应答器原理分析与探索
应答器
应答器用来做什么？ 应答器是工作原理？ 应答器怎么用？
应答器系统组成
地面设备 固定信息应答器 可变信息应答器 轨旁电子单元LEU 车载设备 查询主机 车载天线 天线电缆
应答器
在应答器天线位于该区 域时，应答器天线可以 接收到应答器报文。
应答器天线
在该区域（应答器安全检测精度） 应答器天线不能可靠的接收应答器 报文，但是是可能的（从安全的角 度考虑）。
无源应答器（组），用于发送固定不变的数据， 用于提供线路固定参数，如线路坡度、线路允许 速度、轨道电路参数、链接信息、列控等级切换 等。当列车经过无源应答器上方时，无源应答器 接收到车载天线发射的电磁能量后，将其转换成 电能，使地面应答器中的电子电路工作，把存储 在地面应答器中的数据循环发送出去，直至电能 消失（即车载天线已经离去），平常处于休眠状 态。
应 答器
应答器是什么？
应答器（Balise）：一种用于地面向列车信息传 输的点式设备，分为固定（无源）应答器和可变 （有源）应答器。主要用途是向列控车载设备提 供可靠的地面固定信息和可变信息。
应答器是一种能向车载子系统发送报文信息 的传输设备，既可以传送固定信息，也可连接轨 旁单元传送可变信息。
不能接收到应答器报文的 区域
应答器设备可以简单地理解为一个数据存 储器和发送器，当车载天线激活该应答器 时，应答器发送自身存储的应答器报文或 地面电子单元（LEU）传送的应答器报文。 该报文给出了应答器的标识并给出TDB的 数据，尤其是该应答器中心点的地理位置。
无论是无源应答器还是有源应答器，其工作原理 是一样的。当列车经过地面应答器上方时，应答 器接收到列控车载设备点式信息接收天线发送的 电磁能量后，应答器 将能量转换为工作电源， 启动电子电路工作，把预先存储或LEU传送的 1023为应答器传输报文循环发送出去，直至电 能消失（即车载天线已经离去） 。
18-应答器
第18讲应答器一、应答器结构应答器的主要用途是向车载ATP控制设备提供可靠的地面固定信息和可变信息。
应答器系统是一种采用电磁感应原理构成的高速点式数据传输设备，用于在特定地点实现地面与机车间的相互通信。
安装于两根钢轨中心枕木上的地面应答器不要求外加电源，平时处于休眠状态，仅靠瞬时接收车载天线的功率而工作，并能在接收到车载天线功率的同时向车载天线发送大量的编码信息。
安装于机车底部的车载天线不断向地面发送功率并在机车通过地面应答器时接收来自应答器的编码信息。
当列车经过无源应答器上方时，无源应答器接收到车载天线发射的电磁能量后，将其转换成电能，使地面应答器中的电子电路工作，把存储在地面应答器中的1023位数据报文循环发送出去，直至电能消失（即车载天线已经离去）。
通过报文读写工具BEPT可以向改写无源应答器的数据报文。
通过BEPT可以对无源应答器存储的数据报文进行读出、校核。
有源应答器通过与LEU的连接，可实时改变传送的数据报文。
当与LEU通信故障时（接口“C”故障），有源应答器可以自动切换到无源应答器工作模式，发送缺省报文。
阿尔斯通的有源应答器和无源应答器完全相同，通过电缆及插接件与LEU连接，就做为有源应答器使用；下面主要描述阿尔斯通应答器。
二、应答器机械特性应答器由壳体（黄盒子）、电路板、灌封材料构成。
壳体是玻璃纤维类材料热压而成；电路板厚度为3.2mm，安装在壳体内，它包含了用于发送和接收的电磁感应耦合线圈。
应答器外部尺寸：长480 mm 宽350 mm 高70 mm重量：约7公斤三、应答器抗杂物理能力欧洲标准中，对应答器定义了2个等级的抗杂物能力，A级和B 级，A级更为严格，其指标如表1所示。
四、应答器运用环境●运行温度范围：-40℃到+70℃●冷却：自然对流●储存：-40℃到+70℃，在最后的检查和测试之后小于5年●震动：符合EN50125-3（表5）●抗震：根据标准EN60068-2-75，符合摆锤打桩机冲击试验，根据标准的表格2，最高级别是20 J●抵抗行人踩踏以2000 N的最大力在安装的应答器上行走的可能性●湿度范围：根据EN60721-3-4表格1，为等级4K3●压力范围：根据EN60721-3-4表格1，为等级4K3●风：根据标准EN60721-3-4表2（50m/s）等级为4Z5●防护等级：根据标准EN 60529，为IP68●太阳辐射：根据EN 60721-3-4表1分类，为4K3●生物：根据EN 60721-3-4表3分类，为4B2●机械：根据EN 60721-3-4表5分类，为4S4●MTBF：λ = 2,869.10-6/h / +40℃●使用年限：大于20年●安全：根据EN50129，为SIL4（电气系统）五、应答器工作原理1、电磁感应的基本原理车载天线与应答器之间是按电感耦合的原理进行工作的，如图 错误！文档中没有指定样式的文字。
应答器-课件(-精)
xx年xx月xx日
目录
• 应答器的概述 • 应答器的技术原理 • 应答器的应用场景 • 应答器的优缺点分析 • 应答器的生产制作流程 • 应答器的使用注意事项
01
应答器的概述
应答器的定义
定义
一种用于自动识别和跟踪特定目标或物体的系统，通常用于无线通信和信号 处理领域。
特点
高精度、高速度、高可靠性、低能耗等。
数据安全问题
应答器技术存在一些限制，例如数据传输速 度较慢，无法处理复杂的多媒体内容。
应答器使用过程中可能存在数据泄露、数据 篡改等安全问题。
操作复杂
设备成本高
某些应答器操作较为复杂，用户需要经过培 训才能掌握使用方法。
应答器设备成本较高，对于一些企业和个人新
对应答器的硬件进行调试
电源调试
通过调试电源电路，确保应答 器在各种情况下的稳定供电。
功能调试
根据应答器的功能需求，逐一测 试各个功能模块的正确性和稳定 性。
性能调试
通过测试应答器的性能指标，如响 应时间、灵敏度、信号强度等，确 保应答器满足设计要求。
制作应答器的标签
设计标签内容
根据应答器的用途和特点，设计标签上的文字、图案和颜色等内 容。
读取距离影响因素
应答器的读取距离受多种因素影响，如读写器的功率、天线增益、工作频率 、应答器电池电量等。
读取距离范围
一般来说，应答器的读取距离在几十厘米到几米之间，特殊应用场景下可以 达到更远的距离。
03
应答器的应用场景
应答器在物流行业的应用
物流跟踪
01
通过应答器可以实时跟踪物流信息，实现精准配送和降低运输
传输距离
应答器的传输距离根据功率和频率不同有所差异，一般来说，其传输距离在几厘 米到几十米之间。
应答器的原理应用
应答器的原理应用什么是应答器应答器是一种用于交通信号控制和列车防护的装置。
它通过无线通信技术与列车进行信息交换，确保列车能够正确行驶并遵循交通信号。
应答器采用一种被称为“应答制动”的工作方式，能够检测列车位置和速度，并向列车发送相应的信号。
这种技术使得列车能够自动应答与信号系统的通信，从而增强了交通系统的安全性和运行效率。
应答器的原理应答器的原理基于电磁感应和无线通信技术。
它通常由应答器设备和列车设备两部分组成。
1. 应答器设备应答器设备通常安装在轨道两端，用于向列车发送信号并接收列车应答。
它包括以下主要组件：•发射器：发射器产生电磁波并将其发送到轨道上。
•接收器：接收器接收列车发出的信号，并将其转换为电信号。
•系统控制单元：控制应答器设备的工作模式和与列车的通信。
2. 列车设备列车设备安装在列车上，用于接收来自应答器的信号并与之通信。
它包括以下主要组件：•接收装置：接收来自应答器的信号，并将其转换为可读取的数据。
•处理器：处理来自接收装置的数据，并根据信号进行相应的操作。
•运动控制单元：控制列车的运动和速度。
应答器的应用应答器在铁路交通中起着至关重要的作用。
它能够帮助交通运输系统实现以下功能：1.列车防护：应答器可以通过持续的通信与列车保持联系，提供及时的列车位置和速度信息。
