專利名稱：基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的鐵軌安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鐵路鐵軌安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)報(bào)警技術(shù)，具體涉及一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的鐵軌安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，我國(guó)鐵路工務(wù)系統(tǒng)主要采用人工和軌檢車(chē)結(jié)合的方法對(duì)鐵軌磨損程度進(jìn)行檢測(cè)。前者是機(jī)械接觸式(道尺)手工檢測(cè)，檢測(cè)原理簡(jiǎn)單，但測(cè)量數(shù)據(jù)誤差大，原始數(shù)據(jù)不利于計(jì)算機(jī)管理而且存在工作量大、工作環(huán)境惡劣、效率低等問(wèn)題。后者是探傷車(chē)檢測(cè)鐵軌損耗，其主要原理是采用超聲波法，選用輪式傳感器采集數(shù)據(jù)，檢測(cè)的信號(hào)利用計(jì)算機(jī)處理。其檢測(cè)速度是40km/h。但是這種車(chē)造價(jià)太高，不僅需要工作人員有較強(qiáng)的能力，而且還要處理大量的數(shù)據(jù)。從時(shí)間上和經(jīng)濟(jì)上都是一種負(fù)擔(dān)。當(dāng)前，利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)列車(chē)或鐵軌進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)的研究已見(jiàn)報(bào)道，如專利文獻(xiàn)201110000257.3，公開(kāi)了一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的列車(chē)實(shí)時(shí)檢測(cè)和到站預(yù)知系統(tǒng)，此系統(tǒng)利用光電傳感器檢測(cè)列車(chē)的位置和列車(chē)速度，適用于近距離的監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)量和硬件實(shí)現(xiàn)功能比較單一；有人提出利用CAN總線技術(shù)和壓力傳感器測(cè)試鐵軌壓力的系統(tǒng)，但此系統(tǒng)監(jiān)測(cè)量單一和現(xiàn)場(chǎng)布線困難；也有人利用短距離的無(wú)線通信技術(shù)對(duì)列車(chē)車(chē)體進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)，但只是列車(chē)車(chē)體自測(cè)，且不能進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。隨著傳感器技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)的飛速發(fā)展和日益成熟，具有感知能力、計(jì)算能力和通信能力的微型傳感器和網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始大范圍出現(xiàn)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠協(xié)作地實(shí)時(shí)檢測(cè)、跟蹤和采集網(wǎng)絡(luò)布設(shè)區(qū)域內(nèi)的各種監(jiān)測(cè)信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行協(xié)同、融合處理，獲得較為準(zhǔn)確的結(jié)論，然后傳送給用戶。搭配多功能傳感器、能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也逐漸成為一種新的技術(shù)方向，這種系統(tǒng)以其多功能性和靈活性必將廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活的方方面面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種易于安裝維護(hù)、可靠性高的鐵軌安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，傳感節(jié)點(diǎn)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)安裝點(diǎn)處鐵軌的溫度、振動(dòng)和應(yīng)變參數(shù)，然后傳感節(jié)點(diǎn)通過(guò)ZigBee無(wú)線方式將采集的參數(shù)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)，最后網(wǎng)關(guān)通過(guò)GPRS無(wú)線方式或以太網(wǎng)有線方式與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心進(jìn)行交互。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:—種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的鐵軌安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括傳感節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心，傳感節(jié)點(diǎn)通過(guò)夾具固定在鐵軌上，同時(shí)在軌腰處安裝溫度傳感器、力口速度傳感器以及貼應(yīng)變片，傳感節(jié)點(diǎn)通過(guò)這些傳感器分別采集鐵軌的溫度、加速度和應(yīng)變信息，然后通過(guò)ZigBee無(wú)線方式將數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)，最后網(wǎng)關(guān)通過(guò)GPRS無(wú)線方式或以太網(wǎng)有線方式與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心進(jìn)行交互，同時(shí)管理人員也可以通過(guò)短信方式與網(wǎng)關(guān)進(jìn)行交互，當(dāng)監(jiān)測(cè)中心發(fā)現(xiàn)相關(guān)參數(shù)值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的安全閾值時(shí)，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心會(huì)發(fā)出預(yù)警命令，并及時(shí)通知相關(guān)管理人員處理；所述的傳感節(jié)點(diǎn)包括電源模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊、微處理器、ZigBee模塊、Flash存儲(chǔ)器、傳感器、A/D芯片、信號(hào)放大及濾波電路，傳感器包括溫度傳感器、加速度傳感器和應(yīng)變片傳感器，其中電源模塊與電源轉(zhuǎn)換模塊相連接，電源轉(zhuǎn)換模塊分別與電源模塊、微處理器、ZigBee模塊、Flash存儲(chǔ)器、傳感器和A/D芯片相連接；微處理器分別與ZigBee模塊、Flash存儲(chǔ)器、A/D芯片和電源模塊相連接；所述的網(wǎng)關(guān)包括電源模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊、微處理器、ZigBee模塊、Flash存儲(chǔ)器、GPRS模塊和以太網(wǎng)有線模塊，其中電源模塊與電源轉(zhuǎn)換模塊相連接，電源轉(zhuǎn)換模塊分別與電源模塊、ZigBee模塊、Flash存儲(chǔ)器、GPRS模塊和以太網(wǎng)有線模塊相連接，微處理器分別與ZigBee模塊、Flash存儲(chǔ)器、GPRS模塊、以太網(wǎng)有線模塊和電源轉(zhuǎn)換模塊相連接；所述的傳感節(jié)點(diǎn)以及網(wǎng)關(guān)的電源模塊是由12V蓄電池提供系統(tǒng)電壓，通過(guò)太陽(yáng)能電池板給蓄電池充電；所述的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心主要由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、RS232接口組成，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與網(wǎng)關(guān)通過(guò)RS232接口相連接；所述的管理人員可以通過(guò)短信方式與網(wǎng)關(guān)進(jìn)行交互，包括:實(shí)時(shí)控制網(wǎng)關(guān)與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心的通信在GPRS無(wú)線方式和以太網(wǎng)有線方式之間的切換，查詢網(wǎng)關(guān)供電電壓，查詢GPRS網(wǎng)絡(luò)鏈路質(zhì)量以及修改網(wǎng)關(guān)的相關(guān)參數(shù)。在該系統(tǒng)中，傳感節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)以及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心都會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的處理。傳感節(jié)點(diǎn)中，微處理器對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行判定，無(wú)效數(shù)據(jù)直接丟棄不予存儲(chǔ)，有效數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)將有效數(shù)據(jù)發(fā)送給對(duì)應(yīng)的網(wǎng)關(guān)。系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)中，微處理器會(huì)將傳感節(jié)點(diǎn)發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，然后按照基于變長(zhǎng)編碼的壓縮方法，對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮后通過(guò)有線或無(wú)線方式發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心。遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心服務(wù)器會(huì)對(duì)網(wǎng)關(guān)傳輸來(lái)的每幀數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓，接著將解壓后的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)會(huì)對(duì)這些解壓后的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，如果超過(guò)預(yù)先設(shè)定的安全閾值，服務(wù)器會(huì)發(fā)出預(yù)警命令，告知相關(guān)工作人員及時(shí)處理。本發(fā)明的有益效果有:1、引入無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，避免了在軌道現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行布線，使得系統(tǒng)易于維護(hù)安裝；2、傳感器采集鐵軌的溫度、振動(dòng)和應(yīng)變值時(shí)，采用了多個(gè)傳感器，在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)采用求和校驗(yàn)，降低了系統(tǒng)的通信誤碼率，提高了系統(tǒng)工作的可靠性；3、傳感節(jié)點(diǎn)加入或離開(kāi)網(wǎng)關(guān)組建的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，網(wǎng)關(guān)具有動(dòng)態(tài)識(shí)別和自動(dòng)檢測(cè)的功能，當(dāng)傳感節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，網(wǎng)關(guān)能夠快速檢測(cè)定位到出故障的節(jié)點(diǎn)編號(hào)；4、傳感節(jié)點(diǎn)通過(guò)夾具安裝在軌腰上，能夠?qū)崟r(shí)采集鐵軌的溫度、振動(dòng)、應(yīng)變值，監(jiān)測(cè)各參數(shù)值的變化情況，能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)；5、通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鐵軌的溫度、振動(dòng)、應(yīng)變變化，對(duì)采得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)其變形形式，找出危險(xiǎn)斷面及危險(xiǎn)位置；當(dāng)相應(yīng)的溫度下，鐵軌的振動(dòng)、應(yīng)變值超過(guò)網(wǎng)關(guān)設(shè)定的閾值時(shí)，監(jiān)測(cè)中心會(huì)通知列車(chē)調(diào)度人員，避免因溫度過(guò)高、振動(dòng)或應(yīng)變過(guò)大，導(dǎo)致鐵軌損傷造成安全隱患；6、所設(shè)計(jì)的網(wǎng)關(guān)具備GPRS有線及以太網(wǎng)有線兩種方式與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心通信，當(dāng)以太網(wǎng)有線網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障或GPRS網(wǎng)絡(luò)鏈路質(zhì)量不好時(shí)，網(wǎng)關(guān)自動(dòng)切換成另一種工作方式，保證網(wǎng)關(guān)能夠?qū)⒔邮盏降臄?shù)據(jù)快速發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心。本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的鐵軌安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，有其內(nèi)在的優(yōu)勢(shì)，將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)引入鐵軌監(jiān)測(cè)，提高了系統(tǒng)的可靠性，系統(tǒng)易于安裝，布線簡(jiǎn)單。傳感節(jié)點(diǎn)可以采用單跳或多跳技術(shù)，保證了系統(tǒng)通信的穩(wěn)定性。由于可以根據(jù)傳感節(jié)點(diǎn)的編號(hào)來(lái)確定鐵軌監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置信息，通過(guò)減小每個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的距離，鐵路工作人員能夠快速確定出現(xiàn)危險(xiǎn)的鐵軌位置，這樣有助于加快險(xiǎn)情處理，并保證鐵路的安全運(yùn)營(yíng)。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)工作原理示意圖。圖3是傳感節(jié)點(diǎn)的電路原理框圖。圖4是傳感節(jié)點(diǎn)在鐵軌上的裝配圖。圖5是網(wǎng)關(guān)的電路原理框圖。圖6是傳感節(jié)點(diǎn)發(fā)射程序流程圖。圖7是傳感節(jié)點(diǎn)接收程序流程圖。圖8是網(wǎng)關(guān)發(fā)射程序流程圖。圖9是網(wǎng)關(guān)接收程序流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。本實(shí)施例是由一組多個(gè)傳感器搭配組成的傳感節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心組成的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，傳感節(jié)點(diǎn)是由不同的傳感器與ZigBee模塊組成，傳感節(jié)點(diǎn)外加防水盒子通過(guò)夾具固定在鐵路軌腰上，網(wǎng)關(guān)通過(guò)GPRS無(wú)線方式或以太網(wǎng)有線方式與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心進(jìn)行交互，或者通過(guò)RS232串口連接現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。圖1所示為本發(fā)明的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。在整個(gè)鐵路線上，每隔一定的距離會(huì)布置一個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)，一個(gè)網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)3個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)，傳感節(jié)點(diǎn)與對(duì)應(yīng)的網(wǎng)關(guān)之間是通過(guò)ZigBee無(wú)線方式進(jìn)行短距離通信，而網(wǎng)關(guān)與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心是通過(guò)GPRS無(wú)線方式(或以太網(wǎng)有線方式)進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)屬于星型結(jié)構(gòu)，傳感節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)之間的通信是單跳的。圖2所示為本發(fā)明的系統(tǒng)工作原理框圖。圖中I表示鐵軌，2表示傳感節(jié)點(diǎn)，3表示網(wǎng)關(guān)，4表示上位機(jī)(即遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心)。傳感節(jié)點(diǎn)將采集的數(shù)據(jù)首先發(fā)送給對(duì)應(yīng)網(wǎng)關(guān)，然后由網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給上位機(jī)。反過(guò)來(lái)，上位機(jī)也可以給網(wǎng)關(guān)發(fā)送命令幀，網(wǎng)關(guān)能夠?qū)⒋嗣顜D(zhuǎn)發(fā)給傳感節(jié)點(diǎn)。圖3所示為傳感節(jié)點(diǎn)的電路原理框圖。整個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)主要由微處理器、溫度傳感器、加速度傳感器、應(yīng)變片傳感器、A/D芯片、Flash存儲(chǔ)器、ZigBee模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊、電源模塊、信號(hào)放大及濾波電路組成。微處理器與ZigBee模塊采用SPI方式進(jìn)行連接。ZigBee模塊和Flash存儲(chǔ)器采用并口方式連接。