用于编组列车列检试风时取得制动缸状态的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于编组列车列检试风时取得制动缸状态的装置，其特征在于，包括用于接收和存储制动缸状态数据的数据接收单元、与所述数据接收单元连接并将其接收到的数据传输到所述数据接收单元的无线转发单元和多个分别安装在所述编组列车各个车辆制动缸上的、用于取得其所在制动缸试风时的制动参数并将其取得的制动参数通过无线网络传输到所述无线转发单元的风压传感单元。实施本实用新型的用于编组列车列检试风时取得制动缸状态的装置，具有以下有益效果：其适用范围较广、可靠、成本低。
【专利说明】用于编组列车列检试风时取得制动缸状态的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及列车检测设备，更具体地说，涉及一种用于编组列车列检试风时取得制动缸状态的装置。
【背景技术】
[0002]在铁路运输生产中，列车编组和编组列车安全检查是铁路运输的重要环节，由列检所负责实施。在列检中目前采用以人工肉眼观察为基础的作业方式完成列车的技术检查，在列车制动系统试风试验中为了检查制动缸工作状态和性能需要跑风作业，列检员劳动强度大，存在漏检误检的现象，特别是在恶劣天气条件下作业难度更大。列检所对试风作业自动化的需求一直很强烈。在现有技术中，也有采用基于拍照和图象处理的方案试图解决上述试风作业自动化的问题。虽然这种方法或装置在一定程度上实现了试风作业自动化，但是这种方案受天气的影响大，同时其采用的滑动照相机的轨道容易被杂物阻断，导致系统无法工作；同时，上述采用基于拍照和图像处理的方案的安装工程复杂，成本高。
实用新型内容
[0003]本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述适用范围较小、不可靠、成本高等缺陷，提供一种适用范围较大、可靠、成本低的用于编组列车列检试风时取得制动缸状态的装置。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种用于编组列车列检试风时取得制动缸状态的装置，包括用于接收和存储制动缸状态数据的数据接收单元、与所述数据接收单元连接并将其接收到的数据传输到所述数据接收单元的无线转发单元和多个分别安装在所述编组列车各个车辆制动缸上的、用于取得其所在制动缸试风时的制动参数并将其取得的制动参数通过无线网络传输到所述无线转发单元的风压传感单元。
[0005]更进一步地，所述风压传感单元包括用于取得其所在制动缸试风压力值的风压传感器、用于存储所述风压传感器取得数据的存储器、用于发送所述取得数据的无线传输模块和控制上述各模块操作的微控制器。
[0006]更进一步地，所述风压传感器和所述微控制器通过SPI总线连接；所述微控制器通过SPI总线和所述存储器连接；所述微控制器还通过控制信号线和数据线与所述无线传输模块连接。
[0007]更进一步地，所述风压传感单元还包括通过微带线和所述无线传输模块连接的天线。
[0008]更进一步地，所述微控制器是RFID标签控制器，所述风压传感单元采用RFID标签通信方式与其外部进行通信。
[0009]更进一步地，所述多个风压传感器单元中至少设置有一个与所述无线转发单元通过无线链路连接的根风压传感单元，未设置为根风压传感单元的其他风压传感单元通过其作用范围内的根风压传感单元传输其取得数据到所述无线转发单元。[0010]更进一步地，所述多个风压传感单元通过无线通信自组网的方式传输所述数据到所述根风压传感单元。
[0011]更进一步地，通过设置所述无线传输模块的状态使风压传感单元成为根风压传感单元。
[0012]更进一步地，所述无线转发单元和所述根风压传感单元之间和所述风压传感单元和所述根风压传感单元之间进行的无线通信均采用UHF频段的有源RFID方式，其频段是840MHz~845MHz，其调制方式为MSK，其数据编码方式为FM0，其通信速率为9.6~76.8Kbpso
