2.45GHz轨道交通精准定位系统信标的唤醒电路及装置

本发明涉及轨道交通的无线通信领域，尤其涉及一种2.45ghz轨道交通精准定位系统信标的唤醒电路及装置。

背景技术：

1、轨道交通系统是一种通过铁轨网络运行的先进交通系统，通常包括列车、基于通信的列车自动控制系统（cbct）等技术要素。列车自动控制系统通过先进的通信技术实现对列车的自动控制，从而提升了运营效率和安全性。在基于rfid技术的轨道交通精确定位系统中，如图1所示，阅读器用于识别被固定在轨旁或枕木上的信标，通过信标的安装位置以及列车的通过时间确定列车沿线的确切位置，这使列车自动控制系统控制运动的列车更加安全和可靠。

2、信标是一款工作在2.45ghz频段的工业级射频识别电子标签，它可应用于城市轨道交通、市域铁路和国铁等领域。在城市轨道交通系统，如：地铁、轻轨等拥有庞大的车辆和乘客流量的场景中，这些信标发挥着关键作用，能够实时跟踪车辆位置并监测车辆运行，从而确保车辆运行的安全性和效率。通过信标提供的精确位置数据，监控中心能够及时了解车辆的运行状态，并迅速应对紧急情况，进一步提高运输的准时性和可靠性。

3、现有的轨道交通系统中，信标通常采用持续工作的设计，即时刻保持活跃状态。这种工作模式伴随着较高的功耗，导致信标寿命较短。因此，有必要探索采用低功耗唤醒技术的新设计，以优化能耗并延长信标使用寿命。随着低功耗技术的发展，现有的多数低功耗mcu包含工作状态和睡眠状态，在睡眠状态mcu的功耗极低。轨道交通系统中的信标可以受益于这种低功耗唤醒技术，这类技术允许设备在休眠状态下极低功耗地运行，而在需要时能够快速、有效地唤醒。这对于提高系统效率和延长信标寿命至关重要。

4、目前，在900mhz频段的无源射频唤醒电路设计中，多采用倍压整流电路，主要是因为这一频段内，信号衰减相对较少，因此能够更有效地收集能量用于信标唤醒。而对于2.45ghz的高频频段相比900mhz频段，由于信号衰减较大，且电路元件之间的互感和电容效应更加显著，这要求电路布局必须更为精准，以减小信号的传输延迟和损耗。现有用于900mhz频段的无源射频唤醒电路，并无法在足够短的时间内有效地收集能量，无法唤醒信标，900mhz频段的元件选型也无法满足2.45ghz高频环境下的要求，因此，如何提供一种能在2.45ghz的高频频段有效唤醒信标的唤醒电路是需要解决的问题。

5、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供了一种2.45ghz轨道交通精准定位系统信标的唤醒电路及装置，能在2.45ghz的高频频段收集足够能量，实现信标的唤醒，进而解决现有技术中存在的上述技术问题。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种2.45ghz轨道交通精准定位系统信标的唤醒电路，包括：

4、天线、阻抗匹配电路、三级倍压整流电路和比较器电路；其中，

5、所述天线经所述阻抗匹配电路与所述三级倍压整流电路的总输入端电性连接；

6、所述三级倍压整流电路的总输出端与所述比较器电路的一个输入端电性连接；

7、所述比较器电路的另一个输入端为比较电压输入端；

8、所述比较器电路的输出端为信标唤醒输出端。

9、一种2.45ghz轨道交通精准定位系统信标装置，包括：

10、信标本体和本发明所述的唤醒电路；其中，

11、所述信标本体，与所述唤醒电路的信标唤醒输出端电性连接。

12、与现有技术相比，本发明所提供的2.45ghz轨道交通精准定位系统信标的唤醒电路及装置，其有益效果包括：

13、通过采用三级倍压整流电路，利用三级倍压整流电路的作用，有效提高电源利用效率，将输入电压倍增，在信号衰减相对较多的2.45ghz高频频段也能够有效收集足够的能量，进而快速唤醒信标。该唤醒电路能在维持低功耗的同时确保信标在唤醒时具备足够的电源供应，进而满足2.45ghz频段的轨道交通精准定位系统中信标的特定需求。

技术特征：

1.一种2.45ghz轨道交通精准定位系统信标的唤醒电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的2.45ghz轨道交通精准定位系统信标的唤醒电路，其特征在于，所述三级倍压整流电路由串联连接的第一级倍压整流电路、第二级倍压整流电路和第三级倍压整流电路构成；其中，

3.根据权利要求2所述的2.45ghz轨道交通精准定位系统信标的唤醒电路，其特征在于，所述三级倍压整流电路中，第一级倍压整流电路、第二级倍压整流电路和第三级倍压整流电路的构成相同，均包括：

4.根据权利要求3所述的2.45ghz轨道交通精准定位系统信标的唤醒电路，其特征在于，所述三级倍压整流电路的每一级倍压整流电路中，输入电容和充电电容的容量均为10pf；

5.根据权利要求1-4任一项所述的2.45ghz轨道交通精准定位系统信标的唤醒电路，其特征在于，所述阻抗匹配电路由一个电感和两个电容连接而成的π型阻抗匹配电路；其中，

6.根据权利要求5所述的2.45ghz轨道交通精准定位系统信标的唤醒电路，其特征在于，所述阻抗匹配电路的阻抗为50ω。

7.根据权利要求1-4任一项所述的2.45ghz轨道交通精准定位系统信标的唤醒电路，其特征在于，所述比较器电路由两个电阻和一个比较器连接而成，其中，

8.根据权利要求1-4任一项所述的2.45ghz轨道交通精准定位系统信标的唤醒电路，其特征在于，所述天线采用2.4g rfid陶瓷天线。

9.一种2.45ghz轨道交通精准定位系统信标装置，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开一种2.45GHz轨道交通精准定位系统信标的唤醒电路及装置，属轨道交通的无线通信领域。电路包括：天线经阻抗匹配电路与三级倍压整流电路的总输入端电性连接；三级倍压整流电路的总输出端与比较器电路的一个输入端电性连接；比较器电路的另一个输入端为比较电压输入端；比较器电路的输出端为信标唤醒输出端。本发明通过采用三级倍压整流电路，利用三级倍压整流作用，将输入电压倍增，有效提高电源利用效率，在信号衰减较多的2.45GHz高频频段也能有效收集足够的能量，进而快速唤醒信标。该唤醒电路能在维持低功耗的同时确保信标在唤醒时具备足够的电源供应，满足2.45GHz频段的轨道交通精准定位系统中信标的需求。

技术研发人员：龚伟,王世昕,陆欣月,邓贤君
受保护的技术使用者：中国科学技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/29