无线机车信号发码系统的作业方法、无线机车信号发码系统、发码块和遥控器

技术领域

本发明涉及多组机车信号发码器通信技术领域，是一种无线机车信号发码系统的作业方法、无线机车信号发码系统、发码块和遥控器。

背景技术

目前，按照铁路相关规程，机车信号车载设备在出入库、临修、I级修、II级修、III级修等环节需要进行设备在车功能检测。当机车所处位置钢轨不具备轨道电路信号发送条件时，作业人员需要使用便携式发码块或者发码棒向接收线圈上发送轨道电路信号进行机车信号车载设备的检测。

发码棒包括两个发送天线，放在接收线圈下方的钢轨上可以同时向两个接收线圈发送信号，但存在发码棒长、携带不方便的问题。

便携式发码块包括单一发码功能发码块和遥控功能+发码功能的无线发码块两种，前者需要作业人员在车下操作，且需要另一人配合作业，安全性差，增加人力。后者只需要一个人在车上遥控作业，因此，无线发码块是发展方向的主流检测工具。

而无线发码块现在主要使用LoRa模块作为遥控器和发码块的通信方式。而LoRa的通信模式属于广播，也就是多个LoRa模块之间都能接收到彼此的信息。因此，当多个LoRa模块一起收发数据的时候，就会出现消息的阻塞，造成数据的丢失或延时，降低了作业效率。例如：现在有两个遥控器和四个发码块，当一个遥控器发送消息的时候，其他的五个设备(另一个遥控器和四个发码块)都会收到消息；一个遥控器和一个发码块也可以组成一组，多组的情况下也存在干扰问题，当两个遥控器一起发送指令，四个发码块回复消息的时候，信道内的数据量就会成倍增长，导致相互之间产生干扰，消息阻塞。目前该问题主要采用按需分配时隙通信的解决方法，但该方法存在效率低下问题。

发明内容

本发明为了达到阻止系统间数据通信相互干扰，提高工作效率的目的，本发明提供了以下技术方案：一种无线机车信号发码系统的作业方法，具体为：

一种无线机车信号发码系统的作业方法，所述无线机车信号发码系统包括遥控器和发码块，所述遥控器和所述发码块均包括LoRa模块和NFC模块，所述方法包括以下步骤：

步骤10：获取遥控器中LoRa模块的默认工作信道；

步骤20：确定遥控器中LoRa模块的默认工作信道是否存在占用，当存在占用时，切换遥控器的LoRa模块的工作信道，确定最终的工作信道；

步骤30：将遥控器与发码块通过NFC模块进行组网，获取设备间的身份信息；

步骤40：当组网后，切换发码块的LoRa模块的工作信道与遥控器的LoRa模块的最终的工作信道相同；

步骤50：用户通过遥控器的最终的工作信道遥控发码块。

优选地，所述方法还包括：

步骤60：设置遥控器的工作模式，所述工作模式至少包括记忆模式，当所述工作模式为记忆模式时，保存所述遥控器和所述发码块的最终的工作信道；

在所述步骤10之前还包括，确定遥控器的工作模式，当确定所述遥控器的工作模式为记忆模式时，所述遥控器和所述发码块进入保存的最终的工作信道，直接执行步骤50；当确定所述遥控器的工作模式为非记忆模式时，执行步骤10。

优选地，所述步骤40和步骤50之间还包括：

步骤42：判断当前工作信道内的发码块数量是否大于2，当判断遥控器的发码块数量大于2时，执行步骤44，当判断遥控器的发码块数量小于或等于2时，执行步骤46；

步骤44：通过遥控器显示并提示用户操作；

步骤46：用户通过遥控器的最终的工作信道遥控发码块。

优选地，判断当前工作信道内的发码块数量是否大于2的方法具体包括：

遥控器通过第一控制模块的设备工作列表确定当前工作信道里的发码块数量是否多于两个，当发码块多于两个，遥控器的第一控制模块控制声光报警模块和显示屏提示用户，不能进行相业务操作，此时，用户选择将不需要在当前信道工作的发码块关机，或选择长按发码块上面的按键，重置回默认工作信道。

