基于FPGA的应答器移动检测设备设计与实现
发布时间：2021-04-15 19:18
在列车运行的过程中,需要保证列车的行驶安全。应答器是安装在铁路沿线向车载子系统发送报文信息的传输设备,是整个信号系统安全体系中不可或缺的部分。因此,需要对应答器进行定期的检测和维修,确保它的工作状态是否良好和报文信息的安全性。现在应答器检测工作都是由铁路工作人员携带相应的检测设备在现场完成。本文设计的应答器移动检测装置安装在电务车上,实现行驶过程中对应答器的检测和报文的擦写,缩短报文擦写时间并减少由人工操作带来的失误。系统主要分为软硬件两大部分。研究了现有的应答器检测设备,明确系统的基本功能和需求,在此基础上设计了可行的实现方案,将该系统分为车载天线和车载检测设备两部分。对车载检测系统的硬件部分进行设计,以FPGA为核心,设计了ADC采样电路、电源电路等外围电路;然后按不同功能设计了相应的车载天线。在FPGA的软件设计方面,。对关键信号处理算法做了分析,并对整体系统进行详细的设计,软件实现。FPGA代码完成后,使用Modelsim测试平台对代码进行逻辑仿真测试。通过测试读写操作验证该系统能够完成对应答器进行移动检测。本文设计并实现应答器移动检测设备,该设备的提出可以有效的解决日常检测要...
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一l发送单须信号的应答器进行写处理时礴M信号的状态
报文的处理只针对铁科应答器处理。铁科应答器由于写处理完成后发送的４Ｍ信??号不同，分为两种类型，一种类型为写处理完成后４Ｍ信号发送单频信号，另一??种类型为写处理完成后４Ｍ信号发送ＦＳＫ信号。图３－１和图３－２分别表示这两种??类型的应答器进行写处理时４Ｍ信号的状态。??报文写入过程?｜??－ｉｗｗｗｉｉｉｗｊｉｆ—ｉＭｉｉｉｉｒ??ＩＩＩ?！?????！?单频信号！?ｆＳｋ?！?单频信号?！单频信号??图３－１发送单频信号的应答器进行写处理时４Ｍ信号的状态??报文写入过程?｜??■ｉｗｗｗｉｉｉｗｉＭｆ—－ｉｉｗｉｉＭｉｈ??Ｉ?Ｉ??ｉｉｉ?ｉ?????！?单频信号丨?ｆｓｋ?！?单频信号?！?ｆＳｋ信号??图３－２发送ｆｓｋ信号的应答器进行写处理时４Ｍ信号的状态??对应答器实现写报文操作后，通过维修人员对应答器进行再次的读取验证报??文的擦写是否成功，观察显示屏上所显示的报文编号是否是刚写入的报文信息所??在的报文编号。??如果要实现移动检测
执行每次操作，分别使用三个天线分别完成对应答器的读－写－读操作。通过车载??检测系统执行不同操作指令对三个应答器是否工作进行切换控制。具体的系统硬??件总体架构如图３－５所示。??电源模块??ＡＤＣ采样滤波??－？前置读报文信屋＼???Ｌ－?」??ｌ顧咖」?应答器?？一?、??￣Ｉ??、能量信??２－Ｍ?ｎ?？??１?—?ｒ??＊??Ｉ?４Ｍ接收?｜?量信??ＦＰＧＡ?ＡＤＣ采样—滤波?１放大电路?Ｐ一一?写应答器?、’?应答器??能量ｚ报文???Ｉ?信号???９Ｍ?放大电路?？?、、、、／，、、???Ｉ??——一￣｜?后置读?、报？＾信裊、、??ＡＤＣ采样?Ｈ滤波ｈ?应答器卜叫??图３－５移动检测系统硬件的总体架构设计??前置读应答器主要执行第一次的预读处理，天线发射２７Ｍ能量信号给应答??器供电，并接收应答器正常工作后发出的ＦＳＫ信号。所以，前置读天线是由２７Ｍ??发射天线和４Ｍ接收天线组成；写应答器天线主要执行写处理，天线发射２７Ｍ能??量信号供电，发射携带报文信息的９Ｍ信号，并接收应答器发出的ＦＳＫ信号。??所以，写天线是由２７Ｍ发射天线、９Ｍ发射天线和４Ｍ接收天线组成；后置读应??答器主要执行第二次的回读处理，天线进行发射２７Ｍ能量信号供电，接收应答??器正常工作后发出的ＦＳＫ信号。所以