这使得列车运行更加安全，能够避免碰撞和其他事故的发生。
2.交通信号控制：应答器可以与交通信号系统进行通信，根据信号指示控制列车的运动。
通过及时的信息交换，应答器能够帮助列车准确地遵循交通规则，并保证交通系统的顺畅运行。
3.列车调度：应答器可以提供列车位置和速度信息，帮助运输系统进行列车调度。
这使得列车能够按时到达目的地，提高了运输效率。
4.设备监测和维护：应答器可以监测设备的状态，并及时报告任何问题。
这有助于及时发现故障并进行维修，确保应答器设备的正常运行。
总的来说，应答器的原理和应用可以提高交通系统的安全性和运行效率。
它使得列车能够在遵循交通规则的同时，更加精确地进行运行和调度。
应答器的工作原理
应答器的工作原理应答器是一种用来发射或接收无线电信号的设备，它在通信过程中起着重要的作用。
应答器使用一种被称为应答器原理的技术来工作。
应答器原理基于无线电波传播和反射的特性，使得设备能够在通信中进行双向交流。
应答器工作原理包括收发信号、解析信号和发送回复信号三个主要步骤，下面将对这三个步骤进行详细介绍。
首先是收发信号的步骤。
应答器通过内置的天线或外部连接的天线接收到发送者发射的无线电信号。
这些信号可能包含有关发送者、通信要求和其他相关信息。
应答器使用接收电路将无线电信号转换为电信号，并通过内部处理器进行解析。
其次是解析信号的步骤。
应答器内部的处理器对接收到的信号进行解析，以提取出其中的相关信息。
解析过程可能会涉及到一些特定的协议和算法，这些协议和算法能够同时处理多个信号，并按照一定的优先级和顺序进行处理。
解析过程还可能涉及到对接收信号的校验和纠错，以确保解析得到的信息的准确性和完整性。
最后是发送回复信号的步骤。
根据解析得到的相关信息，应答器生成并发送回复信号给发信者。
回复信号可能包含对通信请求的确认、所需的响应信息或其他相关信息。
这些回复信号通过发送电路将电信号转换为无线电信号，并通过天线发送出去，以供发信者接收。
虽然应答器的工作原理相对简单，但在实际应用中还有一些其他的考虑因素。
例如，应答器可能需要根据信号的频率、波长、强度和方向等特性来调整天线的位置和方向，以实现最佳的信号传输和接收。
此外，应答器还可能需要遵守一些特定的通信协议和标准，以确保与其他设备的互操作性。
总的来说，应答器的工作原理基于无线电信号的传播和反射特性，通过收发信号、解析信号和发送回复信号三个步骤实现设备间的无线电通信。
在实际应用中，应答器还需要考虑其他因素，以确保通信的可靠性和有效性。
简述应答器的原理及应用
简述应答器的原理及应用引言应答器是一种常见的电子设备，被广泛用于铁路、航空、通信等各个领域。
本文将对应答器的原理及应用进行简要介绍。
应答器的原理应答器是一种接收和发送信号的设备，主要通过接收方的无线设备和发送方的控制设备进行通信。
应答器主要有两个基本组成部分：接收器和发送器。
接收器接收器是应答器的重要组成部分，用于接收从外部发出的信号。
接收器通常采用无线电频率接收信号，并将信号转换成数字信号。
接收器通过解码器将数字信号转换成可读的信息。
发送器发送器是应答器的另一个重要组成部分，用于向外部发送信号。
发送器通常采用无线电频率发送信号，将数字信号转换成无线电信号，并通过天线发送出去。
应答器的应用应答器在铁路、航空和通信等领域具有广泛的应用，下面将对其中的几个典型应用进行简述。
铁路领域在铁路领域，应答器主要用于轨道交通系统。
它们用于确保列车在铁路上行驶的安全性和正常性。
应答器在铁路上的安装点被称为“信号设备”，并通过接收器和发送器的通信来确定列车的位置、速度和方向等信息。
航空领域在航空领域，应答器被用作机载设备中的高频无线电高度测量系统（RA）、气象雷达信标系统和航空器飞行数据记录器（黑匣子）中的离港数据模块。
这些应答器用于提供飞行过程中的高度、速度、航向等关键信息。
通信领域在通信领域，应答器主要用于无线电通信设备中。