优选地，所述遥控器和所述发码块均包括按键模块，将遥控器和发码块组通过各自的按键模块开机，遥控器和发码块通过各自的控制模块控制各自的NFC模块进行点对点通信，控制遥控器的LoRa模块为主、发码块的LoRa模块为从的主从式通信；

所述步骤10具体为：使用的LoRa模块包括83个通信信道，信道编号从1到83，发码块的工作信道默认使用LoRa模块的最大信道编号83；遥控器的控制模块使用设备编号后四位的数字对LoRa模块的总信道数量减一取余操作，获得的余数作为遥控器LoRa模块默认的工作信道；

所述步骤20具体为：

当有多组无线机车信号发码系统，遥控器的LoRa模块的默认工作信道相同，且处于LoRa模块无线通信信号覆盖范围内同时作业时，后上线的遥控器的控制模块通过LoRa模块在默认工作信道和设定时间内接收到剩余组遥控器的LoRa模块发送的数据信息，此时LoRa模块的默认工作信道被占用，后上线遥控器的控制模块需要更新设备工作列表并且控制声光报警模块及显示屏提示作业者，当前有遥控器正在当前信道作业，用户根据实际需要通过遥控器按键将遥控器的LoRa模块工作信道切换成未作业的信道并更新设备工作列表，此时则为最终的工作信道。

优选地，2个所述发码块组成发码块组，所述步骤30具体为：

在确认最终的工作信道后的遥控器和发码块组间进行NFC通信，其中遥控器与发码块组三者中任意两者进行第一次NFC碰触式通信，互相获取对方身份信息，所述身份信息包括设备编号和LoRa通信信道；

通过第三个与进行过NFC通信的两者中的任意一个再进行第二次NFC碰触式通信，此时获取一组无线机车信号发码系统内的一个遥控器和两个发码块的全部身份信息，实现一组无线机车信号发码系统的组网。

优选地，所述遥控器包括第一控制模块、第一NFC模块和第一LoRa模块；所述第一控制模块分别连接第一NFC模块和第一LoRa模块；

2个所述发码块组成发码块组，所述发码块组包括第一发码块和第二发码块，所述第一发码块包括第二控制模块、第二NFC模块和第二LoRa模块，所述第二控制模块分别连接第二NFC模块和第二LoRa模块；

所述第二发码块包括第三控制模块、第三NFC模块和第三LoRa模块，所述第三控制模块分别连接第三NFC模块和第三LoRa模块；

所述第一NFC模块与第二NFC模块和第三NFC模块进行触碰式通信，所述第一LoRa模块与第二LoRa模块和第三LoRa模块进行无线通信，所述第二NFC模块和第三NFC模块间进行触碰式通信；

所述遥控器还包括第一按键、显示屏和声光报警模块；

所述第一控制模块连接显示屏和声光报警模块，所述第一按键连接第一控制模块；所述第一发码块还包括第二按键和第一信号发生模块，所述第二按键连接第二控制模块，所述第二控制模块连接第一信号发生模块，所述第一信号发生模块连接第一机车信号接收线圈；

所述第二发码块还包括第三按键和第二信号发生模块，所述第三按键连接第三控制模块，所述第三控制模块连接第二信号发生模块，所述第二信号发生模块连接第二机车信号接收线圈；

所述步骤40具体为：

组网后，当组网时首次碰触包含遥控器：第一发码块通过第二控制模块切换第二LoRa模块的工作信道与遥控器的第一LoRa模块的工作信道相同，并通过第二LoRa模块切换后的工作信道发送工作信道切换成功消息，遥控器的第一控制模块通过第一LoRa模块接收到工作信道切换成功消息后，将第一发码块添加至设备工作列表；

第二发码块通过第三控制模块切换第三LoRa模块的工作信道与遥控器的第一LoRa模块的工作信道相同，并通过第三LoRa模块切换后的工作信道发送工作信道切换成功消息，遥控器的第一控制模块通过第一LoRa模块接收到切换成功消息后，将第二发码块添加至设备工作列表；