【参考文献】：
期刊论文
[1]铁路信号应答器的应用分析[J]. 赵德生. 铁道运营技术. 2018(02)
[2]高速铁路列控系统中应答器维护探究[J]. 王亚举. 通讯世界. 2017(07)
[3]铁路工务设备维修现状分析及改进建议[J]. 骆作相. 化工管理. 2017(06)
[4]现代轨道交通工程科技前沿与挑战[J]. 翟婉明,赵春发. 西南交通大学学报. 2016(02)
[5]应答器报文优选及快速编码方法的研究[J]. 张艳宁,赵会兵,全宏宇,张菊. 铁道学报. 2015(02)
[6]便携式应答器报文读写器的设计与应用[J]. 杜运峰,李永善. 铁道通信信号. 2013(08)
[7]高速综合检测列车综述[J]. 仲崇成,李恒奎,李鹏,曹源,张玉琢. 中国铁路. 2013(06)
[8]城际铁路列控系统研究[J]. 何永发. 铁路通信信号工程技术. 2013(01)
[9]基于分数延时滤波的2FSK差分检波解调器[J]. 李双利,盛利元,陈家林. 计算机仿真. 2011(07)
[10]客运专线应答器动态检测研究[J]. 周栓林. 中国铁路. 2011(05)
博士论文
[1]轨道交通应答器传输系统天线建模与优化研究[D]. 朱林富.北京交通大学 2018
硕士论文
[1]变速率扩频通信系统的多径接收技术研究[D]. 杨静帆.电子科技大学 2018
[2]列车小型化宽带天线的设计[D]. 蒋娜.北京交通大学 2018
[3]列控RFID读写器天线系统的优化设计与实现[D]. 靳泽宇.北京邮电大学 2018
[4]宽脉宽大功率微波开关设计[D]. 向虎.东南大学 2017
[5]高速铁路应答器A接口仿真及系统优化的研究[D]. 孟亚松.北京交通大学 2015
[6]CTCS-2级列控系统应答器动态检测的研究[D]. 王坤.西南交通大学 2015
[7]CTCS应答器信号与报文检测仪-FSK调制解调设计与实现[D]. 李龙涛.电子科技大学 2013
[8]基于FFFIS编码策略和FPGA的应答器报文信号源设计[D]. 彭奇.电子科技大学 2013
[9]MIMO系统分集的仿真和FPGA实现[D]. 周培旺.西安电子科技大学 2013
[10]应答器车载天线的优化研究[D]. 龚水清.北京交通大学 2014
本文编号：3139939
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一l发送单须信号的应答器进行写处理时礴M信号的状态
报文的处理只针对铁科应答器处理。铁科应答器由于写处理完成后发送的４Ｍ信??号不同，分为两种类型，一种类型为写处理完成后４Ｍ信号发送单频信号，另一??种类型为写处理完成后４Ｍ信号发送ＦＳＫ信号。图３－１和图３－２分别表示这两种??类型的应答器进行写处理时４Ｍ信号的状态。??报文写入过程?｜??－ｉｗｗｗｉｉｉｗｊｉｆ—ｉＭｉｉｉｉｒ??ＩＩＩ?！?????！?单频信号！?ｆＳｋ?！?单频信号?！单频信号??图３－１发送单频信号的应答器进行写处理时４Ｍ信号的状态??报文写入过程?｜??■ｉｗｗｗｉｉｉｗｉＭｆ—－ｉｉｗｉｉＭｉｈ??Ｉ?Ｉ??ｉｉｉ?ｉ?????！?单频信号丨?ｆｓｋ?！?单频信号?！?ｆＳｋ信号??图３－２发送ｆｓｋ信号的应答器进行写处理时４Ｍ信号的状态??对应答器实现写报文操作后，通过维修人员对应答器进行再次的读取验证报??文的擦写是否成功，观察显示屏上所显示的报文编号是否是刚写入的报文信息所??在的报文编号。??如果要实现移动检测
