基于北斗的列车定位及监控系统的开发设计
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摘要：该文介绍了北斗在铁路列车定位及监控系统中的应用。该系统将北斗定位、无线传输技术、监控系统相结合。通过北斗系列的芯片，进行定位、通过无线进行信息的传输，实现对列车运行位置的监控，可以为未来铁路事业的发展提供一套定位准确、高精度、实时监控的一套系统。
关键词：北斗定位;无线传输;实时监控
中图分类号：TP311 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2019）17-0241-02
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
1引言
2018年爆发的美国商务部向中兴通讯公司发布出口禁令，中兴通讯全线产品过多依赖美国芯片和光模块厂商，而且没有国产替代产品，中兴通讯面临生死攸关关头。此事件也暴露出了，如果核心技术受制于人，对于国家安全也是一大潜在隐患。在国内目前运用比较广泛的定位导航系统主要有两种：一是美国的 GPS，二是中国的北斗卫星导航系统。考虑到使用方便性，技术性，国家安全等各方面因素，选择国产的北斗技术。并且目前我国北斗系统有了重大突破，精确度已经到达1米，已经超过市面上被广泛应用的美国GPS技术。设计一种基于北斗的列车定位及监控系统，利用卫星定位系统测定列车的位置，并通过无线通信网络将列车的数据传输到监视系统，从而实现了对列车的远程监视管理，本文设计了基于北斗的列车定位及监控系统，为列车定位与监控提供了一套有效的解决方案，采用完全自主国产技术，有利于国家安全。
2系统的组成
一部分是车载定位终端，负责北斗卫星定位数据的接收与转发;另一部分是列车定位;监视软件平台，负责对列车位置的监视管理。北斗定位模块一对，一个负责接收北斗卫星所发出的信息、转发接收到的信息;另一个负责接收转发的信息，转发到无线接收转发模块和串口模块，串口模块负责连接到PC电脑终端上，用电子地图进行北斗定位，确定列车所在的位置。
3 主要功能的实现过程
3.1北斗定位模块功能的实现
在定位方面，考虑到列车处于运行状态，会经过隧道山洞、信号覆盖差的地方，采用北斗ATK-S1216F8-BD-V1.1芯片，对装有定位的列车进行加强，确保列车经过隧道山洞、信号覆盖差的地方可以进行准确定位。运用北斗ATK-S1216F8-BD-V1.1芯片进行电路设计，做成一个简单的定位模块连接到运行的列车上，这样具有精度高、定位准确、稳定性好、方便快捷的特点。同时要注意连接列车后，所放的位置，北斗ATK-S1216F8-BD-V1.1芯片对温度有要求，不适合放在温度过高的地方。
3.2 无线模块实现的功能
根据CC2530芯片所做的电路构成了ZigBee无线串口模块。CC2530芯片所以用于2.4G无线接收和发送，是一个收发数据透传的无线串口模块。具有UART通信、宽电压输入的优点。本系统的无线模块接收、转发的原理是发送端（TX）通过杜邦线与北斗定位模块的接收端（RX）连接，北斗定位模块发送端（TX） 通过杜邦线与无线模块的接收端（RX）连接，电源连接电源，GND连接GND。无线模块经过串口连接到PC电脑端，PC电脑端通过接收无线模块发送来的信息，用电子地图进行北斗定位，确定列车所在的位置。
4 测试结果
4.1 无线串口模块的调试
根据无线模块的串口，与PC电脑端连接，在电脑上打开串口调试助手，对无线模块进行连接调试，确保无线模块可以连接到PC电脑端，另一方面对无线模块进行供电、连同北斗定位模块。
4.2 电子地图定位显示
将北斗定位模块和无线串口模块和PC电脑端连接好，确认各个引脚连接正确，不存在接触不良的情况，上电进行测试。测试各个模块的功能，串口是否已经连接。最后在电子地图上显示所定位的位置，看是否能正确地位到模块所在的位置，在地图上能否显示出来。
5 结论
综上所述，本系统基本实现了所需要的功能，能实时监控列车所处的位置，并通过无线传输的方式，发送到監控端，有利于确定列车在运行中所在的位置。北斗不单具有无源定位的能力，同时还具有实时通信的能力。但目前北斗系统主要用于军用，铁路方面、民用方面还存在很多的不成熟的地方。无线模块采用CC2530芯片不适合长距离接收转发数据的功能，下一步的研究计划采用LTE-R通信网络实现无线传输。
参考文献：
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【通联编辑：光文玲】
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