当组网时首次碰触不包含遥控器：第二发码块和遥控器第二次碰触：第二发码块通过第三控制模块切换第三LoRa模块的工作信道与遥控器的第一LoRa模块的工作信道相同，并通过第三LoRa模块切换后的工作信道发送工作信道切换成功消息，遥控器的第一控制模块通过第一LoRa模块接收到切换成功消息后，将第二发码块添加至设备工作列表；

遥控器的第一控制模块通过第一LoRa模块的83信道发送包含第一发码块的设备编号和第一LoRa模块工作信道的切换指令，第一发码块的第二控制模块通过第二LoRa模块的83信道接收到遥控器发送的LoRa模块工作信道切换指令后，将第二LoRa模块的工作信道切换成与遥控器的第一LoRa模块相同的工作信道，并通过第二LoRa模块切换后的工作信道发送工作信道切换成功消息，遥控器的第一控制模块通过第一LoRa模块接收到该消息后，将第一发码块添加至设备工作列表；

所述步骤50具体为：

在最终的工作信道作业，遥控器的第一控制模块通过第一LoRa模块向外发送发码指令，第一发码块的第二控制模块通过第二LoRa模块接收到发码指令，并按照发码指令通过第一信号发生模块向第一机车信号接收线圈发送轨道电路信号；同时，第二发码块的第三控制模块通过第三LoRa模块接收到遥控器发送的相同的发码指令，并按照发码指令通过第二信号发生模块向第二机车信号接收线圈发送轨道电路信号。

一种无线机车信号发码系统，所述系统包括遥控器和发码块组，所述遥控器和发码块组间通过触碰式和无线通信的方式进行数据交互，所述发码块组间的发码块通过触碰式通信的方式进行数据交互。

一种发码块，包括控制模块、NFC模块和LoRa模块，所述控制模块分别连接所述LORA模块和NFC模块。

一种遥控器，包括控制模块、NFC模块和LoRa模块，所述控制模块分别连接所述LORA模块和NFC模块。

本发明具有以下有益效果：

本发明当有多组无线机车信号发码系统同时作业时，可通过NFC近距离通信模块将外观相同的任意遥控器和外观相同的任意发码块组网形成单组系统，提高组网准确性和网内通信时效性。多组无线机车信号发码系统在LoRa模块通信信号覆盖范围内同时作业时，组间使用不同的工作信道作为业务数据的传输信道使用，只有组内的遥控器和发码块相互通信，避免了信号间的干扰，同时也减少了工作时所在信道的压力。在特定工作环境下，用户可自定义设置遥控器和发码块的LoRa工作信道，并且遥控器和发码块都具有记录上次LoRa模块工作信道的配置功能(简称为记忆模式)，工作在记忆模式下，每次开机使用无需组网操作，提高工作效率。

附图说明

图1是多组无线机车信号发码系统结构图；

图2是作业不互扰方法流程图。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行了详细说明。

具体实施例一：

根据图1至2所示，本发明提供一种无线机车信号发码系统的作业方法，本发明提供一种多组无线机车信号发码系统，所述系统包括遥控器和发码块组，所述遥控器和发码块组间通过触碰式和无线通信的方式进行通讯，所述发码块组间的发码块通过触碰式通信的方式进行通讯。

所述遥控器包括第一控制模块、第一NFC模块和第一LoRa模块；所述第一控制模块分别连接第一NFC模块和第一LoRa模块；所述发码块组包括第一发码块和第二发码块，所述第一发码块包括第二控制模块、第二NFC模块和第二LoRa模块，所述第二控制模块分别连接第二NFC模块和第二LoRa模块；所述第二发码块包括第三控制模块、第三NFC模块和第三LoRa模块，所述第三控制模块分别连接第三NFC模块和第三LoRa模块；所述第一NFC模块与第二NFC模块和第三NFC模块进行触碰式通信，所述第一LoRa模块与第二LoRa模块和第三LoRa模块进行无线通信，所述第二NFC模块和第三NFC模块间进行触碰式通讯。

本发明是通过NFC组网+切换LoRa工作信道的方式，遥控器和发码块之间通过NFC进行单组系统组网，各组系统之间通过切换不同的LoRa工作信道，让同组内的遥控器和发码块进入自己的工作信道进行通信，从而达到阻止相互干扰，提高工作效率的目的。

