[發明專利]一種基于LoRa的列尾裝置及用于該裝置的通信方法

在審

• 申請號: 202010480849.9
• 申請日: 2020-05-30
• 公開（公告）號: CN113734234A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 馬賽;陳維明
• 申請（專利權）人: 通號通信信息集團上海有限公司
• 主分類號: B61L15/00
• 分類號: B61L15/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 應小波

本發明涉及一種基于LoRa的列尾裝置，包括列尾機車臺、列尾主機和LoRa網絡，列尾機車臺和列尾主機通過LoRa網絡進行信息交互。本發明還涉及一種用于上述列尾裝置的通信方法，該方法分為MAC層部分和應用層部分。MAC層涉及列尾機車臺與列尾主機同步及通信時隙的定義，本發明根據通信形式不同將時隙分為三種結構。在每個時隙中列尾機車臺執行列尾機車臺通信子方法與列尾主機進行通信；列尾主機執行列尾主機通信子方法與列尾機車臺進行通信。應用層部分定義了幀類型、幀數據結構和列尾裝置應用流程。與現有技術相比，本發明具有功耗低、成本低、體積小、可靠性高、傳輸距離遠等優點。

技術領域

本發明涉及列車通信技術領域，尤其是涉及一種基于LoRa的列尾裝置及用于該裝置的通信方法。

背景技術

隨著技術進步和實現減員增效目的，在保證運行安全的前提下，鐵路運輸部門從上世紀九十年代開始逐步由列車尾部安全防護裝置，簡稱為列尾裝置，替代列車尾部值守人員報告尾部風壓和排風制動操作。列尾主機與列尾機車臺之間通信模式最初采用450MHz無線模擬通信，存在頻帶資源少，傳輸距離短，功耗大，頻點間干擾，保密性差等缺點。此后，列尾設備間通信逐漸采用400MHz頻段無線數字通信、GSM-R網絡通信的雙模通信，由此提高了通信的傳輸距離和可靠性，有利于減少因通信鏈路不良導致列尾主機與機車臺的通信中斷問題。

中國專利CN208585253U中公開了一種基于無線通信的數字雙模列尾系統，包括安裝在機車上的列尾機車臺和安裝在列車尾部的列尾主機，該裝置使用GSM-R模型、400MHz數字信道機和路由器完成列尾主機與列尾機車臺的通信，但經過實際運用發現該專利中的裝置存在電臺價格高，發射功耗高，傳輸距離不理想，站場接觸網和設備間干擾的缺陷。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種功耗低、成本低、體積小、可靠性高、傳輸距離遠的基于LoRa的列尾裝置及用于該裝置的通信方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于LoRa的列尾裝置，包括列尾機車臺、列尾主機和LoRa網絡；所述的列尾機車臺和列尾主機通過LoRa網絡進行信息交互。

優選地，所述的列尾機車臺包括列尾機車臺LoRa模塊、列尾機車臺控制器、列尾機車臺存儲器、天線、列尾機車臺電源模塊和列尾控制盒；所述的列尾機車臺LoRa模塊和列尾機車臺控制器分別與列尾機車臺電源模塊相連；所述的列尾機車臺LoRa模塊、列尾機車臺存儲器和列尾控制盒分別與列尾機車臺控制器相連；所述的天線與列尾機車臺LoRa模塊相連。

更加優選地，所述的列尾機車臺電源模塊與機車電源相連。

優選地，所述的列尾主機包括列尾主機LoRa模塊、列尾主機控制器、列尾主機存儲器、風壓檢測模塊和列尾主機電源模塊；所述的列尾主機LoRa模塊、列尾主機控制器和風壓檢測模塊分別與列尾主機電源模塊相連；所述的列尾主機LoRa模塊、列尾主機存儲器和風壓檢測模塊分別與列尾主機控制器相連。

更加優選地，所述的風壓檢測模塊包括風壓傳感器、排風單元和風管；所述的風壓傳感器和排風單元均安裝在風管中；所述的風壓傳感器和排風單元分別與列尾主機控制器相連；所述的風管與列車主風管相連。

更加優選地，所述的列尾主機電源模塊為可充電式電池。

優選地，所述列尾機車臺與列尾主機在LoRa網絡下通過LoRa通信協議進行通信。

一種用于上述列尾裝置的通信方法，包括列尾機車臺通信子方法和列尾主機通信子方法；所述的列尾機車臺通過列尾機車臺通信子方法與列尾主機進行通信；所述的列尾主機通過列尾主機通信子方法與列尾機車臺進行通信。

優選地，所述的列尾機車臺通信子方法包括：

步驟1-1：時隙開始時判斷是否有下行數據，若是，則執行步驟1-2，否則，執行步驟1-6；