一种用于无线平面调车系统的NFC高精度定位方法与流程

一种用于无线平面调车系统的nfc高精度定位方法
技术领域
1.本发明涉及无线平面调车系统设备，特别是涉及一种用于无线平面调车系统的nfc高精度定位方法。

背景技术：

2.铁路无线调车系统设备是铁路调车作业的重要指挥工具，平调系统工作时根据车辆车距与车速发出调车信令，车辆的实时定位信息就显得尤为重要。定位信息不准确会影响调车信令的发送，可能会造成作业事故。
3.传统终端定位一般采用gps、wifi或者蓝牙等无线的方式进行定位，gps精准定位需在开阔的室外进行定位，而当定位设备终端处于室内就会存在比较大的偏差。wifi或者蓝牙定位需要双方都开启wifi或者蓝牙才能进行定位，而且需要定位的终端主动发送信号进行定位，功耗较大。

技术实现要素：

4.本发明的目的是，在定位精度需求愈发精密的情况下，在平调系统调车信令工作时，为调度台提供更加精准的定位信息与不同车辆间的车距信息，监控车辆当前车速，为平调安全作业提供保障，且功耗更小。为实现上述目的，本发明特别提供一种用于无线平面调车系统的nfc高精度定位方法。
5.本发明采取的技术方案是：一种用于无线平面调车系统的nfc高精度定位方法，所述无线平面调车系统包括定位终端设备、调度台和服务器，所述定位终端设备内置用于采集和存储定位信息的nfc模块，nfc模块分别与定位终端设备的主芯片cpu、rf射频模块连接；所述定位终端设备通过内部局域网络连接所述调度台，调度台连接所述服务器；所述调度台采用主动式通讯方式与所述定位终端设备进行通讯；所述定位终端设备采用被动式通讯方式与调度台进行通讯；具体步骤如下：步骤一、所述调度台向车头搭载的目标定位终端设备和车厢搭载的目标定位终端设备发送推进信令和定位请求。
6.步骤二、所述车头搭载的目标定位终端设备收到推进信令和定位请求后，向车厢搭载的目标定位终端设备行进。
7.步骤三、所述目标定位终端设备的nfc模块将实时采集到的定位信息周期发送给所述调度台。
8.步骤四、所述调度台将所述目标定位终端设备的nfc模块采集到的定位信息周期发送给所述服务器。
9.步骤五、所述服务器根据周期收到的定位信息进汇总处理，计算车距车速，并将计算出的车距车速发送给所述调度台。
10.步骤六、所述调度台监控收到的车距车速，并根据当前车距车速发送调车作业单信令。
11.步骤七、所述调度台判断当前所述车头搭载的目标定位终端设备与车厢搭载的目标定位终端设备的车距是否小于五节车厢长度，若是小于五节车厢长度，则进入步骤八，否则返回步骤三。
12.步骤八、所述调度台向车头搭载的目标定位终端设备发送减速信令。
13.步骤九、所述调度台接下来判断当前所述车头搭载的目标定位终端设备与车厢搭载的目标定位终端设备的车距是否小于三节车厢长度，若是小于三节车厢长度，则进入步骤十，否则返回步骤八。
14.步骤十、所述调度台向所述车头搭载的目标定位终端设备发送停车信令。
15.步骤十一、所述调度台接下来判断当前所述车头搭载的目标定位终端设备与车厢搭载的目标定位终端设备的车距是否等于0且车速等于0，若是车距等于0且车速等于0，则进入步骤十二，否则返回步骤十。
16.步骤十二、所述调度台向所述车头搭载的目标定位终端设备发送连结信令。
17.步骤十三、所述车头与车厢实现高精度定位连结后，向所述调度台发送连结确认。
18.步骤十四、所述调度台收到连结确认后，向所述车头搭载的目标定位终端设备发送启动信令，整辆列车启动运行。
19.步骤五中，所述服务器计算车距车速的方法是：所述定位信息包括里程位置mileage和定位时间date，当同一定位时间为t1时，所述车头搭载的目标定位终端设备处于里程位置为w1，所述车厢搭载的目标定位终端设备处于里程位置为w2,车头搭载的目标定位终端设备与车厢搭载的目标定位终端设备之间的车距为w2-w1；当定位时间为t
´
1时，所述车头搭载的目标定位终端设备处于里程位置为w
´
1,当定位时间为t
´
2时，所述车头搭载的目标定位终端设备处于里程位置为w
´
2,所述车头搭载的目标定位终端设备的平均速度s1=（w
´
2-w
´
1)/(t
´
2-t
´
1)。