应答器能够接收并响应特定的信号，从而实现数据的接收和传输。
在无线电通信系统中，应答器常用于识别和响应无线电呼叫。
总结应答器是一种重要的电子设备，其原理是通过接收和发送信号来实现通信。
在铁路、航空和通信等领域有广泛的应用。
铁路领域中，应答器用于确保列车的安全和正常运行；航空领域中，应答器提供关键的飞行信息；通信领域中，应答器用于无线电通信设备。
应答器的应用为相关行业的发展做出了重要贡献。
应答器的工作原理(一)
应答器的工作原理(一)应答器的工作原理什么是应答器？应答器（Responder）是一种用于处理来自用户或其他系统的请求的程序。
它负责接收请求并生成相应的应答。
在软件开发中，应答器通常用于构建Web应用程序的后端逻辑。
应答器的工作流程1.接收请求：应答器通过网络接口或其他方式接收请求。
请求可以是来自浏览器的HTTP请求，也可以是其他系统发送的消息。
2.解析请求：应答器会解析接收到的请求，提取出请求的相关信息，如HTTP方法、URL路径、请求头和请求体等。
3.路由匹配：应答器会根据请求的URL路径和其他条件，匹配到合适的处理函数或方法。
这些处理函数或方法通常被称为”路由”。
4.处理请求：一旦找到匹配的路由，应答器会执行相应的处理函数或方法。
这些处理函数或方法会根据请求的信息进行相应的计算、查询数据库、生成结果等操作。
5.生成应答：处理函数或方法执行完毕后，应答器会生成相应的应答。
应答的内容通常是一个包含HTTP状态码、头信息和正文的结构。
6.发送应答：最后，应答器会将生成的应答发送给请求方，通常是通过网络接口发送HTTP响应给请求的浏览器或其他系统。
应答器的特点与优势•可扩展性：应答器的路由配置可以轻松扩展，支持添加新的处理函数或方法来处理特定的请求。
•灵活性：应答器可以根据请求的信息生成不同的应答，如不同的HTTP状态码、头信息和正文。
•易于维护：应答器的逻辑可以被分解为多个处理函数或方法，每个函数或方法负责不同的任务，使得代码易于阅读、测试和维护。
•安全性：应答器可以通过中间件（Middleware）来实现各种安全性控制，如身份验证、权限控制、请求限制等。
•可复用性：应答器中的处理函数或方法可以被其他组件或应用程序复用，提高代码的可重用性。
•性能优化：应答器可以通过缓存、请求合并、异步处理等技术来提高性能，减少不必要的计算和数据库查询。
结语应答器在Web应用程序的开发中扮演着重要的角色。
它通过接收和解析请求，匹配路由，处理请求和生成应答，实现了后端逻辑的处理和响应。
第十七讲应答器
2 ．连接 （1）与应答器之间的无线接口； （2）与应答器连接（采用连接器）； （3）与有源应答器的电缆连接； （4）与 LEU 输出设备连接； （5）与 LEU 接口“ S ”连接。
7 . 5 应答器传输模块 应答器传输模块 BTM由能量 发送单元、接收单元、DSP组成。 框图如图7-4 所示。 能量发送单元可向机车天线 发送 27. 095 MHz 电磁信号， 为地面应答器提供时钟及电源。 接收单元是接收应答器发射的 FSK 信号，并还原成 码元信号，再向 DSP 传送。接收单元主要由专用集成放 大电路及数字锁相环组成，利用正交平方环原理，相干解 调码元，电路工作于数字解调方式。
车载天线向地面连续辐射 27.095 MHz 的高频电磁能 量，地面无源应答器的高频界面一旦接收到电磁能量后立 即激活工作， ROM 区的数据经过时钟控制电路，送往频率 合成器，由频率合成器产生相位连续的 FSK 数据载频信号， 再经高频界面将信号向机车天线传送。整个工作过程，构 成了完善的数字调频系统，特别是应答器中的专用电路 “频率合成器”，它既保证了频点的准确性，又保证了 FSK 的相位连续性。无源应答器的频率与机车能量发送器 同步，应答器启动时间为 0. 3 ms ，无源应答器所需要的 最小工作能量为 30 mw ，而应答器与机车天线相互垂直 作用时，最大可得到 400mw 的能量。
