AT89S51单片机的车载应答器设计方案(7)
与之对应的，在很多领域中，射频识别（RFID）系统已经开始逐步取代原有的自动识别系统，使其市场应用越来越广泛了。铁道部在制定的中国列车运行控制系统（CTCS）中也明确规定了RFID技术应答器作为点式信息传送设备，为运行的列车和地面之间传送点式信息用于列车自动控制，为列车定位、位置校准提供参考信息。而在城市轨道交通列车控制系统中，也经常使用应答器作为点式信息传输设备。随着数字化时代的进一步深入，RFID技术将发挥巨大的作用，RFID技术也会在巨大的经济效益和深远的社会意义上给我国的轨道交通事业带来巨大的贡献和深层次的发展。
2.5 应答器设备的电路设计
2.5.1系统结构与工作原理
射频识别是利用无线射频方式实现非接触双向数据通信，以达到目标识别和交换数据的目的。射频识别卡就是综合利用RFID技术和IC卡技术开发的新一代卡片。射频识别卡具有非接触、阅读速度快、无磨损、数据存储量大、使用寿命长的特点，应用广泛。与此同时，射频识别卡的设备——读卡器的需求也越来越大。目前，在低频和高频频段领域，读卡器应用比较成熟，但是开发的产品绝大多数都是固定式的，手持式读卡器的成熟产品很少，大多数产品是由国外公司开发，价格高。而手持式读卡器使用灵活，移动性强，体积小，前景广阔。
图2.6给出的是用于列车运行应答器中基于单片机的手持式低频读卡器的系统结构。
图2.6 系统结构
该系统主要由以下几个部分组成：用于显示时间、卡号信息等的液晶显示器模块；用于时间控制和显示的时钟模块；用于系统功能操作的键盘；用于卡号和其他数据存储的数据存储模块；用于系统电源供应的电源管理模块；基于51单片机作为主要控制器的微控制器模块：基于MF RC500的射频收发模块用于系统和PC通信的串行通信接口模块，以及在读卡器外还联接了计算机和LEU。
该系统的工作过程是：当读卡器开机接通电源后，系统初始化并自动进入休眠模式，只有接收到键盘按下产生的中断信号后系统才唤醒，转到正常工作模式，液晶显示器显示当前的日期和时间；同时，系统对产生的中断信号判断是否有效，若判断无效，则返回到休眠模式；若判断有效，则执行相应的按键指令。当检测到读取RFID卡按键指令时，系统发送工作指令给射频收发模块，射频收发模块寻卡，并将接收到的RFID卡号传送到单片机，此时LED亮，蜂呜器鸣响一定时间；单片机接收卡号并将卡号数据送存储器存储，同时存储时钟器件产生的实时时间。若在一定时间内射频收发模块没有寻找到RFID卡，则发送“无卡”信息给单片机。液晶显示器显示整个操作过程。若检测到的是键盘与计算机通信指令，或者擦除存储器数据指令等，系统唤醒并执行相应指令。当指令执行完毕后，系统将自动进入休眠模式。
上图中的LEU是地面电子单元的英文缩写，是当代铁路的重要地面信号设备。LEU是故障安全型设备，为信号系统与应答器之间提供接口。LEU主要有如下功能：
（1）接收外部发送的应答器报文并连续向应答器转发；
（2）当输入通道故障或LEU内部有故障时，向应答器发送预先存储的默认报文；
（3）当有车载天线经过有源应答器上方时，LEU不转换新的报文；
（4）一台LEU可同时向四台有缘应答器发送四中不同的报文；
（5）设备自检及事件记录，并向外部设备上传。
在现今的列车运行坏境中装设应答器及射频识别系统的主要作用是使车站监控室与列车驾驶室等双方面的能及时交换数据信息，使列车驾驶员能及时准确的得到列车运行要求并且及时的反馈列车运行中的实时情况，使列车能更加平稳安全的运行。