20.所述定位信息中的里程位置mileage的精度格式为0.00≤ mileage≤9999.99m；定位时间date的精度格式为yyyymmddhh24miss。
21.本发明的有益效果是：本发明在定位终端设备增加nfc模块，实现实时采集定位信息，实时发送，不要求用户有任何操作。定位信息随回示信令传递，比传统蓝牙或者wifi方式的耗电量少，且不需要连接互联网，功耗大大降低，可延长设备终端使用时间。
附图说明
22.图1是本发明引入用于无线平面调车系统的基于nfc的高精度定位系统原理框图；图2是本发明工作流程图。
具体实施方式
23.以结合附图和实施例对本发明作进一步说明：如图1所示，无线平面调车系统包括定位终端设备、调度台和服务器，定位终端设备内置用于采集和存储定位信息的nfc模块，nfc模块分别与定位终端设备的主芯片cpu、rf射频模块连接；定位终端设备通过内部局域网络连接调度台，调度台连接服务器；调度台采用主动式通讯方式与定位终端设备进行通讯；定位终端设备采用被动式通讯方式与调度台进行通讯。
24.如图2所示，用于无线平面调车系统的nfc高精度定位方法具体步骤如下：步骤一、调度台向车头搭载的目标定位终端设备和车厢搭载的目标定位终端设备发送推进信令和定位请求。
25.步骤二、车头搭载的目标定位终端设备收到推进信令和定位请求后，向车厢搭载的目标定位终端设备行进。
26.步骤三、目标定位终端设备的nfc模块将实时采集到的定位信息周期发送给调度台。
27.步骤四、调度台将目标定位终端设备的nfc模块采集到的定位信息周期发送给服务器。
28.步骤五、服务器根据周期收到的定位信息进汇总处理，计算车距车速，并将计算出的车距车速发送给调度台。
29.步骤六、调度台监控收到的车距车速，并根据当前车距车速发送调车作业单信令。
30.步骤七、调度台判断当前车头搭载的目标定位终端设备与车厢搭载的目标定位终端设备的车距是否小于五节车厢长度，若是小于五节车厢长度，则进入步骤八，否则返回步骤三。
31.步骤八、调度台向车头搭载的目标定位终端设备发送减速信令。
32.步骤九、调度台接下来判断当前车头搭载的目标定位终端设备与车厢搭载的目标定位终端设备的车距是否小于三节车厢长度，若是小于三节车厢长度，则进入步骤十，否则返回步骤八。
33.步骤十、调度台向车头搭载的目标定位终端设备发送停车信令。
34.步骤十一、调度台接下来判断当前车头搭载的目标定位终端设备与车厢搭载的目标定位终端设备的车距是否等于0且车速等于0，若是车距等于0且车速等于0，则进入步骤十二，否则返回步骤十。
35.步骤十二、调度台向车头搭载的目标定位终端设备发送连结信令。
36.步骤十三、车头与车厢实现高精度定位连结后，向调度台发送连结确认。
37.步骤十四、调度台收到连结确认后，向车头搭载的目标定位终端设备发送启动信令，整辆列车启动运行。
38.步骤五中，服务器计算车距车速的方法是：定位信息包括里程位置mileage和定位时间date，当同一定位时间为t1时，车头搭载的目标定位终端设备处于里程位置为w1，车厢搭载的目标定位终端设备处于里程位置为w2,车头搭载的目标定位终端设备与车厢搭载的目标定位终端设备之间的车距为w2-w1；当定位时间为t
´
1时，车头搭载的目标定位终端设备处于里程位置为w
´
1,当定位时间为t
´
2时，车头搭载的目标定位终端设备处于里程位置为w
´
2,车头搭载的目标定位终端设备的平均速度s1=（w
´
2-w
´
1)/(t
´
2-t
´
1)。
39.定位信息中的里程位置mileage的精度格式为0.00≤ mileage≤9999.99m；定位时间date的精度格式为yyyymmddhh24miss。
40.实施例：本实施例的调度台和服务器布署在调度室，定位终端设备布署在每辆车的车头或车厢。调度台采用主动式通讯方式与定位终端设备进行通讯，向目标定位终端设备发送定位请求；目标定位终端设备采用被动式通讯方式与调度台进行通讯，并将读取nfc模块采集到的实时定位信息发送到调度台；调度台将定位终端设备发送来的定位数据信息
发送到服务器；服务器将定位终端设备发送来的数据信息进行计算、汇总和管理，并将处理好的数据包发送回调度台，用于调度台发送调车作业单的保障依据。