電源模塊采用12V蓄電池進(jìn)行供電，電源轉(zhuǎn)換模塊對(duì)電源模塊提供電壓進(jìn)行降壓處理，降壓后分別產(chǎn)生5V、3.3V和2.5V電壓供各模塊使用。圖4所示為傳感節(jié)點(diǎn)的裝配圖。圖中I表示傳感節(jié)點(diǎn)裝置的盒子，2表示盒子側(cè)面的固定夾具，3表示一個(gè)彈簧，4表示一個(gè)盒子支撐架，同時(shí)也起到底面固定的作用，5表示鐵軌。左右兩邊的底面固定夾具是通過(guò)螺栓相連的，2和4之間有也是通過(guò)螺栓相連。圖5所示為網(wǎng)關(guān)的電路原理框圖。所述的網(wǎng)關(guān)主要由微處理器作為核心控制元件，微處理器與ZigBee模塊采用串口的方式進(jìn)行連接，微處理器與GPRS模塊也采用串口的方式進(jìn)行連接，微處理器與以太網(wǎng)有線模塊采用SPI接口的方式進(jìn)行連接。電源模塊采用12V蓄電池進(jìn)行供電，電源轉(zhuǎn)換模塊對(duì)電源模塊提供電壓進(jìn)行兩級(jí)降壓，一級(jí)壓降通過(guò)開(kāi)關(guān)電源芯片將12V輸入供電轉(zhuǎn)換成5.0V輸出，二級(jí)壓降采用線性電源芯片將5V電源轉(zhuǎn)換成3.3V和1.8V分別給網(wǎng)關(guān)各個(gè)模塊進(jìn)行供電。圖6所示為傳感節(jié)點(diǎn)發(fā)射程序流程圖。傳感節(jié)點(diǎn)每隔T秒采集一次數(shù)據(jù)，每次采集的時(shí)長(zhǎng)為t秒，其中TH。當(dāng)?shù)竭_(dá)定時(shí)時(shí)間時(shí)，傳感節(jié)點(diǎn)開(kāi)始采集數(shù)據(jù)，微處理器首先會(huì)按照特定的判定原則對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行判定，無(wú)效數(shù)據(jù)丟掉，將有效數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到外部Flash存儲(chǔ)器中，然后將有效數(shù)據(jù)發(fā)送給ZigBee模塊，最后將這些數(shù)據(jù)以ZigBee無(wú)線方式發(fā)送給網(wǎng)關(guān)。完成這些數(shù)據(jù)操作后，返回到定時(shí)判斷處，如此不斷的循環(huán)這個(gè)過(guò)程。圖7所示為傳感節(jié)點(diǎn)接收程序流程圖。傳感節(jié)點(diǎn)能夠接收相應(yīng)網(wǎng)關(guān)的命令幀。這些命令幀主要有兩類:網(wǎng)絡(luò)管理信息接入點(diǎn)和設(shè)置采集參數(shù)接入點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)管理接入點(diǎn)的命令幀主要包含:節(jié)點(diǎn)電壓查詢、節(jié)點(diǎn)電量查詢、節(jié)點(diǎn)通信質(zhì)量查詢、PANID查詢等。設(shè)置參數(shù)接入點(diǎn)命令幀主要包含:基本參數(shù)查詢(采集時(shí)長(zhǎng)、采集間隔等)、節(jié)點(diǎn)號(hào)查詢、協(xié)議版本號(hào)查詢等。如果命令是網(wǎng)絡(luò)管理接入點(diǎn)信息查詢，只需要ZigBee模塊進(jìn)行操作；如果命令是設(shè)置采集參數(shù)接入點(diǎn)信息查詢，ZigBee模塊將此命令幀傳輸給微處理器，由微處理器解析此命令幀中的功能碼，查詢對(duì)應(yīng)的信息。最后將此信息發(fā)送給相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)。圖8所示為網(wǎng)關(guān)發(fā)射程序流程圖，圖9所示為網(wǎng)關(guān)接收程序流程圖。兩者合起來(lái)就是網(wǎng)關(guān)的整個(gè)工作流程。對(duì)于無(wú)線和有線兩種方式，首先采用的是GPRS無(wú)線方式，當(dāng)發(fā)現(xiàn)GPRS網(wǎng)絡(luò)鏈路質(zhì)量不好時(shí)，可以自動(dòng)切換到以太網(wǎng)有線方式上，確保數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確地發(fā)送給上位機(jī)。本實(shí)施例采用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)為技術(shù)平臺(tái)，主要完成對(duì)鐵軌的安全監(jiān)測(cè)和自動(dòng)報(bào)警，在應(yīng)用中，沿著鐵軌軌腰布置一系列傳感器，這些傳感器監(jiān)測(cè)鐵軌的溫度、振動(dòng)和應(yīng)變信號(hào)，傳感節(jié)點(diǎn)再對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、濾波以及A/D轉(zhuǎn)換的處理，然后傳感節(jié)點(diǎn)上的微處理器會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行判定，丟棄無(wú)效數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)有效數(shù)據(jù)，接著傳感節(jié)點(diǎn)通過(guò)ZigBee無(wú)線方式將有效數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)對(duì)信息進(jìn)行存儲(chǔ)并按照變長(zhǎng)編碼方式進(jìn)行壓縮，將壓縮后的數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS無(wú)線方式(或以太網(wǎng)有線方式)發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心，最后遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心根據(jù)相應(yīng)的安全閾值做出響應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的鐵軌安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括傳感節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心，傳感節(jié)點(diǎn)通過(guò)夾具固定在鐵軌上，同時(shí)在軌腰處安裝溫度傳感器、加速度傳感器以及貼應(yīng)變片，傳感節(jié)點(diǎn)通過(guò)這些傳感器分別采集鐵軌的溫度、加速度和應(yīng)變信息，然后通過(guò)ZigBee