一种可调式有源信标的制作方法

1.本实用新型属于信号检测和信号处理领域，具体涉及一种可调式有源信标。


背景技术：

2.随着城市轨道交通的不断发展，对列车运行状态监测试是保障安全的重要手段，信标凭借着高位置精度的优点，作为其它定位技术的补充手段。目前城市轨道交通系统中所使用的大部分为无源信标，安装在轨道沿线。无源信标类似于非接触式ic卡，在车辆经过无源信标的检测区域，车载信号激励设备发射的电磁波激励无源信标工作，无源信标启动后将位置信息传递给地面。但是目前的无源信标存在以下不足：
3.首先，无源信标必须先接收到车载信号激励设备发射的电磁能量，再将其转换成电能后，内部的电子器件才能开始工作，最后将信号发送出去。由于能量转换是一个过程，因此从车辆经过到信号发出有一个较大的延时。并且转换得到的电能能量有限，输出信号驱动能力弱，输出保持时间短。其次，无源信标检测信号的频率由其内部电子元器件组成的谐振电路的谐振频率决定，由于电子元器件本身的精度误差以及外部工作环境的变化，其检测精度存在较大误差，容易受到相近频率设备的干扰。最后，无源信标无法自检，现场不方便判断操作。


技术实现要素：

4.本实用新型是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种可调式有源信标。
5.本实用新型提供了一种可调式有源信标，具有这样的特征，包括：发射电路模块，用于接收信号，并将信号中的特定频段的载波信号放大并发射；接收电路模块，用于接收发射电路模块发出的信号，计算接收到的信号的频率并判断是否为车载信号激励设备发出的信号，并输出判断结果；485接口模块，对内与接收电路模块相连接，对外与上位机相连接，通过上位机设置所需参数；电源模块，用于向发射电路模块、接收电路模块以及485接口模块供电。
6.在本实用新型提供的可调式有源信标中，还可以具有这样的特征：其中，发射电路模块包括限流电阻、三极管功率放大电路、发射天线以及电容，限流电阻、三极管功率放大电路以及发射天线依次连接。
7.在本实用新型提供的可调式有源信标中，还可以具有这样的特征：其中，发射天线与电容构成串联谐振电路，谐振频率为125khz，三极管功率放大电路为推挽式连接。
8.在本实用新型提供的可调式有源信标中，还可以具有这样的特征：接收电路模块包括单片机、接收天线、电容以及电压比较器，接收天线与电容构成并联谐振电路，谐振频率为125khz，电压比较器与单片机相连接，电压比较器用于将模拟信号转换成数字信号，单片机用于串口通信和信号处理，计算接收到的数字信号的频率判断是否为车载信号激励设备发出的信号。
9.在本实用新型提供的可调式有源信标中，还可以具有这样的特征：485接口选用隔
离型半双工增强型收发器。
10.在本实用新型提供的可调式有源信标中，还可以具有这样的特征：电源模块包括宽压输入单元和ldo电源芯片，宽压输入单元为485接口模块供电，ldo电源芯片为发射电路模块和接收电路模块供电。
11.在本实用新型提供的可调式有源信标中，还可以具有这样的特征，还包括：防反接电路，与电源模块输入端相连接。
12.实用新型的作用与效果
13.根据本实用新型所涉及的可调式有源信标，因为包括：发射电路模块，用于接收信号，并将信号中的特定频段的载波信号放大并发射；接收电路模块，用于接收发射电路模块发出的信号，计算接收到的信号的频率并判断是否为车载信号激励设备发出的信号，并输出判断结果；485接口模块，对内与接收电路模块相连接，对外与上位机相连接，通过上位机设置所需参数；电源模块，用于向发射电路模块、接收电路模块以及485接口模块供电。
14.所以，本实用新型的可调式有源信标采用有源供电的方式，支持10v～36v宽压输入，设计有单片机用于串口通信和信号处理，对外引出一路485通信接口，上位机可以通过该通信接口根据现场使用需求设置响应时间、输出保持时间等参数，增强设备的适应性。输出信号电平跟随电源电平，采用二级放大电路加大驱动电流。
15.此外，本实用新型的设计是通过接收电路将检测到的特定频段的信号转换为数字信号后给单片机，单片机通过计算接收到的信号的频率判断是否为车载信号激励设备发出的信号，从而排除外部干扰，通过软件计算频率，提高了采样精度。