41.如图1所示，定位终端设备内部定位系统相关模块包含主芯片cpu、rf射频模块和nfc定位模块，其中主芯片cpu通过 arm核控制rf射频模块发送语音与平调作业信令；主芯片cpu通过i2c与nfc定位模块相连，传输采集定位信息。
42.调度台根据服务器计算出的车距和车速，合理安排发送调车作业单信令。开始调车作业时，调度台向定位终端设备所在车头发送推进信令与定位请求，定位终端设备所在车头向定位终端设备所在车厢行进，定位终端设备内搭载的nfc模块向调度台发送位置信息；调度台将定位信息发往服务器，服务器汇总处理不同平调作业线路上的定位信息，计算车距与车速并回传调度台；调度台向定位终端设备所在车头播报实时车距：十车、五车、三车（车距以单节车厢长度为单位），并监控定位终端设备所在车头车速以保证作业安全距离；当车辆间车距小于五车时，调度台向定位终端设备所在车头发送减速信令；当定位终端设备所在车头与定位终端设备所在车厢间车距小于三车时，调度台向定位终端设备所在车头发送停车信令；当定位终端设备所在车头与定位终端设备所在车厢间车距车距为零且定位终端设备所在车头车速为零时，调度台向定位终端设备所在车头发送连结信令，定位终端设备所在车头与定位终端设备所在车厢车钩连结；当定位终端设备所在车头向调度台发送连结成功确认回示后，调度台向定位终端设备所在车头发送启动信令，整辆列车启动运行。
43.所述服务器可以汇总多条线路上的车辆信息并处理，可使调度台对不同线路上的调车作业发送调车作业单信令。
44.平调系统作业定位实例数据如下：其中定位终端设备所在车头称为设备a,定位终端设备所在车厢称为设备b。定位信息包含里程位置mileage，精度格式为0.00≤ mileage≤9999.99m；定位时间date，精度格式为yyyymmddhh24miss。车距单位单节车厢长度为15m。10:25:45开始调车作业时，调度台向设备a发送推进信令，定位终端设备中nfc模块将实时采集到的设备a定位信息以50ms的周期发送给调度台；调度台将定位终端设备中nfc模采集到设备a的定位信息以100ms的周期发送给所述服务器，此时定位终端设备中nfc模块根据里程位置mileage和定位时间date的精度格式采集设备a定位信息为275.87，20211023102545，设备b定位信息为3280.66，20211023102545；设备a向设备b行进中，10:29:05时，定位终端设备中nfc模块采集设备a定位信息为2277.90，20211023102905，设备b定位信息为3280.66，20211023102905；服务器按照车距车速的计算公式计算出此时车距为2002.03m,车速为10m/s；10:29:05时，定位终端设备中nfc模块采集设备a定位信息为3205.68，20211023102905，设备b定位信息为3280.66，20211023102905；服务器按照车距车速的计算公式计算出此时车距为74.98m,车速为10m/s，车距小于五车（五节车厢长度为15*5=75m），调度台向设备a播报车距小于五车并发送减速信令；10:29:11时，定位终端设备中nfc模块采集设备a定位信息为3235.67，20211023102911，设备b定位信息为3280.66，20211023102911，服务器按照车距车速的计算公式计算出此时车距为44.99m,车速为5m/s，车距小于三车（三节车厢长度为15*3=45m），调度台向设备a播报车距小于三车并发送停车信令；10:29:26时，定位终端设备中nfc模块采集设备a定位信息为3280.66，20211023102926，设备b定位信息为3280.66，20211023102926），服务器按照车距车速的计
算公式计算出此时车距为0.00m,车速为0m/s，调度台向设备a发送连结信令，设备a与设备b车钩连结；设备a向调度台发送连结成功确认回示后，调度台向设备a发送启动信令，整辆列车启动运行。
45.定位终端设备nfc模块采集到的定位信息包括里程位置与采集时间，通过同一定位终端设备不同时间的里程位置信息可计算出搭载该终端的车辆车速，通过同一时间两台定位终端设备位置信息可计算出此时搭载两台终端的车辆车距。调度台根据搭载终端的车辆车速和与其他车辆之间的车距，合理安排发送调车作业单信令。