（1）欧洲标准应答器报文定义 初始用户数据共 830bit ，分为 3 个部分：帧起始标 志、用户数据包和帧结束标志。帧起始标志有 50 bit ， 包含 10 个变量字段：信息传输方向、语言／代码版本编 号、信息传输媒介、本应答器在应答器组中的位置、应答 器组中包含的应答器数量、本应答器信息与前／后应答器 信息的关系、报文计数器、地区编号、应答器（组）编号 和应答器（组）的链接关系，如表 7-3 所示。
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高速铁路应答器原理分析与探索提到应答器，好多人或许不知道它是什么，其实应答器是一种用于地面向列车信息传输的点式设备，分为固定（无源）应答器和可变（有源）应答器。
主要用途是向列控车载设备提供可靠的地面固定信息和可变信息。
也就是说应答器是一种能向车载子系统发送报文信息的传输设备，既可以传送固定信息，也可连接轨旁单元传送可变信息。
应答器共分为两种，及无源应答器（组）和有源应答器。
无源应答器：用于发送固定不变的数据，用于提供线路固定参数，如线路坡度、线路允许速度、轨道电路参数、链接信息、列控等级切换等。
有源应答器：传输可变信息。
必须通过专用的应答器电缆与LEU 设备连接，可以根据LEU设备所发送的报文，变化的向列车传送应答器报文信息。
与LEU（地面电子单元）连接，用于发送来自于LEU的报文，在既有线提速区段，有源应答器设置在车站进站端和出站段，主要发送进路信息和临时限速信息。
其实无论有源应答器，还是无源应答器，它们的工作原理及目的都是一样的，它们的工作原理是当列车经过地面应答器上方时，应答器接收到列控车载设备点式信息接收天线发送的电磁能量后，应答器将能量转换为工作电源，启动电子电路工作，把预先
存储或LEU传送的1023为应答器传输报文循环发送出去，直至电能消失。
而它们的工作目的就是为了向通过列车传送信息。
应答器向列车传送的信息大概如下：（1）线路基本参数：如线路坡度、轨道区段等参数；
（2）线路速度信息：如线路最大允许速度、列车最大允许速度等；
（3）临时限速信息：当由于施工等原因引起的对列车运行速度进行限制时，向列车提供临时限速信息；
（4）车站进路信息：根据车站接发车进路，向列车提供“线路坡度”、“线路速度”、“轨道区段”、等参数；
（5）道岔信息：给出前方道岔侧向允许列车运行的速度；
（6）特殊定位信息：如升降弓、进出隧道、鸣笛、列车定位等；
（7）其他信息：固定固定障碍物信息、列车运行目标数据、链接数据等。
每个应答器（组）都有一个编号，并且该编号在全国铁路范围是唯一的。
无源应答器（也称固定应答器）设于闭塞分区入口和车站进、出站端处，用于向列控车载设备传输闭塞分区长度、线路速度、线路坡度、列车定位等信息。
有源应答器（也称可变应答器）设置于车站进、出站端，当列车通过应答器时，应答器向列车提供接车进路参数、临时限速等信息。
应答器设备可以简单地理解为一个数据存储器和发送器，当车载天线激活该应答器时，应答器发送自身存储的应答器报文或地面电子单元（LEU）传送的应答器报文。
该图就是应答器的安装示意图，应答器置于铁轨中，向通过的火车传递信息。
客运专线列控系统两相邻的应答器之间的最小安装间隔限制研究
在客运专线列控系统CTCS2及CTCS3级的应用中，以应答器方式做为地-车之间信息传输的基本方式之一。
在每个信息点处设置一组应答器，每组应答器内由数量不等的沿铁路线路布置的应答器构成。
理论上，两个相邻的应答器可首尾相连安装，但前提是应答器的发送、接收天线与车载天线的场分布仅有主波瓣且主波瓣不得发散；
场的上升沿与下降沿应是陡峭的，不允许存在倾斜。
这两项要求在实际情况下均是无法实现的。
因此，不可能将两相邻的应答器首尾相连安装，应有一定的间隔。
对两相邻的应答器之间最小间隔的影响因素
