[实用新型]基于射频识别技术的机车定位系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及铁路系统，特别涉及铁路站场中机车的精确定位。

背景技术

目前采用的铁路机车定位技术一类是GPS差分定位，另一类是地面应答器定位。这两类定位技术各有特点。

GPS差分定位需要设立一个GPS差分基准站，在基准站放置一台GPS接收机，根据基准站已知的精密坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时将这些数据发送出去。需要测量的定位点接收机接收GPS数据的同时，也接收从基准站发出的改正数，并对定位结果进行改正，从而提高定位精度。理论上差分GPS定位技术可以达到2m的定位精度，以用于铁路站场对机车的精确位置定位，但天气、环境等因素对GPS定位精度有较大的影响，随着条件恶化，其定位误差会不断增大（比如，增大到5m）以致出现机车股道定位错误等故障，股道是指火车站内停列车的线路，指铁路两端出发信号机内方的轨道。

地面应答器定位是在埋设在轨枕上的应答器中写入当前位置等信息，然后由机车上的设备读取应答器内容并将该内容传到相应设备上。地面应答器是一种电磁装置，分为有源和无源两种类型。一般在铁路站场中均采用有源应答器，因为有源应答器可以根据外部输入设置改变其内容。采用地面应答器的定位精度较高，但埋设应答器的施工非常繁琐，应答器需要从就近的地方取电，一般在铁路站场都是通过信号机取电，这导致施工走线和后期维护难度都比较大。

实用新型内容

本实用新型提供了一种基于射频识别（radio frequency identification，简称RFID）技术的机车定位系统，该系统采用基于RFID技术的无源地面标签，因此安装简便并且定位精度高。

RFID技术的基本工作原理是：RFID标签进入磁场后，接收RFID阅读器发出的电磁波，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在标签内部的芯片中的信息（Passive Tag，可称为无源标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（Active Tag，可称为有源标签），RFID阅读器读取RFID标签数据并将其解析，送至其他处理单元。有源标签可分为通过外接电源供电的有源标签和通过电池供电的有源标签，经研究，发明人认为这两类标签都不适合用于铁路运输系统中的机车定位。需要外接电源的有源标签和现有技术中的地面应答器一样，给施工布线带来众多难题；使用电池的有源标签，需要经常更换电池，而铁路运输中使用的地面标签一经安装，可能需要持续使用若干年，更换电池需要很大工作量，并且环境温度的变化也对电池提出了很高要求。因此，在本实用新型中，选择无源标签作为地面标签。另外，RFID标签可分为低频、高频和超高频等，其中超高频标签具有读取距离较远和数据传输率高的优点，并且综合考虑对读取区域和信号穿透性的需求，本实用新型中的地面标签优选超高频RFID标签。

根据本实用新型的一个方面提供了一种基于射频识别技术的机车定位系统，所述系统包括：地面标签，所述地面标签是超高频射频识别无源标签，所述地面标签中存储的信息包括所述地面标签所在地的位置信息，所述位置信息包括铁路股道信息；无线便携查询装置，所述无线便携查询装置包括射频识别阅读模块、处理器和无线通信模块，所述射频识别阅读模块包括射频识别阅读器和射频识别天线，所述射频识别阅读模块用于发射电磁波并接收和解析来自所述地面标签的电磁波，所述处理器接收并处理所述射频识别阅读模块输出的解析后的信号，并输出处理后的部分或全部数据，所述无线通信模块发送来自所述处理器的所述部分或全部数据；以及无线接收端，所述无线接收端通过无线通信链路接收所述无线便携查询装置发出的所述部分或全部数据。该无线通信可采用450MHz铁路列车无线电通信技术（可参见原铁道部正式发布的铁道行业标准的公告）。

所述射频识别阅读模块和所述处理器间可通过RS-232-C接口通信，所述处理器和所述无线通信模块间可通过RS-232-C接口通信。

所述地面标签与所述无线便携查询装置间可通过射频识别技术进行通信，当所述地面标签与所述无线便携查询装置间的距离小于距离阈值时，所述地面标签发射包含所述位置信息的电磁波至所述无线便携查询装置。

根据股道定位的精度要求，可将所述距离阈值设置在1米到2米之间。

所述地面标签可用树脂胶固定在铁路股道的轨枕上，无需额外施工布线。

上述无线接收端可以是机车的车载台，所述车载台可将接收到的数据发送到应用设备。

该系统中的射频识别阅读模块还可对所述地面标签执行写操作，为避免地面标签被意外改写，所述写操作受到密钥的保护。