所述遥控器还包括第一按键、显示屏和声光报警模块；所述第一控制模块连接显示屏和声光报警模块，所述第一按键控制连接第一控制模块。遥控器通过控制模块控制声光报警模块和显示屏提示用户，提示当前是否有相同信道的其它组遥控器正在作业，请用户根据自己的需求通过第一按键切换LoRa工作信道。

所述第一发码块还包括第二按键和第一信号发生模块，所述第二按键控制连接第二控制模块，所述第二控制模块连接第一信号发生模块，所述第一信号发生模块通过有线或无线的方式连接第一机车信号接收线圈。所述第二发码块还包括第三按键和第二信号发生模块，所述第三按键控制连接第三控制模块，所述第三控制模块连接第二信号发生模块，所述第二信号发生模块通过有线或无线的方式连接第二机车信号接收线圈。遥控器和发码块组的数量大于等于1，当数量为1时，仅有一组无线机车信号发码系统工作。

一种多组无线机车信号发码系统作业不互扰方法，包括以下步骤：

步骤10：设置遥控器与发码块组的点对点通讯模式，确定遥控器和发码块组是否存在工作记忆模式，获取遥控器中LoRa模块的默认工作信道；

步骤20：确定遥控器中LoRa模块的默认工作信道是否存在占用，当存在占用时，切换遥控器的LoRa模块的工作信道，确定最终的工作信道；

步骤30：将遥控器与发码块组间通过NFC模块进行组网，获取设备间的身份信息；

步骤40：当组网后，切换发码块的LoRa模块的工作信道，避免信号干扰；

步骤50：确定工作信道内的发码块数量，通过遥控器显示并提示用户；

步骤60：通过确定的最终的工作信道，用户通过遥控器遥控发码块接收轨道信号。

具体实施例二：

本发明的实施例二与实施例一的区别仅在于，所述步骤10具体为：将第一组无线机车信号发码系统的遥控器和发码块组通过各自按键开机，遥控器和发码块组间的控制模块控制所有的NFC模块进行点对点通信，控制各自的LoRa模块进行成主从式通信；

使用的LoRa模块包括83个通信信道，信道编号从1到83，发码块组中发码块的工作信道默认使用LoRa模块的最大信道编号83；例如第一组遥控器1的设备编号为KJYKQ1018，那么它默认的LoRa模块工作信道计算公式为：1018/(83-1)＝12mode 34，即第一组遥控器1的LoRa模块工作信道默认编号为34。

遥控器的控制模块使用设备编号后四位的数字对LoRa模块的总信道数量减一取余操作，获得的余数作为遥控器LoRa模块默认的工作信道。如果上一次作业后第一组遥控器、第一组发码块组发码块均被设置成记忆模式，那么，此次开机后，作业者可直接执行步骤6，可省却大量操作流程，加快操作。

具体实施例三：

本申请实施例三与实施例一的区别仅在于，所述步骤20具体为：当遥控器的LoRa模块的默认工作信道相同，并有多组无线机车信号发码系统，处于LoRa模块无线通信信号覆盖范围内同时作业时，后上线的遥控器的控制模块通过LoRa模块在默认工作信道和设定时间内接收到剩余组遥控器的LoRa模块发送的数据信息，此时Loara模块的默认工作信道被占用，后上线遥控器的控制模块需要更新设备工作列表并且控制声光报警模块及显示屏提示作业者，当前有遥控器正在当前信道作业，用户根据实际需要通过遥控器按键将遥控器的LoRa模块工作信道切换成未作业的信道并更新设备工作列表，此时则为最终的工作信道。

