远距离无源铁路监测信息采集系统

作者：刘立海; 王巍; 石先明

来源：铁道工程学报, 2021, 38(12): 68-73.

DOI：10.3969/j.issn.1006-2106.2021.12.013

• 无线通信技术
• 无源通信信息传输
• 背向散射通信技术
• 能量收集

研究目的:大量铁路区间轨旁监测信息的传输通常采用有源方式，但其供电及传输系统建设成本高、维护难度大。基于此，本文研究采用背向散射(backscatter)通信技术和无人机，设计远距离无源铁路监测信息采集系统，以降低铁路区间轨旁监测信息传输系统的建设成本和维护难度。研究结论:(1)提出了完全无源的背向散射节点架构，设计了能反射LoRa信号的低功耗调制方式，系统分析了背向散射节点的能量收集效率和工作功耗；(2)利用无人机机动性高的特点，在无人机上搭载信号源和接收端的信息采集模块，实现沿着铁路自主巡航采集传感器信息；(3)室外部署和铁路环境测试表明，可以实现90 m以上的通信距离；(4)本文所研究的远距离无源铁路监测信息采集系统可应用于铁路区间监测信息的收集。

• 单位
  中铁第四勘察设计院集团公司; 华中科技大学