执行每次操作，分别使用三个天线分别完成对应答器的读－写－读操作。通过车载??检测系统执行不同操作指令对三个应答器是否工作进行切换控制。具体的系统硬??件总体架构如图３－５所示。??电源模块??ＡＤＣ采样滤波??－？前置读报文信屋＼???Ｌ－?」??ｌ顧咖」?应答器?？一?、??￣Ｉ??、能量信??２－Ｍ?ｎ?？??１?—?ｒ??＊??Ｉ?４Ｍ接收?｜?量信??ＦＰＧＡ?ＡＤＣ采样—滤波?１放大电路?Ｐ一一?写应答器?、’?应答器??能量ｚ报文???Ｉ?信号???９Ｍ?放大电路?？?、、、、／，、、???Ｉ??——一￣｜?后置读?、报？＾信裊、、??ＡＤＣ采样?Ｈ滤波ｈ?应答器卜叫??图３－５移动检测系统硬件的总体架构设计??前置读应答器主要执行第一次的预读处理，天线发射２７Ｍ能量信号给应答??器供电，并接收应答器正常工作后发出的ＦＳＫ信号。所以，前置读天线是由２７Ｍ??发射天线和４Ｍ接收天线组成；写应答器天线主要执行写处理，天线发射２７Ｍ能??量信号供电，发射携带报文信息的９Ｍ信号，并接收应答器发出的ＦＳＫ信号。??所以，写天线是由２７Ｍ发射天线、９Ｍ发射天线和４Ｍ接收天线组成；后置读应??答器主要执行第二次的回读处理，天线进行发射２７Ｍ能量信号供电，接收应答??器正常工作后发出的ＦＳＫ信号。所以
【参考文献】：
期刊论文
[1]铁路信号应答器的应用分析[J]. 赵德生. 铁道运营技术. 2018(02)
[2]高速铁路列控系统中应答器维护探究[J]. 王亚举. 通讯世界. 2017(07)
[3]铁路工务设备维修现状分析及改进建议[J]. 骆作相. 化工管理. 2017(06)
[4]现代轨道交通工程科技前沿与挑战[J]. 翟婉明,赵春发. 西南交通大学学报. 2016(02)
[5]应答器报文优选及快速编码方法的研究[J]. 张艳宁,赵会兵,全宏宇,张菊. 铁道学报. 2015(02)
[6]便携式应答器报文读写器的设计与应用[J]. 杜运峰,李永善. 铁道通信信号. 2013(08)
[7]高速综合检测列车综述[J]. 仲崇成,李恒奎,李鹏,曹源,张玉琢. 中国铁路. 2013(06)
[8]城际铁路列控系统研究[J]. 何永发. 铁路通信信号工程技术. 2013(01)
[9]基于分数延时滤波的2FSK差分检波解调器[J]. 李双利,盛利元,陈家林. 计算机仿真. 2011(07)
[10]客运专线应答器动态检测研究[J]. 周栓林. 中国铁路. 2011(05)
博士论文
[1]轨道交通应答器传输系统天线建模与优化研究[D]. 朱林富.北京交通大学 2018
硕士论文
[1]变速率扩频通信系统的多径接收技术研究[D]. 杨静帆.电子科技大学 2018
[2]列车小型化宽带天线的设计[D]. 蒋娜.北京交通大学 2018
[3]列控RFID读写器天线系统的优化设计与实现[D]. 靳泽宇.北京邮电大学 2018
[4]宽脉宽大功率微波开关设计[D]. 向虎.东南大学 2017
[5]高速铁路应答器A接口仿真及系统优化的研究[D]. 孟亚松.北京交通大学 2015
[6]CTCS-2级列控系统应答器动态检测的研究[D]. 王坤.西南交通大学 2015
[7]CTCS应答器信号与报文检测仪-FSK调制解调设计与实现[D]. 李龙涛.电子科技大学 2013
[8]基于FFFIS编码策略和FPGA的应答器报文信号源设计[D]. 彭奇.电子科技大学 2013
[9]MIMO系统分集的仿真和FPGA实现[D]. 周培旺.西安电子科技大学 2013
[10]应答器车载天线的优化研究[D]. 龚水清.北京交通大学 2014
本文编号：3139939
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3139939.html