技术特征：

1.一种用于无线平面调车系统的nfc高精度定位方法，所述无线平面调车系统包括定位终端设备、调度台和服务器，其特征在于，所述定位终端设备内置用于采集和存储定位信息的nfc模块，nfc模块分别与定位终端设备的主芯片cpu、rf射频模块连接；所述定位终端设备通过内部局域网络连接所述调度台，调度台连接所述服务器；所述调度台采用主动式通讯方式与所述定位终端设备进行通讯；所述定位终端设备采用被动式通讯方式与调度台进行通讯；具体步骤如下：步骤一、所述调度台向车头搭载的目标定位终端设备和车厢搭载的目标定位终端设备发送推进信令和定位请求；步骤二、所述车头搭载的目标定位终端设备收到推进信令和定位请求后，向车厢搭载的目标定位终端设备行进；步骤三、所述目标定位终端设备的nfc模块将实时采集到的定位信息周期发送给所述调度台；步骤四、所述调度台将所述目标定位终端设备的nfc模块采集到的定位信息周期发送给所述服务器；步骤五、所述服务器根据周期收到的定位信息进汇总处理，计算车距车速，并将计算出的车距车速发送给所述调度台；步骤六、所述调度台监控收到的车距车速，并根据当前车距车速发送调车作业单信令；步骤七、所述调度台判断当前所述车头搭载的目标定位终端设备与车厢搭载的目标定位终端设备的车距是否小于五节车厢长度，若是小于五节车厢长度，则进入步骤八，否则返回步骤三；步骤八、所述调度台向车头搭载的目标定位终端设备发送减速信令；步骤九、所述调度台接下来判断当前所述车头搭载的目标定位终端设备与车厢搭载的目标定位终端设备的车距是否小于三节车厢长度，若是小于三节车厢长度，则进入步骤十，否则返回步骤八；步骤十、所述调度台向所述车头搭载的目标定位终端设备发送停车信令；步骤十一、所述调度台接下来判断当前所述车头搭载的目标定位终端设备与车厢搭载的目标定位终端设备的车距是否等于0且车速等于0，若是车距等于0且车速等于0，则进入步骤十二，否则返回步骤十；步骤十二、所述调度台向所述车头搭载的目标定位终端设备发送连结信令；步骤十三、所述车头与车厢实现高精度定位连结后，向所述调度台发送连结确认；步骤十四、所述调度台收到连结确认后，向所述车头搭载的目标定位终端设备发送启动信令，整辆列车启动运行。2.根据权利要求1所述的一种用于无线平面调车系统的nfc高精度定位方法，其特征在于，步骤五中，所述服务器计算车距车速的方法是：所述定位信息包括里程位置mileage和定位时间date，当同一定位时间为t1时，所述车头搭载的目标定位终端设备处于里程位置为w1，所述车厢搭载的目标定位终端设备处于里程位置为w2,车头搭载的目标定位终端设备与车厢搭载的目标定位终端设备之间的车距为w2-w1；当定位时间为t
´
1时，所述车头搭载的目标定位终端设备处于里程位置为w
´
1,当定位时间为t
´
2时，所述车头搭载的目标定位终端设备处于里程位置为w
´
2,所述车头搭载的目标定位终端设备的平均速度s1=（w
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2-w
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1)/(t
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1)。3.根据权利要求1所述的一种用于无线平面调车系统的nfc高精度定位方法，其特征在于，所述定位信息中的里程位置mileage的精度格式为0.00≤ mileage≤9999.99m；定位时间date的精度格式为yyyymmddhh24miss。

技术总结

本发明公开了一种用于无线平面调车系统的NFC高精度定位方法，系统包括定位终端设备、调度台和服务器，定位终端设备内置用于采集和存储定位信息的NFC模块，调度台采用主动式通讯方式与定位终端设备进行通讯；定位终端设备采用被动式通讯方式与调度台进行通讯；本发明在定位终端设备增加NFC模块，实现实时采集定位信息，实时发送，不要求用户有任何操作。定位信息随回示信令传递，比传统蓝牙或者WIFI方式的耗电量少，且不需要连接互联网，功耗大大降低，可延长设备终端使用时间。可延长设备终端使用时间。可延长设备终端使用时间。