一种铁路无线列调电台接收门限温度补偿系统及方法与流程

本发明涉及铁路无线列调通信技术领域，具体地说，涉及一种铁路无线列调电台接收门限温度补偿系统及方法。

背景技术：

随着社会经济的日益发展，铁路运输任务越来越繁重，更高效、可靠的保障铁路运输安全的需求越来越紧迫。无线列调通信设备是铁路运输安全的重要保障之一。无线列调通信设备中无线列调电台存在输出场强值随温度变化出现漂移的问题，导致处于最大通信距离附近的通信设备之间，无线通信质量下降、通信中断等问题，此时应对门限值进行调整，以保证有效通信范围内的正常无线通信。之前人们采用热敏电阻和稳压二极管等组成温度补偿电路，实现对接收门限值的纠正。这样的温度补偿电路调试不方便，调试过程费时费力，虽然电路结构简单，但是纠正门限值误差相对较大。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种铁路无线列调电台接收门限温度补偿系统及方法，以克服现有技术中的缺陷。

为了实现上述目的，本发明提供了一种铁路无线列调电台接收门限温度补偿系统，所述系统包括无线列调电台、ad模数转换电路、主控单元电路、温度传感器电路和数据库电路；其中，无线列调电台与ad模数转换电路电连接和信号连接，无线列调电台用于接收载频信号，并以直流电平方式输出该载频信号的场强值，以使无线列调电台将所述场强值传输至ad模数转换电路；ad模数转换电路与主控单元电路电连接和信号连接，ad模数转换电路用于实现对所述场强值高精度的数字化，以使ad模数转换电路将数字化的所述场强值传输至主控单元电路；温度传感器电路与主控单元电路电连接和信号连接，温度传感器电路用于实时检测当前环境温度值，以使温度传感器电路将当前环境温度值传输至主控单元电路；数据库电路与主控单元电路电连接和信号连接，主控单元电路用于根据所需的最大通信范围，设定处于最大通信距离时，无线列调电台输出的场强值为接收门限，数据库电路用于存储每一接收门限在各种温度值下所对应的门限修正值，以使主控单元电路根据当前环境温度值查找和读取数据库电路中接收门限对应的门限修正值，并对当前门限值进行修正。

通过上述技术方案，通过主控单元电路实时检测温度传感器电路，精确检测出当前环境温度，依据当前温度值，立即读取数据库电路相应温度下的相应的接收门限的门限修正值，对当前门限值进行修正，保证相应温度下，对处于门限值附近的场强值的准确判断，保障了在有效通信距离内无线列调设备无线通信的稳定性和可靠性，ad模数转换电路实现了场强值的精确数字化，为主控单元电路提供更准确的场强值电平数据，实现场强值与门限值更精确的比较。

作为对本发明所述的铁路无线列调电台接收门限温度补偿系统及方法的进一步说明，优选地，无线列调电台的接收门限为0.6～5μv可调，无线列调电台的门限修正值为对应接收载频信号幅度为0.6～5μv时的场强值。

通过上述技术方案，为了减少各种噪声信号的干扰和规划无线列调电台最大通信距离的需求，标准规定无线列调电台接收门限为0.6～5μv可调。

作为对本发明所述的铁路无线列调电台接收门限温度补偿系统及方法的进一步说明，优选地，主控单元电路采用具有高速数据处理能力的am335x嵌入式微处理器；所述微处理器通过iic接口与ad模数转换电路连接，以实现所述微处理器与ad模数转换电路的数字通信，实现对场强值的读取功能；所述微处理器通过uart接口与温度传感器电路连接，以实现所述微处理器与温度传感器电路的数字通信，实现实时检测当前环境温度功能；所述微处理器通过spi接口与数据库电路连接，以实现所述微处理器与数据库电路的数字通信，实现对各种温度值的接收门限对应的场强值的高速搜索与读取；所述微处理器通过npn电路与音频通道开关电路和数据通道开关电路连接，以实现所述微处理器对音频通道开关电路和数据通道开关电路的有效控制。