受天线制作工艺的制约，每个天线除了希望的主波瓣以外，不可避免的伴生着旁瓣；在开放的空间内，天线的主波瓣亦无法做到不发散。
当两个相邻安装的应答器之间的间隔小于车载天线与应答器天线的旁瓣作用之和时，车载设备同时收到两个应答器发送的信号，使车载设备无法识别。
天线作为一个感性元件，场的建立与消失不可能是瞬时发生的。
是随着时间的推移而逐渐建立与消失的。
列车以高速运行于两个应答器之间，车载天线在两个应答器天线之间存在着相对运动，车载天线脱离前一个应答器天线场的作用范围但其产生的电磁场并未完全消失，下一个应答器已经接收到车载天线发送的功率微波而被激活，车载设备仍然可能同时收到两个应答器发送的信号。
应答器是实现地-车信息传输的组成部分之一，车载设备通过安装在列车底部的车载天线向地面发送功率微波，当列车经过应答器时，应答器通过自身的天线接收该功率微波并以此为能量开始工作，向列车发送数据。
当车载天线与应答器天线相同时，它所具有的电磁场分布与应答器是相同的。
为保证车载设备不同时收到两个应答器发送的信号，一方面应保证功率微波的电磁场不同时覆盖两个应答器，即车载
设备不同时激活两个应答器；另一方面，亦应保证车载天线的电磁场分布不同时与两个应答器天线的场分布发生重叠。
上述最小间隔存在的前提是电磁场的升、降沿是陡峭的。
天线作为感性元件，电磁场的建立与消失不可能在瞬间完成而具有一定的延时；应答器作为实际存在的设备，其工作状态的改变是具有一定的“临界”值的。
在这些因素的综合影响下，使信息传输过程中承受着较大的交叉干扰的风险。
如果前一个应答器与后一个应答器的磁通均处于临界状态，那么此时，列车将同时收到两个应答器的信息或同时激活两个应答器。
这是不允许的。
而在前一个应答器的磁通下降到临界值时，开始激活后一个应答器。
由于磁通的下降速度远高于上升速度，故前后应答器达到临界磁通具有一定的时间间隔，由此可以消除两应答器之间的相互影响。
由于前一个应答器的磁通尚未降到零，在存在应答器参数离散的情况下，仍然存在着同时激活两个应答器的可能。
所以该情况也应避免。
在前一个应答器的磁通下降到零时，开始激活后一个应答器。
从理论上避免了两个应答器同时向车载设备传输信息的可能性。
而在实际布置时还应考虑距离误差的影响，其影响程度还直接与列车速度有关。
基本的UHF RFID应答器由整流器、调制器、解调器以及处理逻辑电平协议和存储功能的数字电路组成。
即如下图所示：
Dickson电荷泵是UHF RFID整流器电路的一种可选结构，下图是Dickson电荷泵的工作原理图。
天线/RFID芯片连接的简单等效电路可用电抗与电阻并联来表示。
在UHF RFID芯片设计中，天线端的等效阻抗可用电抗与电阻并联来表示
下图是标签存储器，它分为四个不同的组，每一个都包含0或者更多的存储字
这个是标签存储器，它分为四个不同的组，每一个都包含0或者更多的存储字
1．包含取消和读取密码的保留存储器。
2．包含有一个CRC-16、协议控制(PC)位的EPC存储器，以及标签连接或将连接的用来标识物体的电子产品码(EPC)。
3．TID存储器包含有一个8-b ISO/IEC 15963分配类标识，用于询问器惟一标识常规命令和/或标签支持的可选功能。
4．允许用户定义数据存储的用户存储器。
存储器结构由用户定义。
应答器中的存储器单元很重要。
为实现标签的读/写，必须要有EEPROM和闪存等非易失性存储器。
采特殊工艺的EEPROM或闪存的可用性，也将限制它们在读/写标签中的应用。
如果需要EEPROM 和闪存，就必须采用双层多晶硅工艺。
小结：应答器是铁路交通安全的保障，一旦出现问题，便很有可能出现大事故，所以应答器的稳定性很重要，而且其日常维护也很只要，上次参观校实验室，通过咨询那些学长，我也学到了不少知识，也了解到了其中存在的问题，但我相信，随着科技的发展，应答器将越来越稳定，或许将有更好的设备来代替它。