基于无线自组网的铁路货客车轴温、风压监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及基于无线自组网的铁路货客车轴温、风压监测装置及方法。本实用新型专利技术目的旨在可随机组网，监测工作实时、准确，实现低功耗工作模式，操作简单、维护成本低，维护简便。本实用新型专利技术的技术方案是：基于无线自组网的铁路货客车轴温、风压监测装置，其特征在于该装置包括了一个车头单元和一组车厢根单元，车头单元与各车厢根单元之间通过无线电自组网络如：ZigBee网络、WiFi网络或蓝牙网络构建成一个具有路由功能的网络系统，其中，车头单元由协调器模块、GSM通讯模块、工控机和读卡器组成，车厢根单元由根单元模块、参量采集传感器及电池组成。本实用新型专利技术适用于对具有巨大数量的铁路货车集群进行车轮轴温度、制动风压力等物理参量的实时监控。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于无线自组网络的货车轴温度、风压实时监测装置。主要 适用于对具有巨大数量的铁路货车集群进行车轮轴温度、制动风压力等物理参量的实时监 控，同样也适用于对其它集群化的货车队伍进行实时监控。
技术介绍
对运行之中的列车货车车厢车轮的轴温进行实时全天候监测，对铁路安全运行具 有十分重意义，尤其是铁路提速后，对列车参数的监测要求变得更高，必须快速、实时、可靠 地传送到机车司机及调度监控中心。目前运行的铁路货车车厢，在车轮的轴承轴瓦上因为种种原因未能安装轴温检测 的实时报警装置，主要靠铁路上定位定点安装的THDS红外线非接触式装置的测量，该系统 的报警检测每隔30公里安装一套红外监测装置，报警间隔大约为半个小时，这种方式存在 着非实时性和一定量可能的漏检，如果火车提速后，发生漏检可能性更大，将会造成热切轴 等较大事故，后果不堪设想。此外，对运行中的列车货车每一节车厢的制动风压力目前也尚未能实现实时监 测，同样也是存在于目前铁路系统中的安全隐患。经检索，专利号为200920259074. 1的中国技术专利，公开了一种列车车载红 外轴温监测装置，在列车车轴处安装有车载红外轴温监测装置，解决了不能实时监测的问 题，但仍存在以下不足1)针对货车车厢随机性挂靠的特点，该技术很难对应用于货车的 监测上；幻采用有线的方式进行信号传输，出现机械故障的概率较大，且在货车上无法提 供电源；3)机械式的连接方式，当需要监测的位置较多时，电缆将占用大量空间；4)发生故 障时，要从大量电缆中找出存在故障的具体电缆，并不方便，而且当需要更换时，工序复杂， 操作困难。
技术实现思路
为解决货车车厢数量巨大，配车时具有流散性；每列货(客)车在行驶途中因装 卸的需要其节数会发生变化，途中某些车厢会被其它车厢所替换；货(客)车车厢中无交 流电源这些特殊的难题，本技术提供了一种基于无线自组网的铁路货客车轴温、风压 监测装置，本技术目的之一是实现系统的随机组网方式，为每节车厢建立起一个智慧 型的终端装置，每个智慧型终端装置以无线网络的方式听从车头的招唤并服从于车头的管 理；目的之二是监测工作实时、准确，可对运行中每节车厢的物理参数M小时实时监控；目 的之三是实现低功耗工作模式，该模式是具有定时苏醒校时功能，同时保证时钟精度，最大 限度地延长电池的工作寿命；最后，本技术力图操作简单、维护成本低，维护简便。本技术所采用的技术方案是基于无线自组网的铁路货客车轴温、风压监测 装置，其特征在于该装置包括了一个车头单元和一组车厢根单元，车头单元与各车厢根单 元之间通过无线电自组网络如=ZigBee网络、WiFi网络或蓝牙网络构建成一个具有路由功能的网络系统，其中，车头单元由协调器模块、GSM通讯模块、工控机和读卡器组成，车厢根 单元由根单元模块、参量采集传感器及电池组成。所述协调器模块优选协调器ZigBee模块，它始终处于激活状态，并建立一个临时 的ZigBee网络，用于向各根单元模块发出召唤信号进行点名排队、接收各根单元模块发来 的报警信号或向各根单元模块采集数据；所述根单元模块优选根单元ZigBee模块，其内部 包含了主控CPU、通讯电路及存储器，根单元ZigBee模块与本车厢的各参量采集传感器相 连接。所述读卡器经工控机与协调器ZigBee模块相连接，读卡器用于读出调度员提供 的发车信息磁卡内的信息，该磁卡中写有本列货车各车厢根单元的ID序列号及密码。