作为对本发明所述的铁路无线列调电台接收门限温度补偿系统的进一步说明，优选地，数据库电路为大容量sd存储卡。

作为对本发明所述的铁路无线列调电台接收门限温度补偿系统的进一步说明，优选地，温度传感器电路为耐高温、防水型数字温度传感器。

为了实现本发明的另一目的，本发明还提供了一种铁路无线列调电台接收门限温度补偿方法，所述方法包括如下步骤：步骤1)：通过无线列调电台在各种温度下对每一接收门限对应的门限修正值进行数据采集；步骤2)：将步骤1)得到的每一接收门限在各种温度值下所对应的门限修正值存储在数据库电路中；步骤3)：通过主控单元电路获取温度传感器电路实时检测的当前环境温度值；步骤4)：主控单元电路依据当前环境温度值快速读取数据库电路中相应温度值下的接收门限对应的门限修正值，并对无线列调电台的当前门限值进行修正，以得到修正的门限值，对通信距离进行补偿，以实现对无线列调电台接收载频信号输出的场强值的准确判断，并保证在有效通信距离内无线列调通信的稳定性和可靠性；其中，无线列调电台与ad模数转换电路电连接和信号连接，ad模数转换电路与主控单元电路电连接和信号连接，温度传感器电路与主控单元电路电连接和信号连接，数据库电路与主控单元电路电连接和信号连接。

通过上述技术方案，通过对大量同一型号的无线列调电台各种温度条件下的门限修正值的收集，比较和整理，形成通用的各种温度下的门限修正值数据库，实现有效的各种温度下门限值的纠正，有效的减小了温度漂移对铁路无线通信带来的危害。主控单元电路通过温度传感器电路，实时获取当前环境温度，依据当前温度值，通过快速读取数据库电路相应温度下的接收门限补偿值，及时对接收门限值进行修正，实现对无线列调电台接收载频信号输出的场强值的准确判断，保证在有效通信距离内无线列调通信的稳定性和可靠性，此方法有效的提高了铁路列车运行的安全性和可靠性。

作为对本发明所述的铁路无线列调电台接收门限温度补偿方法的进一步说明，优选地，在步骤1)中，通过无线列调电台在各种温度下对每一接收门限对应的门限修正值进行数据采集的方法为：步骤1-1)：将被测的无线列调电台处于设定的温度下持续2个小时；步骤1-2)：设定无线列调电台的接收门限低于0.6μv；步骤1-3)：为无线列调电台提供0.6～5μv之间的载频信号，测量相应温度下无线列调电台输出的场强值，以得到该温度下相应接收门限的门限修正值。

通过上述技术方案，通过对大量同一型号的无线列调电台各种温度条件下的门限修正值的收集，比较和整理，形成通用的各种温度下的门限修正值数据库，实现有效的各种温度下门限值的纠正，有效的减小了温度漂移对铁路无线通信带来的危害。

作为对本发明所述的铁路无线列调电台接收门限温度补偿方法的进一步说明，接收同样强度的载频信号，在修正的门限值低于标准温度下的门限值时，无线列调电台输出的场强值低，缩短有效通信距离；在修正的门限值高于标准温度下的门限值时，无线列调电台输出的场强值高，增加有效通信距离，以对通信距离进行了补偿，保证了设定的有效通信距离内的可靠的无线通信。

本发明的有益效果如下：

本发明的铁路无线列调电台接收门限温度补偿系统及方法，通过主控单元电路实时检测温度传感器电路，精确检测出当前环境温度，依据当前温度值，立即读取数据库电路相应温度下的相应的门限值的补偿值，对当前门限值进行修正，保证相应温度下，对处于门限值附近的场强值的准确判断，保障了在有效通信距离内无线列调设备无线通信的稳定性和可靠性，ad模数转换电路实现了场强值的精确数字化，为主控单元电路提供更准确的场强值电平数据，实现场强值与门限值更精确的比较。

附图说明

图1为本发明的铁路无线列调电台接收门限温度补偿系统的结构示意图。

图2为本发明的主控单元电路的结构示意图。

图3为本发明的无线列调电台的部分接收门限采集数据表。

图4为本发明的无线列调电台的温度与接收门限的曲线关系示意图。

具体实施方式

为了能够进一步了解本发明的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例附以附图详细说明如下，本附图所说明的实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。

