一种有源临时限速标签及其信号处理方法

摘要

本发明公开了一种有源临时限速标签及其信号处理方法，要解决的技术问题包括提高列车行车安全和有源临时限速标签的低功耗。本发明的有源临时限速标签包括微控制器(MCU)、射频收发器、时钟模块、匹配网络、微带天线、传感器唤醒电路、声音传感器、振动传感器、能量检测模块，高能充电电池、电池充电电路和电池保护电路。本发明的信号处理方法包括以下五个状态循环处理：灭活状态，休眠状态，读取数据状态，发送数据状态，等待接收状态，此外，本发明还提出了有源临时限速的休眠激活算法(WS)及其在铁路上的安装方案。与现有的火车临时限速技术相比，通过自动识别技术解决了人为因素造成的误读或漏读等机车安全隐患。

主权项

一种有源临时限速标签，其特征在于，包括微控制器、射频收发器、时钟模块、匹配网络、微带天线、传感器唤醒电路、声音传感器、振动传感器、能量检测模块、高能充电电池、电池充电电路和电池保护电路；其中，传感器唤醒电路分别与振动传感器、声音传感器、时钟电路连接；所述的时钟电路分别与微控制器、射频收发器连接；所述的微控制器、射频收发器、匹配网络、微带天线依次连接；所述的高能充电电池分别与微控制器、射频收发器和电池保护电路连接；所述的电池保护电路与电池充电电路连接；所述的能量检测模块分别与匹配网络、微带天线、电池保护电路、电池充电电路连接；进一步：所述射频收发器包括射频信号的接收通路和射频信号的发送通路；所述的声音传感器用于将列车在铁轨上行进时产生的声音转化为声音信号传送至传感器唤醒电路；所述的振动传感器用于将列车在铁轨上行进时产生的振动转化为振动信号传送至传感器唤醒电路；所述的传感器唤醒电路根据声音传感器传送的声音信号和振动传感器传送的振动信号产生一个脉冲给时钟模块；所述的时钟模块根据传感器唤醒电路产生的脉冲进行起振；所述的微带天线用于发送射频信号；所述的匹配网络包括非平衡变压器，滤波电路和阻抗匹配电路，非平衡变压器用于将差分的射频信号转换为单端信号，滤波电路用于滤除不需要的高次谐波分量，保证输出外接负载所需要的基波功率，阻抗匹配电路用于将外接负载变换为放大器所需要的负载，以保证放大器高效地输出所需要的发射功率；所述时钟模块用于产生射频收发器的频率合成器的参考频率，同时用于产生射频收发器的ADC的时钟和数字部分的时钟，此外，时钟模块还用于产生微控制器的工作时钟；所述的能量检测模块用于检查机车阅读器发射的电磁波，当电磁波的能量超过基准电压时，所述的电池充电电路就对高能充电电池充电，此外，所述的电池保护电路用于防止过流造成的电池烧坏；所述微控制器的工作状态包括灭活状态、休眠状态、读取数据状态、发送数据状态及等待接收状态，微控制器用于配置射频收发器的寄存器、设置定时时间、状态转换、标签数据处理。