假设有两组无线机车信号发码系统：第一组无线机车信号发码系统的遥控器、第二发码块和第三发码块，它们的设备编号分别为KJYKQ1018、KJFMK0088和KJFMK0090；第二组无线机车信号发码系统的简称第二组遥控器、第二组第一发码块和第二组第二发码块，它们的设备编号分别为KJYKQ1100、KJFMK0092和KJFMK0093,遥控器的控制模块通过设备编号获得两组无线机车信号发码系统遥控器的LoRa模块默认工作信道均为34。如果第一组遥控器1先开机作业，此时它通过控制模块检测到34信道不存在相同信道的其它组的遥控器发送的干扰信号，则第一组遥控器确定LoRa模块的工作信道为34。第二组遥控器后开机，此时它的设备工作列表里存在两个遥控器LoRa模块的工作信道同为34，则后开机的第二组遥控器会通过控制模块控制声光报警模块和显示屏提示用户，当前有相同信道的其它组遥控器正在作业，请用户根据自己的需求切换LoRa工作信道。例如:用户可将第二组遥控器1的缺省工作信道自定义设置为目前未在使用的10信道，并将第一组遥控器从设备工作列表里删除。

具体实施例四：

本申请实施例四与实施例三的区别仅在于，如果只存在一组无线机车信号发码系统，或者存在遥控器LoRa模块默认工作信道不同的多组无线机车信号发码系统，可直接执行步骤3。

具体实施例五：

本申请实施例五与实施例一的区别仅在于，所述步骤30具体为：在确认最终的工作信道后的的遥控器和发码块组间进行通信，其中遥控器与发码块组中两者进行第一次NFC碰触式通信，互相获取身份信息，所述身份信息包括设备编号和LoRa通信信道；

通过第三个与进行NFC的两个中的任意一个再进行第二次NFC碰触式通信，此时获取一组无线机车信号发码系统内的一个遥控器和两个发码块的全部身份信息，实现一组无线机车信号发码系统的组网。

实现组网方式包括首次碰触包含遥控器和首次碰触不包括遥控器两类，每一类举例如下：

例：首次碰触包含遥控器：将遥控器的第一NFC模块位置与第一发码块的第二NFC模块位置第一次碰触，遥控器1的第一控制模块通过第一NFC模块与发码块1的第二NFC模块互相通信，获得发码块1的设备编号KJFMK0088和LoRa工作信道83，发码块1的第二控制模块通过第二NFC模块与遥控器1的第一NFC模块互相通信，获取遥控器1的设备编号KJYKQ1018和LoRa工作信道34。用发码块2代替遥控器1，将发码块1的第二NFC模块位置与发码块2的第三NFC模块位置进行第二次碰触，发码块1的第二控制模块通过第二NFC模块与发码块2的第三NFC模块互相通信，获得发码块2的设备编号KJFMK0090和LoRa通信信道83，发码块2的第三控制模块通过第三NFC模块与发码块1的第二NFC模块互相通信，获得发码块1的设备编号KJFMK0088和LoRa工作信道83，以及遥控器1的设备编号KJYKQ1018、LoRa通信信道34。

首次碰触不包含遥控器：将发码块1的第二NFC模块位置与发码块2的第三NFC模块位置第一次碰触，发码块1的第二控制模块通过第二NFC模块与发码块2的第三NFC模块互相通信，获得发码块2的设备编号KJFMK0090和LoRa通信信道83，发码块2的第三控制模块通过第三NFC模块与发码块1的第二NFC模块互相通信，获得发码块1的设备编号KJFMK0088和LoRa工作信道83。用遥控器1代替发码块1，遥控器1的第一NFC模块位置与发码块2的第三NFC模块位置第一次碰触，遥控器1的第一控制模块通过第一NFC模块与发码块2的第三NFC模块互相通信，获得发码块2的设备编号KJFMK0090、LoRa工作信道83以及发码块1的设备编号KJFMK0088、LoRa工作信道83，发码块2的第三控制模块通过第三NFC模块与遥控器1的第一NFC模块互相通信，获取遥控器1的设备编号KJYKQ1018和LoRa工作信道34。

具体实施例六：

本申请实施例六与实施例一的区别仅在于，所述步骤40具体为：

首次碰触包含遥控器：第一发码块通过第二控制模块切换制第二LoRa模块的工作信道为34，并通过第二LoRa模块的34工作信道发送工作信道切换成功消息，遥控器的第一控制模块通过第一LoRa模块接收到切换成功消息后，将第一发码块添加至设备工作列表；

