RFID技术在列车控制系统应用的研究
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摘要
随着铁路列车运行速度的提高,为了保证列车运行的安全,列车运行控制系统需要在列车-地面之间传输大量的信息。RFID(Radio Frequency Identification)技术应答器作为列车-地面之间信息传输的一种方式在列车运行控制系统中应用广泛。本文在分析RFID技术特点、原理以及欧洲标准应答器技术的基础上,提出了一种符合欧洲标准的应答器设计方案。设计了天线耦合模块、电源模块、主控制模块、调制模块和调制信号功率放大等5个模块,根据设计方案和应答器参数选择电子元器件设计了电路,开发出试验样机。对本项目的重要部分FSK调制信号产生模块以及DDS调制进行了深入的研究,硬件实现了FSK信号的发射,编写了能实现应答器基本功能的控制程序。应答器试验样机通过测试能实现基本的功能,满足系统指标要求。
Along with train running speed enhancement, in order to guarantee train running safety, the train control system need transmit lots of information between train and track. As one of the methods to transmit information between train and track, RFID technical balise is widely used in the train control system. RFID technology characteristic, principle as well as the European balise technical standard are analyzed, and then proposed a way to design European standard balise. Five modules are designed, including the aerial coupling module, the power source module, the primary control module, the modulation module and the modulation signal power enlarges module. Choosing the electronic device to design the electric circuit and developed experiments prototype according to the design proposal and balise parameters. The important part FSK signal production and DDS modulation are thoroughly researched. The hardware realization of the FSK transmitter is finished and the basic function program is written also. Test results show that the experiments prototype balise can realize basic function and the design target is obtained.
Along with train running speed enhancement, in order to guarantee train running safety, the train control system need transmit lots of information between train and track. As one of the methods to transmit information between train and track, RFID technical balise is widely used in the train control system. RFID technology characteristic, principle as well as the European balise technical standard are analyzed, and then proposed a way to design European standard balise. Five modules are designed, including the aerial coupling module, the power source module, the primary control module, the modulation module and the modulation signal power enlarges module. Choosing the electronic device to design the electric circuit and developed experiments prototype according to the design proposal and balise parameters. The important part FSK signal production and DDS modulation are thoroughly researched. The hardware realization of the FSK transmitter is finished and the basic function program is written also. Test results show that the experiments prototype balise can realize basic function and the design target is obtained.
引文
[1] http://www.most.gov.cn/index.htm
[2] http://www.yuanwanggu.com.cn/
[3] http://www.chinarfid.com.cn
[4]陈骏.泰克实时频谱仪在RFID测试中的应用.中国电子商情RFID技术与应用, 2007,第557期:57～62
[5]陈大才.射频识别(RFID)技术.北京:电子工业出版社,2001年
[6]王晓华,周晓光.射频识别技术及其应用[J].现代电子技术,2005,(11):43-44)
[7]中国射频识别(RFID)技术政策白皮书.中华人民共和国科学技术部等十五部委,2006年6月9日
[8] http://www.transcore.com/
[9]傅世善.闭塞与列控概论.北京:中国铁道出版社,2006年
[10]汪希时.智能铁路运输系统ITS-R.北京:中国铁道出版社,2004年
[11]李开成,卜长堃，毛俊杰，傅世善等著.国外铁路通信信号新技术纵览.北京:中国铁道出版社,2005年
[12] SUBSET-030-V200,ERTMS/ETCS SSRS Part1:System macro function overview,2000年
[13]胡东源.GSM-R/CTCS在中国铁路的应用与发展战略.中国铁路,2003年2月
[14]唐德,韩剑,王全臣.欧洲应答器技术及其在中国铁路的应用前景.世界轨道交通,2004年6月
[15]《Eurobalise SUBSET》Subset-036,Issue2.3.0 ,2005年4月
[16] SUBSET-036-V2,FFFIS for Eurobalise,September 12,2003
[17]中华人民共和国行业标准.应答器技术条件(暂行),中国铁道出版社,2007年6月
[18]樊昌信,徐炳祥,吴成柯编著.通信原理.北京:国防工业出版社,2001年5月第5版
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[21] http://www.onsemi.cn/PowerSolutions/product.do?id=NCP553
[22] http://www.xilinx.com
[23] Bernard Sklar.数字通信-基础与应用(,徐平平,宋铁成,叶芝慧等译).北京:电子工业出版社,2002:134-168
[24]曹志刚,钱亚生.现代通信原理.北京:清华大学出版社,1992:77-85
[25] A Technical Tutorial on Digital Signal Synthesis. Analog Devices,Inc. 1999:5-13
[26] David Brandon. DDS design.www.edn.com, 2004年5月
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[28] Stefan Sjoholm, Lennart Lindh用VHDL设计电子线路(,边计年,薛宏熙译)北京:清华大学出版社,2000年
[29]http://www.atmel.com/dyn/products/datasheets.asp?family_id=647)
[30] Analog Device Inc datasheet of 20mW 2. 2V to 5. 5V 50MHZ complete DDS AD9834 ,2003.
[31]卢乃宽.欧洲铁路运输管理系统ERTMS-21的全球解决方案.铁路通信信号,2002年
[32]马念文.基于无线传输的虚拟闭塞及超速防护系统是青藏线信号的合理选择.铁路通信信号,2002年
[33]尹应增.微波射频识别技术研究:[博士学位论文].西安:西安电子科技大学,2004
[34]李克.探索中国城市轨道交通信号系统的技术发展道路.科技动态,2005年
[35]张景方.Seltrac列车自动控制系统工程设计.铁路通信信号工程技术,2005年4月
[36] Pobanz C A. Microwave noncontact identification transponder using subharmonic interrogation [J]. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques,1995. 43 (2): 1673-1679.
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