一种一体化BTM天线装置及其通讯方法与流程

一种一体化btm天线装置及其通讯方法
技术领域
1.本发明属于列车运行控制技术领域，特别涉及一种一体化btm天线装置及其通讯方法。


背景技术：

2.btm(balise transmission module，应答器信息接收单元)设备是应答器系统中的重要组成部分，主要用于接收地面应答器发送的应答器信息，对该应答器信息进行处理获得应答器用户报文，并上报给列车运行控制系统，便于列车运行控制系统控制列车运行。参考图1所示，btm设备主要由主机和天线单元组成。目前btm主机以19’插箱的形式安装在车载机柜中，btm天线通过金属支架安装在车底，btm主机和天线通过同轴通信电缆通信，btm主机通过同轴通信电缆与车载信号系统通信。
3.btm主机以19’插箱的形式安装在车载机柜中，一方面占用了车载机柜有限的安装空间，影响车载机柜的灵活性；另一方面目前btm主机和天线通过同轴通信电缆通信，采用同轴通信电缆传输模拟信号易受列车电气干扰。


技术实现要素：

4.针对上述问题，一方面，本发明公开了一种一体化btm天线装置，所述装置设有集成设置在同一壳体内的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体和第二腔体分别用于安装btm主机和btm天线；其中，设置在第二腔体中的btm天线包括天线板和wifi模块；设置在第一腔体的btm主机为双层结构，包括设置在第一层的通信板、记录板和解码板以及设置在第二层的电源板、发送板和接收板；所述btm主机通过射频线与所述wifi模块连接；所述btm主机还通过另一射频线与所述天线板连接；所述btm主机通过can通信电缆与车载信号系统连接。
5.进一步的，所述btm主机的双层结构之间相互堆叠进行卡接固定。
6.进一步的，所述can通信电缆包括电源线和can线，所述车载信号系统包括车载电源单元和车载主机单元；所述车载电源单元和通过电源线与电源板相接，所述车载主机单元通过can线与通信板相接。
7.进一步的，所述电源板的输出端通过i2c总线分别与发送板、接收板、解码板、通信板和记录板相接，用于为所述发送板、接收板、解码板、通信板和记录板供电。
8.进一步的，所述发送板的输出端通过至少两组并行的采用频移键控fsk调制方式的第一信号线与所述接收板的输入端相接，用于进行信息传输；所述接收板的输出端通过至少两组并行的第二信号线与所述解码板的输入端相接；所述解码板的输出端通过至少两组并行的第三信号线与所述通信板相接。
9.进一步的，所述记录板的输入端还分别与所述接收板和解码板的输出端相接，用于记录所述接收板和所述解码板的通信信息。
10.进一步的，所述解码板的输出端还与所述发送板的输入端相接，用于向所述发送板发送第一信号；所述发送板的输出端还与所述天线板相接，用于向所述天线板发送第二信号；所述天线板的输出端通过采用频移键控fsk调制方式的第四信号线与所述发送板的输入端相接。
11.进一步的，所述解码板的输出端通过第五信号线与所述发送板的输入端相接，用于控制发送板功放的输入和输出；所述发送板的输出端通过第六信号线与所述解码板的输入端相接，用于监测或读取所述发送板的功放报警信息。
12.再进一步的，所述wifi模块通过wifi信号与维护计算机连接，用于btm主机的数据采集和软件写入。
13.另外一方面，本发明还公开了一种所述一体化btm天线装置的通讯方法，具体包括以下步骤：解码板通过第五信号线发送第一信号至发送板，发送板根据所述第一信号发送第二信号至天线板；天线板将第二信号向地面应答器辐射，激活所述地面应答器；地面应答器向上行链路并行发送调制信号的两条报文，所述上行链路是指信号从地面应答器到天线板的物理通道；天线板接收到地面应答器反馈的报文后，通过第四信号线发送回发送板；发送板对接收到的报文进行滤波后输出一次信号，并发送至接收板；接收板对接收到的一次信号进行滤波、放大和解调，发送第三信号和第四信号至解码板；解码板对输入的第三信号和第四信号按解码要求进行解码，并向车载信号系统的两个cpu进行输出；两个cpu对输入的信息进行交叉比较，若一致，则输出组合信息；所述组合信息通过双路冗余的通信板发送给车载主机单元。
14.本发明的btm主机和btm天线集成在同一壳体内，可节省车载机柜内安装空间，一体化btm天线装置通过can通信电缆与车载信号系统通信，彻底解决列车电气对btm射频天线的干扰问题。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1示出了根据现有技术的btm设备通信方式；图2示出了根据本发明实施例的一体化btm天线装置的通信方式示意图；图3示出了根据本发明实施例的一体化btm天线装置的通信过程示意图。
具体实施方式