第二发码块通过第三控制模块切换第三LoRa模块的工作信道为34，并通过第三LoRa模块的34工作信道发送工作信道切换成功消息，遥控器的第一控制模块通过第一LoRa模块接收到切换成功消息后，将第二发码块添加至设备工作列表；

首次碰触不包含遥控器：第二发码块通过第三控制模块切换第三LoRa模块的工作信道为34，并通过第三LoRa模块的34工作信道发送工作信道切换成功消息，遥控器的第一控制模块通过第一LoRa模块接收到切换成功消息后，将第二发码块添加至设备工作列表；

遥控器的第一控制模块通过第一LoRa模块的83信道发送包含设备编号为KJFMK0090和LoRa模块信道切换为34的指令，第一发码块的第二控制模块通过第二LoRa模块的83信道接收到遥控器发送的LoRa模块信道切换指令后，将第二LoRa模块的工作信道切换为34，并通过第二LoRa模块的34工作信道发送工作信道切换成功消息，遥控器的第一控制模块通过第一LoRa模块接收到该消息后，将第一发码块添加至设备工作列表。

当组网后，第一发码块的第二LoRa模块和第二发码块的第三LoRa模块切换至与遥控器的第一LoRa模块相同的工作信道，避免信号间的干扰。

具体实施例七：

本申请实施例七与实施例一的区别仅在于，所述步骤50具体为：遥控器通过第一控制模块的设备工作列表确定当前工作信道里的发码块数量是否多于两个，当发码块多于两个，遥控器的第一控制模块控制声光报警模块和显示屏提示用户，不能进行相业务操作，此时，用户选择将不需要在当前信道工作的发码块关机，或选择长按发码块上面的第一按键和通过第二按键，重置回默认工作信道。

具体实施例八：

本申请实施例八与实施例一的区别仅在于，所述步骤60具体为：

在最终的工作信道作业，遥控器的第一控制模块通过第一LoRa模块向外发送发码指令，第一发码块的第二控制模块通过第二LoRa模块接收到发码指令，并按照发码指令通过第一信号发生模块向第一机车信号接收线圈发送轨道电路制式信号；同时，第二发码块的第三控制模块通过第三LoRa模块接收到相同发码指令，并按照发码指令通过第二信号发生模块向第二机车信号接收线圈发送轨道电路制式信号。

根据实际工作环境需要，用户可将遥控器和发码块通过各自的控制模块将LoRa模块的工作信道配置成工作在记忆模式，该模式下，遥控器和发码块每次切换工作信道都会将工作信道编号保存，待下次开机后遥控器与发码块的LoRa模块默认进入上一次切换时保存的工作信道。该功能在特定工作环境下使用，例如：工作地点只存在一组无线机车信号发码系统或者存在多组无线机车信号发码系统并且每组系统分开配套使用的情况，无需每次作业前通过NFC模块进行组网。

本申请提供了一种无线机车信号发码系统，包括遥控器和发码块组，所述遥控器和发码块组间通过触碰式和无线通信的方式进行数据交互，所述发码块组间的发码块通过触碰式通信的方式进行数据交互。

本申请提供了一种遥控器，所述遥控器包括控制模块、LORA模块和NFC模块，所述控制模块分别连接所述LORA模块和NFC模块。

可选地，遥控器还包括按键、显示屏和和声光报警模块，所述按键连接控制模块，控制模块分别连接显示屏和和声光报警模块。

本申请提供了一种发码块，所述发码块包括控制模块、LORA模块和NFC模块，所述控制模块分别连接所述LORA模块和NFC模块。

可选地，发码块还包括按键和信号发生模块，所述按键连接控制模块，控制模块连接信号发生模块。

本申请提供了一种无线机车信号发码系统，包括遥控器和至少一个发码块，所述遥控器和所述发码块均包括LORA模块和NFC模块，所述遥控器与所述发码块通过NFC模块进行配对，所述遥控器通过LORA模块遥控所述发码块。

以上所述仅是一种无线机车信号发码系统的作业方法的优选实施方式，一种无线机车信号发码系统的作业方法的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于该思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和变化，这些改进和变化也应视为本发明的保护范围。