA芯片和CPU处理单元使用。
由于液晶屏需要使用15 V和-10 V偏压工作,选用专用SV电压芯片产生液晶屏需要的偏压电源。
2.2数字处理单元
数字处理单元实现人机界面操作、报文存储、报文导入导出功能,由存储器和接口单元构成,如图2所示。
数字处理单元硬件使用带LINUX操作系统的ARM核心板,配有USB2.0主接口、LCD接口、电阻触摸屏接口及多个串口,外围只需搭接少量器件即可。
CPU处理单元通过触摸屏和显示屏接收用户指令,经过翻译后通过RS-232接口发送给FPGA,FPGA控制信号解析单元和应答器编程单元工作,并将结果存储在内存FLASH,用户可以通过USB接口,将FLASH中的数据导人U盘,或者将写报文信息从U盘导人到读写器FLASH中。
2.3信号调理单元
在读取应答器报文时,读写器通过晶振产生频率为27 MHz的激励信号传送给天线,激活应答器,应答器输出3.9 MHz/4.5 MHz的FSK信号,接收天线接收到信号后,送人信号调理单元进行滤波,将27 MHz滤除,然后将FSK信号进行带阻滤波,并通过积分与比较电路调理整形,得到1023位报文的方波。
2.4信号解析单元
信号调理单元将采集到的连续1023位数据流接人信号解析单元的FPGA芯片IO管脚,由FPGA对IO数字波形进行解析,按照欧洲应答器报文编码解码协议FFFS进行分步解析,然后通过RS-232接口将结果发送给报文显示单元。
信号解析单元由IO接口、协议解析、命令处理和RS-232组成。
信号调理单元通过IO接口控制本单元的关机、休眠、写报文电路,同时将调理单元采集的读报文数据流送人协议解析部分进行解析,解析步骤参考了Form Fit Function Specification Coding Strategy文档;命令处理部分是FPGA
与报文显示单元之间的通信,采用RS-232
连接,报文显示单元会通过串口命令将读取
报文、写入报文、关机、休眠等信息发送给
信号解析单元,信号解析单元收到对应命令
后执行相应操作。
信号解析单元框图如图3
所示。
2.5报文显示单元
报文显示单元由5时TFT液晶屏和电阻式触摸屏组成,对采集到的报文信息进行解析后显示,完成和用户的人机操作。
液晶屏分辨率为640×480,高亮度显示,可在-25℃~500C范围内工作。
触摸屏采用电阻式接口,可以在高低温、油污、粉尘等恶劣环境下可靠工作。
2.6应答器编程单元
应答器报文的编程操作:数字处理单元将用户选择的报文文件内容解析后,转换成128字节加入CRC校验,通过RS-232接口发送给FGPA,FGPA产生报文信号通过功放控制电路送给发送天线,命令应答器写报文操作,写报文数据格式采用ASK调制方式,调制速率为564 kHz,载波信号为27 MHz正弦信号。
FPGA产生9 MHz方波经过功放电路滤波放大后转成正弦波,当开始写报文时,首先启动9 MHz功放,给应答器电源供电;9 MHz信号需大于10 ms,以保证应答器电源已经打开,接着启动27 MHz功放电路,将写入的报文按照ASK调制方式发送给应答器,待报文传送完毕,关闭9 MHz功放,27 MHz功放输入信号改为27 MHz CW信号,用于向应答器无源部分提供能量。
读写器完成应答器上行链路报文接收、译码后,关闭所有功放,结果显示在报文显示单元。
读写器用到9 MHz、27 MHz正弦波,其功放电路设
计框图如图4所示。
图4中,有源晶振输出27 MHz或9 MHz方波
信号,首先进行信号的前级处理,即信号的方波转正弦波、电流放大、滤波等。
在经过滤波处理之后进行前级放大。
将放大后的信号进行再次滤波处理,所得到的信号送人功放。
功放输出前通过功率开关电路控制输出信号到天线,功率开关电路接收FPGA输出的方波信号控制功率开关的开和关,从而控制天线输出的开与关。
3技术特点
1.读写报文时间短,≤10 s。
2.报文存储量大,≥5000条。
3.数据接口方便,USB接口导人、导出。
4.工作时间长,待机大于8h,不间断工作 .大于3h。
5.设备轻巧,便于携带,整机尺寸230 mm×200 mm×50 mm,2 kg。
4结束语
便携式应答器报文读写器满足了电务工作人员对于应答器设备的日常维护和检测,可有效提高工作效率,减轻维护人员的负重,已经在哈大、京沪、宁杭等线路应答器设备维护列控系统联调联试工程中应用,工作稳定可靠,用户反映良好,未来可向其他国铁线路以及地铁线路推广使用。