16.最后，本实用新型设计一个内部发射电路，单片机产生一个自检信号，该信号放大后经过内置天线发射出去，并被接收电路检测，从而完成一个自检的过程，便于现场判断操作。
附图说明
17.图1是本实用新型的实施例中可调式有源信标的系统组成框图；
18.图2是本实用新型的实施例中可调式有源信标的外观示意图；
19.图3是本实用新型的实施例中可调式有源信标的内部示意图；
20.图4是本实用新型的实施例中可调式有源信标的工作流程图。
具体实施方式
21.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本实用新型可调式有源信标作具体阐述。
22.本实施例提供了一种可调式有源信标100。
23.本实施例设计的可调式有源信标100用于检测125khz频段信号，并给出延时输出信号。可调式有源信标100带有自检功能，可通过外部输入信号(直流24v)激活自检装置以确认产品功能的完整性。装置对外设计一路485通信口，可以用于设备调试或者与上位机通信，完成参数查询和设置功能。
24.图1是本实用新型的实施例中可调式有源信标的系统组成框图。
25.图2是本实用新型的实施例中可调式有源信标的外观示意图。
26.图3是本实用新型的实施例中可调式有源信标的内部示意图。
27.如图1～图3所示，本实施例的可调式有源信标100包括发射电路模块10、接收电路模块20、485接口模块30、电源模块40、防反接电路50以及屏蔽罩60。
28.发射电路模块10用于接收信号，并将信号中的特定频段的载波信号放大并发射。发射电路模块10包括限流电阻、三极管功率放大电路、发射天线11以及电容，限流电阻、三极管功率放大电路以及发射天线11依次连接。发射天线与电容构成串联谐振电路，谐振频率为125khz，三极管功率放大电路为推挽式连接。
29.本实施例中，125khz载波信号经过限流电阻后送入推挽式连接的三极管功率放大电路，放大后的载波信号通过天线发射出去。发射天线与电容构成串联谐振电路，谐振频率为125khz，谐振电路的作用是使天线上获得最大的电流，从而产生最大的磁通量，获得更大的传输距离。
30.接收电路模块20用于接收发射电路模块10发出的信号，计算接收到的信号的频率并判断是否为车载信号激励设备发出的信号，并输出判断结果。接收电路模块20包括单片机21、接收天线22、电容以及电压比较器，接收天线22与电容构成并联谐振电路，谐振频率为125khz，电压比较器与单片机21相连接，电压比较器用于将模拟信号转换成数字信号，单片机21为市售单片机，型号为stm32f103zet6。单片机21用于串口通信和信号处理，计算接收到的数字信号的频率判断是否为车载信号激励设备发出的信号。
31.本实施例中，在接收电路中串入一个电阻，通过改变阻值的大小来调节接收灵敏度。
32.485接口模块30对内与接收电路模块20相连接，对外通过接口31与上位机相连接，通过上位机设置所需参数。本实施例中485接口模块30选用隔离型半双工增强型收发器，逻辑侧支持3.3v和5v逻辑电平的转换。其总线负载能力高达256个节点单元，满足多节点设计需求。总线传输速率高达1mbps。加强a、b引脚可靠性设计，其中包括驱动器过流保护，增强型esd设计等，其a、b端口esd承受能力高达15kv。
33.电源模块用于向发射电路模块10、接收电路模块20以及485接口模块30供电。电源模块包括宽压输入单元和ldo电源芯片，宽压输入单元将输入电压转换成5v电源给rs485隔离收发器供电，ldo电源芯片将5v转换成3.3v给单片机和放大电路等供电。
34.图4是本实用新型的实施例中可调式有源信标的工作流程图。
35.如图4所示，本实用新型的可调式有源信标中的接收电路模块20接收到信号，然后其中的单片机进行频率判断，若为特定频段的信号，则输出，若不是，则重新接收信号。
36.实施例的作用与效果