如图1所示，图1为本发明的铁路无线列调电台接收门限温度补偿系统的结构示意图；一种铁路无线列调电台接收门限温度补偿系统，所述系统包括无线列调电台1、ad模数转换电路2、主控单元电路3、温度传感器电路4和数据库电路5；其中，无线列调电台1与ad模数转换电路2电连接和信号连接，无线列调电台1用于接收载频信号，并以直流电平方式输出该载频信号的场强值，以使无线列调电台1将所述场强值传输至ad模数转换电路2；ad模数转换电路2与主控单元电路3电连接和信号连接，ad模数转换电路2用于实现对所述场强值高精度的数字化，以使ad模数转换电路2将数字化的所述场强值传输至主控单元电路3；温度传感器电路4与主控单元电路3电连接和信号连接，温度传感器电路4用于实时检测当前环境温度值，以使温度传感器电路4将当前环境温度值传输至主控单元电路3；数据库电路5与主控单元电路3电连接和信号连接，主控单元电路3用于根据所需的最大通信范围，设定处于最大通信距离时，无线列调电台1输出的场强值为接收门限，数据库电路5用于存储每一接收门限在各种温度值下所对应的门限修正值，以使主控单元电路3根据当前环境温度值查找和读取数据库电路5中接收门限对应的门限修正值，并对当前门限值进行修正。

由于环境温度变化，接收同样的无线载频信号时，无线列调电台输出的场强值会产生漂移现象，此时如果场强值低于门限值，将导致通信不稳定，甚至无法通信的现象。当出现这种情况时，主控单元电路实时检测温度传感器电路，精确检测出当前环境温度，依据当前温度值，立即读取数据库电路相应温度下的相应的门限值的补偿值，对当前门限值进行修正，保证相应温度下，对处于门限值附近的场强值的准确判断，保障了在有效通信距离内无线列调设备无线通信的可靠性。ad模数转换电路实现了场强值的精确数字化，为主控单元电路提供更准确的场强值电平数据，实现场强值与门限值更精确的比较。

无线列调电台1在现场应用中环境复杂，为了减少各种噪声信号的干扰和规划无线列调电台最大通信距离的需求，标准规定无线列调电台接收门限为0.6～5μv可调，即无线列调电台1的门限修正值为对应接收载频信号幅度为0.6～5μv时的场强值。

如图2所示，主控单元电路3采用具有高速数据处理能力的am335x嵌入式微处理器；在该硬件平台上实现linux操作系统，运行主频最高可达1ghz，支持can总线控制器、iic控制器、spi控制器、4gbemmc高速大容量闪存、512mbyteddr3大容量内存、usb高速数据通信接口和多个uart串口等功能，非常适合低功耗、高速数据处理和高速数据通信等应用场景。主控单元电路根据规定的协议接口与各个组成单元进行通信，分析与处理通信链路上传输的数据信息，控制各个组成单元按功能要求进行工作。其中，所述微处理器通过iic接口与ad模数转换电路2连接，以实现所述微处理器与ad模数转换电路2的数字通信，实现对场强值的读取功能；所述微处理器通过uart接口与温度传感器电路4连接，以实现所述微处理器与温度传感器电路4的数字通信，实现实时检测当前环境温度功能；所述微处理器通过spi接口与数据库电路5连接，以实现所述微处理器与数据库电路5的数字通信，实现对各种温度值的接收门限对应的场强值的高速搜索与读取；所述微处理器通过npn电路与音频通道开关电路和数据通道开关电路连接，以实现所述微处理器对音频通道开关电路和数据通道开关电路的有效控制。

ad模数转换电路2基于24位高精度,实现对无线列调电台输出的场强值高精度的数字化，误差不大于1mv。在相同温度，相同发射电台的条件下，无线列调电台输出场强值随距离的远近而不同，距离越近，场强值越大，距离越远，场强值越小。接收的场强值越小，越需要更精确的ad模数转换，以保证场强值与门限值比较结果的准确性，以保障铁路无线通信的稳定性和可靠性。