無(wú)線方式將數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)，最后網(wǎng)關(guān)通過(guò)GPRS無(wú)線方式或以太網(wǎng)有線方式與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心進(jìn)行交互，同時(shí)管理人員也可以通過(guò)短信方式與網(wǎng)關(guān)進(jìn)行交互，當(dāng)監(jiān)測(cè)中心發(fā)現(xiàn)相關(guān)參數(shù)值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的安全閾值時(shí)，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心會(huì)發(fā)出預(yù)警命令，并及時(shí)通知相關(guān)管理人員處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的鐵軌安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于:所述的傳感節(jié)點(diǎn)包括電源模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊、微處理器、ZigBee模塊、Flash存儲(chǔ)器、傳感器、A/D芯片、信號(hào)放大及濾波電路，傳感器包括溫度傳感器、加速度傳感器和應(yīng)變片傳感器，其中電源模塊與電源轉(zhuǎn)換模塊相連接，電源轉(zhuǎn)換模塊分別與電源模塊、微處理器、ZigBee模塊、Flash存儲(chǔ)器、傳感器和A/D芯片相連接；微處理器分別與ZigBee模塊、Flash存儲(chǔ)器、A/D芯片和電源模塊相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的鐵軌安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于:所述的網(wǎng)關(guān)包括電源模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊、微處理器、ZigBee模塊、Flash存儲(chǔ)器、GPRS模塊和以太網(wǎng)有線模塊，其中電源模塊與電源轉(zhuǎn)換模塊相連接，電源轉(zhuǎn)換模塊分別與電源模塊、ZigBee模塊、Flash存儲(chǔ)器、GPRS模塊和以太網(wǎng)有線模塊相連接，微處理器分別與ZigBee模塊、Flash存儲(chǔ)器、GPRS模塊、以太網(wǎng)有線模塊和電源轉(zhuǎn)換模塊相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的鐵軌安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于:所述的傳感節(jié)點(diǎn)以及網(wǎng)關(guān)的電源模塊是由12V蓄電池提供系統(tǒng)電壓，通過(guò)太陽(yáng)能電池板給蓄電池充電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的鐵軌安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于:遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心主要由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、RS232接口組成，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與網(wǎng)關(guān)通過(guò)RS232接口相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的鐵軌安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于:管理人員可以通過(guò)短信方式與網(wǎng)關(guān)進(jìn)行交互，實(shí)時(shí)控制網(wǎng)關(guān)與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心的通信在GPRS無(wú)線方式和以太網(wǎng)有線方式之間切換，查詢網(wǎng)關(guān)供電電壓，查詢GPRS網(wǎng)絡(luò)鏈路質(zhì)量以及修改網(wǎng)關(guān)的相關(guān)參數(shù)。
全文摘要
一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的鐵軌安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，由傳感節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心組成，傳感節(jié)點(diǎn)通過(guò)相應(yīng)的夾具安裝在鐵軌上，通過(guò)溫度傳感器、加速度傳感器和應(yīng)變片傳感器分別采集鐵軌的溫度、振動(dòng)及應(yīng)變信息，然后傳感節(jié)點(diǎn)將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)ZigBee無(wú)線方式發(fā)送給網(wǎng)關(guān)，最后網(wǎng)關(guān)通過(guò)GPRS無(wú)線方式或以太網(wǎng)有線方式與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心進(jìn)行交互。本發(fā)明采用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鐵軌溫度、振動(dòng)和應(yīng)變信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及自動(dòng)報(bào)警。當(dāng)監(jiān)測(cè)到在相應(yīng)的溫度下鐵軌的振動(dòng)、應(yīng)變超過(guò)預(yù)先設(shè)定的安全閾值時(shí)，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心會(huì)發(fā)出預(yù)警命令，并及時(shí)通知相關(guān)管理人員處理。
文檔編號(hào)H04W84/18GK103112477SQ201310017558
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者金仁成, 楊磊, 劉萬(wàn)祿, 王則陸, 王立鼎 申請(qǐng)人:蘇州鼎汗傳感網(wǎng)技術(shù)有限公司