17.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.参考图2所示，本发明提出一种一体化btm天线装置，所述装置设有集成设置在同一壳体内的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体和第二腔体分别用于安装btm主机和btm天线；其中，设置在第二腔体中的btm天线包括天线板和wifi模块；所述btm主机通过射频线与所述wifi模块连接；所述btm主机还通过另一射频线与所述天线板连接；所述btm主机通过can通信电缆与车载信号系统连接。
19.其中，所述wifi模块通过wifi信号与维护计算机连接，所述维护计算机用于对所述一体化btm天线装置进行维护，通过wifi信号连接所述wifi模块，从而进行btm主机的数据采集和软件写入。
20.本发明的btm主机和btm天线集成在同一壳体内，可节省车载机柜内安装空间，避免btm主机和btm天线分开安装占用较大的安装空间，另外，分开安装的btm主机和天线也需要采用大量通信电缆进行连接，容易产生更多的故障点。本发明通过集成btm主机和btm天线可以减少所述btm主机和btm天线的故障点。
21.如图3所示，在本发明的一个实施例中，设置在第一腔体的btm主机为双层结构，包括设置在第一层的通信板、记录板和解码板以及设置在第二层的电源板、发送板和接收板，所述btm主机的双层结构之间相互堆叠进行卡接固定，第一层和第二层通过对插连接的方式完成信号交互。进一步的，双层结构的固定方式可以避免采用分开安装的btm主机和天线需要大量can通信电缆进行连接，从而能够减少btm主机和btm天线安装的故障点。
22.另外一方面，参考图2所示，在本发明的一个实施例中，所述can通信电缆包括电源线和can线，其中，can是controller area network的缩写（以下称为can），是国际标准化组织iso定义的串行通信协议；所述车载信号系统包括车载电源单元和车载主机单元；所述车载电源单元和通过电源线与电源板相接，所述车载主机单元通过can线与通信板相接。
23.一体化btm天线装置的这种形式，取消了原有的天线到btm主机的同轴信号传输，此同轴信号变成了一体化btm天线装置的内部传输通道，通过一体化btm传输到车载信号系统的同轴通信电缆也变成了采用can线通信的can通信电缆，can线通信的数字信号抗干扰能力远大于同轴通信电缆（模拟信号），从而增强了btm模块的电缆在车体的抗干扰能力，从而彻底解决列车电气对btm天线装置的干扰问题。
24.所述电源板的输出端通过i2c总线分别与发送板、接收板、解码板、通信板和记录板相接，用于为所述发送板、接收板、解码板、通信板和记录板供电。其中，i2c总线是一种简单、双向二线制同步串行总线。它只需要两根线即可在连接于总线上的器件之间传送信息。
25.参考图3所示，所述发送板的输出端通过至少两组并行的采用频移键控fsk调制方
式的第一信号线与所述接收板的输入端相接，用于进行信息传输。所述接收板的输出端通过至少两组并行的第二信号线与所述解码板的输入端相接。所述解码板的输出端通过至少两组并行的第三信号线与所述通信板相接。所述记录板的输入端还分别与所述接收板和解码板的输出端相接，用于记录所述接收板和所述解码板的通信信息。所述解码板的输出端还与所述发送板的输入端相接，用于向所述发送板发送第一信号；所述发送板的输出端还与所述天线板相接，用于向所述天线板发送第二信号；所述天线板的输出端通过采用频移键控fsk调制方式的第四信号线与所述发送板的输入端相接。
26.其中，至少两组并行的第二信号线，传输的有第三信号和第四信号；在本发明的一个实施例中，所述解码板的输出端通过第五信号线与所述发送板的输入端相接，用于控制发送板功放的输入和输出；所述发送板的输出端通过第六信号线与所述解码板的输入端相接，用于监测或读取所述发送板的功放报警信息。
27.具体来说，解码板可以通过第五信号线控制发送板功放输出的通断，另外解码板可以通过第六信号线回读发送板功放输出的报警信息。
28.在本发明的一个实施例中，本发明还提出一种一体化btm天线装置的通讯方法，所述方法具体包括以下步骤：步骤1：解码板通过第五信号线发送第一信号至发送板，发送板根据所述第一信号发送第二信号至天线板；步骤2：天线板将第二信号向地面应答器辐射，激活所述地面应答器；步骤3：地面应答器向上行链路并行发送调制信号的两条报文，所述上行链路是指信号从地面应答器到天线板的物理通道；步骤4：天线板接收到地面应答器发送的报文后，通过第四信号线发送回发送板；步骤5：发送板对接收到报文进行滤波后输出一次信号，并通过至少两组并行的第一信号线发送至接收板；步骤6：接收板对接收到的一次信号进行滤波、放大和解调，通过至少两组并行的第二信号线发送第三信号和第四信号至解码板；步骤7：解码板对输入的第三信号和第四信号按解码要求进行解码，并向车载信号系统的两个cpu进行输出；步骤8：两个cpu对输入的信息进行交叉比较，若一致，则输出组合信息；步骤9：所述组合信息通过双路冗余的通信板发送给车载主机单元。
29.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。