数据库电路5为大容量sd存储卡，基于半导体闪存技术，实现各种温度下门限值的存储功能。计算机采用读卡器，实现与sd卡的高速读写操作，实现对门限值数据库的数据输入与编辑。sd卡支持主控单元微处理器的高速查询与读取门限值数据功能，实现依据当前温度值，快速调整门限值的功能，保障了规划通信范围内无线列调通信的稳定性和可靠性。

温度传感器电路4为耐高温、防水型数字温度传感器。温度传感器感应环境温度，生成温度值。基于uart串行数字通信接口，主控单元可实时查询温度传感器的温度值，实现对环境温度的实时检测，为门限值的修正，提供可靠的温度值依据。

本发明还提供一种铁路无线列调电台接收门限温度补偿方法，所述方法包括如下步骤：步骤1)：通过无线列调电台1在各种温度下对每一接收门限对应的门限修正值进行数据采集；步骤2)：将步骤1)得到的每一接收门限在各种温度值下所对应的门限修正值存储在数据库电路5中；步骤3)：通过主控单元电路3获取温度传感器电路4实时检测的当前环境温度值；步骤4)：主控单元电路3依据当前环境温度值快速读取数据库电路5中相应温度值下的接收门限对应的门限修正值，并对无线列调电台1的当前门限值进行修正，以得到修正的门限值，对通信距离进行补偿，以实现对无线列调电台接收载频信号输出的场强值的准确判断，并保证在有效通信距离内无线列调通信的稳定性和可靠性。其中，无线列调电台1与ad模数转换电路2电连接和信号连接，ad模数转换电路2与主控单元电路3电连接和信号连接，温度传感器电路4与主控单元电路3电连接和信号连接，数据库电路5与主控单元电路3电连接和信号连接，即利用上述铁路无线列调电台接收门限温度补偿系统实现上述方法。

在步骤1)中，通过无线列调电台1在各种温度下对每一接收门限对应的门限修正值进行数据采集的方法为：步骤1-1)：将被测的无线列调电台1处于设定的温度下持续2个小时；步骤1-2)：设定无线列调电台1的接收门限低于0.6μv；步骤1-3)：为无线列调电台1提供0.6～5μv之间的载频信号，测量相应温度下无线列调电台1输出的场强值，以得到该温度下相应接收门限的门限修正值。

接收同样强度的载频信号，在修正的门限值低于标准温度下的门限值时，无线列调电台1输出的场强值低，缩短有效通信距离，在修正的门限值高于标准温度下的门限值时，无线列调电台1输出的场强值高，增加有效通信距离，以对通信距离进行了补偿，保证了设定的有效通信距离内的可靠的无线通信。

图3中列举了无线列调电台1采集的部分接收门限数据，图4为无线列调电台的温度与接收门限的曲线关系示意图，例如，当接收门限设置为1μv时，环境温度为摄氏40度，测得场强值为0.851v，即对应的门限值为0.851v，当环境温度为摄氏25度时，测得场强值为0.843v，即对应的门限值为0.843v。

由于空间损耗，通信双方通信距离越远，无线列调电台接收的载波信号强度越弱，即电台接收载频信号输出的场强值越小，所以门限值越高，有效通信距离越短。当环境温度由40度降低至25度时，门限值应修正为0.843v，如果仍然使用0.851v，将导致最大通信距离缩短，如果此时通信双方处于最大距离附近时，将出现通信断断续续，甚至通信中断等现象。

通过对大量同一型号的无线列调电台各种温度条件下的门限修正值的收集，比较和整理，形成通用的各种温度下的门限修正值数据库，实现有效的各种温度下门限值的纠正，有效的减小了温度漂移对铁路无线通信带来的危害。主控单元电路通过温度传感器电路，实时获取当前环境温度，依据当前温度值，通过快速读取数据库电路相应温度下的接收门限补偿值，及时对接收门限值进行修正，实现对无线列调电台接收载频信号输出的场强值的准确判断，保证在有效通信距离内无线列调通信的稳定性和可靠性，此方法有效的提高了铁路列车运行的安全性和可靠性。

需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。