[發明專利]一種機車遠程定位模塊及其定位方法

無效

• 申請號: 200910010273.3
• 申請日: 2009-01-21
• 公開（公告）號: CN101511052A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 趙國平;李礫工;王建強
• 申請（專利權）人: 中國北車股份有限公司大連電力牽引研發中心
• 主分類號: H04W4/02
• 分類號: H04W4/02;G01S5/02
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司
• 代理人: 李洪福

技術領域

本發明涉及一種基于GPS全球定位技術的遠程定位模塊及其定位方法，特別是一種用于在線運行機車的基于GPS全球定位技術的機車遠程定位模塊及其通訊方法。

背景技術

近年來隨著鐵路行業的快速發展，在線運行的機車、動車及養路機械越來越多，對于機務段和鐵路局如何快速實時的查找當前所有車輛的運行位置及運行速度，成為一個迫切需要解決的問題。目前使用的列車定位技術主要有以下幾種：

1、傳統的列車控制中，更多依賴于地面的軌道電路設施來提供信號。當列車到達相應閉塞區段時，通過軌道回路來為車載設備提供顯示信號，列車司機需據此作出判斷。車輛接到該信號后，列車司機通過機車電臺發送信號到相關的機務段及車站。

2、采用射頻技術，在軌道的枕木上安裝定位標簽，火車底部安裝射頻讀寫器，當火車經過定位標簽時自動讀取其位置，通過無線電臺將定位信號發送到機務段及車站。

3、采用GPS定位技術獲取車輛位置，使用GSM-R無線通訊技術將定位信息發送到機務段及車站。

在目前的定位技術中，無論采用軌道回路還是定位標簽，均需要在鐵路上安裝專用的設備，成本太高；同時，使用無線電臺傳輸信號，距離受到很大的限制；使用GSM-R技術先進，傳輸速度快，但是需要在鐵路沿線建設專用的GSM-R網絡，建設周期長，投資成本大。

發明內容

為克服現有技術存在的上述問題，本發明要設計出一種低成本、高性能、兼容性好、靈活性強的機車遠程定位模塊及定位方法。

為實現上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：一種機車遠程定位模塊，包括GPS定位模塊、數據處理和傳輸模塊、電源電路和顯示板，所述的數據處理和傳輸模塊包括CPU控制器、GPRS通訊模塊和SIM卡插座。

本發明所述的CPU控制器為C8051F040控制器，引腳1、2、3、4為JTAG仿真器接口，接口為10針的JTAG插座，UART1口與GPS定位模塊相連，UART0口與GPRS通訊模塊相連。

本發明所述的GPS定位模塊為MOTOROLA公司的M12定位模塊，通過一個10針的接口和CPU控制器相連接，其中GPS定位模塊的引腳RX0、TX0和CPU控制器的UART1的引腳TX1、RX1分別相連，GPS定位模塊的BATT接口為外接DC3.0V電池電源接口，針腳4為脈沖輸出端，GPS定位模塊的針腳8為差分信號修正值使能開關。

本發明所述的GPRS通訊模塊為西門子公司的MC35，具有ZIF40針的通訊接口，其中引腳1、2、3、4、5接電源，引腳6、7、8、9、10接地，引腳11、12連接備用電池，引腳15、31、32與C8051F040?CPU控制器的IO口連接，引腳16—23分別與C8051F040?CPU控制器的UART0的RX0、TX0、RTS0、CTS0、RING0、DTR0、DCD0、DSR0八個握手信號接口連接，引腳33—40懸空。

本發明所述的SIM卡插座一共有8個引腳，其中引腳CCVCC與GPRS通訊模塊的引腳CCVCC連接，引腳GND接地，引腳CCIO接控制數據的發送和接收的串行數據線，引腳CCDET1接電源，引腳CCDET2和GPRS通訊模塊的引腳CCIN相連，引腳CCCLK接GPRS通訊模塊設置的SIM卡時鐘信號線，引腳CCRST接SIM卡復位信號線。

本發明所述的電源電路包括DC24V轉DC5V電路和DC5V轉3.3V電路兩部分，其中DC24V轉DC5V電路主要包括ZUS152405芯片及相關的支撐電容，DC5V轉3.3V電路主要包括AS1117M3-3.3V芯片及相關的支撐電容。

本發明所述的顯示板包括電源指示燈POWER_LED和GPRS通訊模塊工作狀態指示燈GPRS_LED。

一種機車遠程定位模塊的定位方法是這樣實現的：包括以下步驟：

A、將裁剪后的TCP/IP協議事先寫入CPU控制器的TCP/IP協議棧；

B、將SIM卡安裝在SIM卡插座上，由GPRS通訊模塊通過SIM卡的身份認證后接入GSM網絡，使通訊系統開始工作；

C、GPS定位模塊采集車輛的定位信息，如車輛當前所在的緯度、經度、高度及速度等信息；

D、CPU控制器將GPS定位模塊采集的信息通過UART口接收過來，將該信息打包成IP數據包，然后將IP數據包發送到GPRS通訊模塊，同時將從GPRS通訊模塊接收的IP數據包進行解包，并通過GPS定位模塊上的使能開關控制GPS定位模塊的工作狀態；