所述参量采集传感器为轴温传感器，每节车厢的每个轮轴上安装一至两个轴温传 感器，另外还安装一个环境温度传感器。所述车头单元中装有装有机头操作状态采集单元，所述机头操作状态包括制动、 缓解及保压状态，该采集单元采集到的数据通过ZigBee网络传递给工控机。所述参量采集传感器为风压传感器或风压开关，安装于每节车厢的制动用风管装 置上，用于检测制动用供风压力。所述根单元ZigBee模块和轴温传感器均安装于金属质屏蔽盒内，根单元ZigBee 模块与盒体之间垫有绝缘衬垫，轴温传感器采用金属片型温度传感器并固定于屏蔽盒的底 部，屏蔽盒上部设有伞形天线，伞形天线与盒体之间垫有绝缘垫圈。所述电池外面加装太阳能电板。所述协调器ZigBee模块接有显示器和微型打印 机。本技术的有益效果是(一)本技术采用随机性的组网方式，可以随时组 成一个临时性的无线电网络，在海量的铁路货车中召唤出属于本次列车的各个车厢，且各 车厢服从于机头协调器的管理，实时M小时上报可能发生的故障情况；(二)监测工作快 速、实时、准确，大大提高了火车提速后铁路运输的安全性，是一项利国利民的创造；(三) 由于货车的车厢内没有交流电，本技术实现低功耗工作模式，该模式是具有定时苏醒 校时功能，同时保证时钟精度，最大限度地延长电池的工作寿命；最后，本技术容易实 施、操作简单，维护成本低，维护简便。附图说明图1是本技术车头终端的结构示意图。图2是本技术车厢根单元的结构示意图。图3是本技术系统工作流程图。具体实施方式如图1、图2所示，本实施例的监测装置，包括了一个车头单元1和一组车厢根单 元2，车头单元与各车厢根单元之间通过无线电自组网络保持通信，可选的无线电自组网包 括=ZigBee网络、WiFi网络或蓝牙网络。本实施例考虑到低能耗的要求，选择ZigBee网络 来构建一个具有路由功能的网络系统，下面就以ZigBee网为例具体介绍装置的结构组成。 监测装置包括了车头单元1和车厢根单元2，车头单元1由协调器ZigBee模块1_1 (采用意法半导体ST公司的STM32W-EMZ-3118的芯片)、GSM通讯模块1_2 (西安达泰电子公司 DTD-S05CI)、工控机1-3 (研华-MIC-2000)和读卡器3 (广州荣士 10-0 组成，为显示和打 印的需要，在车头还配备了显示器4和微型打印机5，这两个终端设备均与协调器ZigBee模 块1-1连接。协调器ZigBee模块始终处于激活状态，并建立一个临时的ZigBee网络，用于 向各根单元模块发出召唤信号进行点名排队、或实时接收各根单元模块发来的数据及报警 信号、或主动向各根单元模块采集温度或风压数据。本例的车厢根单元2由根单元ZigBee 模块2-1 (采用意法半导体ST公司的STM32W-EMZ-3018的芯片)、轴温传感器7 (采用美国 达拉斯公司的型号为DSI8B20的芯片)、环境温度传感器、风压传感器8 (可选用台湾铭动 MD-PS001压力传感器芯片、CFBPT通用压力传感器或CFBM扩散硅压力传感器)或风压开关 及电池6组成，根单元ZigBee模块其内部已经包含了主控CPU、通讯电路及存储器，根单元 ZigBee模块与本车厢的各个传感器电连接。所述读卡器3与协调器ZigBee模块1-1相连接，读卡器用于读出铁路货车调度员 提供的发车信息磁卡内的信息，该磁卡中写有本列货车各车厢根单元2的ID序列号及密 码。所述轴温传感器7，每节车厢的每个轮轴上安装一至两个轴温传感器，另外每节车 厢还安装一个环境温度传感器。温度传感器安装于车辆的车轴均衡梁上，位于轴头正上方 10厘米左右，打孔用螺丝及弹簧垫片固定。在结构上，车厢的根单元ZigBee模块2本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于无线自组网的铁路货客车轴温、风压监测装置，其特征在于该装置包括了一个车头单元（１）和一组车厢根单元（２），车头单元与各车厢根单元之间通过无线电自组网络如：ＺｉｇＢｅｅ网络、ＷｉＦｉ网络或蓝牙网络构建成一个具有路由功能的网络系统，其中，车头单元（１）由协调器模块、ＧＳＭ通讯模块（１－２）、工控机（１－３）和读卡器（３）组成，车厢根单元（２）由根单元模块、参量采集传感器及电池（６）组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，许宝淮，
申请(专利权)人：张兴莲，许宝淮，
类型：实用新型
国别省市：86