37.根据本实施例所涉及的可调式有源信标，因为包括：发射电路模块，用于接收信号，并将信号中的特定频段的载波信号放大并发射；接收电路模块，用于接收发射电路模块发出的信号，计算接收到的信号的频率并判断是否为车载信号激励设备发出的信号，并输出判断结果；485接口模块，对内与接收电路模块相连接，对外与上位机相连接，通过上位机设置所需参数；电源模块，用于向发射电路模块、接收电路模块以及485接口模块供电。
38.所以，本实施例的可调式有源信标采用有源供电的方式，支持10v～36v宽压输入，设计有单片机用于串口通信和信号处理，对外引出一路485通信接口，上位机可以通过该通信接口根据现场使用需求设置响应时间、输出保持时间等参数，增强设备的适应性。输出信
号电平跟随电源电平，采用二级放大电路加大驱动电流。
39.此外，本实施例的设计是通过接收电路将检测到的特定频段的信号转换为数字信号后给单片机，单片机通过计算接收到的信号的频率判断是否为车载信号激励设备发出的信号，从而排除外部干扰，通过软件计算频率，提高了采样精度。
40.最后，本实施例设计一个内部发射电路，单片机产生一个自检信号，该信号放大后经过内置天线发射出去，并被接收电路检测，从而完成一个自检的过程，便于现场判断操作。
41.上述实施方式为本实用新型的优选案例，并不用来限制本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种可调式有源信标，其特征在于，用于判断接收到的信号是否为车载信号激励设备发出的信号，包括：发射电路模块，用于接收所述信号，并将所述信号中的特定频段的载波信号放大并发射；接收电路模块，用于接收所述发射电路模块发出的信号，计算接收到的信号的频率并判断是否为所述车载信号激励设备发出的信号，并输出判断结果；485接口模块，对内与所述接收电路模块相连接，对外与上位机相连接，通过所述上位机设置所需参数；电源模块，用于向所述发射电路模块、所述接收电路模块以及所述485接口模块供电。2.根据权利要求1所述的可调式有源信标，其特征在于：其中，所述发射电路模块包括限流电阻、三极管功率放大电路、发射天线以及电容，所述限流电阻、三极管功率放大电路以及发射天线依次连接。3.根据权利要求2所述的可调式有源信标，其特征在于：其中，所述发射天线与电容构成串联谐振电路，谐振频率为125khz，所述三极管功率放大电路为推挽式连接。4.根据权利要求1所述的可调式有源信标，其特征在于：所述接收电路模块包括单片机、接收天线、电容以及电压比较器，所述接收天线与所述电容构成并联谐振电路，谐振频率为125khz，所述电压比较器与所述单片机相连接，所述电压比较器用于将模拟信号转换成数字信号，所述单片机用于串口通信和信号处理，计算接收到的所述数字信号的频率判断是否为所述车载信号激励设备发出的信号。5.根据权利要求1所述的可调式有源信标，其特征在于：所述485接口选用隔离型半双工增强型收发器。6.根据权利要求1所述的可调式有源信标，其特征在于：所述电源模块包括宽压输入单元和ldo电源芯片，所述宽压输入单元为所述485接口模块供电，ldo电源芯片为所述发射电路模块和所述接收电路模块供电。7.根据权利要求1所述的可调式有源信标，其特征在于，还包括：防反接电路，与所述电源模块输入端相连接。

技术总结
本实用新型提供了一种可调式有源信标，具有这样的特征，包括：发射电路模块，用于接收信号，并将信号中的特定频段的载波信号放大并发射；接收电路模块，用于接收发射电路模块发出的信号，计算接收到的信号的频率并判断是否为车载信号激励设备发出的信号，并输出判断结果；485接口模块，对内与接收电路模块相连接，对外与上位机相连接，通过上位机设置所需参数；电源模块，用于向发射电路模块、接收电路模块以及485接口模块供电。本实用新型可以通过上位机根据现场使用需求设置响应时间、输出保持时间等参数，增强设备的适应性；通过软件计算频率，提高采样精度；设备具有自检功能，方便现场调试。现场调试。现场调试。


技术研发人员：张杰 郝俊 甘福同 金晓寒 成炜 张佳乐
受保护的技术使用者：中电科微波通信（上海）股份有限公司
技术研发日：2023.01.16
技术公布日：2023/5/10