[0013]实施本实用新型的用于编组列车列检试风时取得制动缸状态的装置，具有以下有益效果:由于采用分别安装在编组列车车辆制动缸上的风压传感单元取得每个车辆制动缸试风时的压力值，同时，这些风压传感单元又通过无线的方式将其取得的数据传输到无线转发单元，由无线转发单元传输到数据接收单元对这些数据进行处理和判断。所以，其可以较为准确地得到车辆制动缸的状态。同时，由于采用无线传输，不用在地面安装或设置其他设备。因而其适用范围较广、可靠、成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型 用于编组列车列检试风时取得制动缸状态的装置实施例的结构示意图；
[0015]图2是所述实施例中一种情况下的结构示意图；
[0016]图3是所述实施例中风压传感单元的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步说明。
[0018]如图1所示，在本实用新型一种用于编组列车列检试风时取得制动缸状态的装置实施例中，该装置包括数据接收单元、无线转发单元和多个风压传感单元(包括风压传感单元1、风压传感单元2、…、风压传感单元n);其中，数据接收单元用于接收和存储制动缸状态数据，同时，还对其接收到的数据进行判断，在数据与设定的标准或之前的数据出现较大差异时，发出报警信号，提醒检测人员的注意；无线转发单元通过有线或无线的方式与上述数据接收单元连接，并将其接收到的数据传输到数据接收单元；而多个风压传感单元分别安装在编组列车各个车辆制动缸上，用于取得其所在制动缸试风时的制动参数并将其取得的制动参数通过无线网络(或无线链路)传输到上述无线转发单元。在本实施例中，请参见图3，上述风压传感单元包括风压传感器31、微控制器32、存储器33、无线传输模块34、天线35以及电源36。风压传感器31用于取得其所在制动缸试风压力值，存储器33用于存储风压传感器31取得的数据，无线传输模块35用于发送取得的数据到上述无线转发单元，而微控制器32控制上述各模块操作的微控制器。风压传感器31和微控制器32通过SPI总线连接，使得微控制器32能够对风压传感器31进行气压数据的写入和读出；微控制器32通过SPI总线和存储器33连接，微控制器32还通过控制信号线和数据线与无线传输模块34连接，以便进行数据的收发和状态控制；天线35通过微带线和无线传输模块34连接。在本实施例中，上述电源36为风压传感单元中的各模块供电，其为可充电的电池。[0019]在本实施例中，上述各风压传感单元是通过各自的无线链路直接与无线转发单元进行数据交互的，请参见图1。但是，在本实施例中的一些情况下，也可以在上述多个风压传感单元中设置至少一个根风压传感单元，用于与上述无线转发单元进行数据交换，而其他未设置为根风压传感单元的，则不再直接与无线转发装置连接，而是与上述根风压传感单元通过无线链路连接，通过上述根风压传感单元将其采集的数据发送到无线转发装置。这种设置虽然较为复杂，但是，其作用范围将得到较大的提高；也就是说，在保证接收(数据传输)的条件下，其中的多个风压传感单元可以分布在更为广泛的区域内。在这种情况下，上述微控制器32是RFID标签控制器，而风压传感单元采用RFID标签通信方式与其外部进行通信；通过设置多个风压传感器单元中至少一个为与无线转发单元通过无线链路连接的根风压传感单元，未设置为根风压传感单元的其他风压传感单元通过其作用范围内的根风压传感单元传输其取得数据到无线转发单元。在本实施例中，是通过设置风压传感单元中的无线传输模块34的状态使风压传感单元成为根风压传感单元的。
[0020]在本实施例中，多个风压传感单元通过无线通信自组网的方式查找其作用范围内的根风压传感单元，并传输其采集到的数据到所述根风压传感单元。在本实施例中，这些数据中包括采集到的压力数据值、采集时间、微控制器编号或无线传输模块的编号以及车辆编号等等。某些情况下，微控制器编号或无线传输模块的编号就是车辆编号。这样使得数据能够在数据接收单元上能够被识别出来，与车辆一一对应。
[0021]在本实施例中，无线转发单元和根风压传感单元之间进行的无线通信均采用UHF频段的有源RFID方式，其频段是840MHz?845MHz，其调制方式为MSK，其数据编码方式为FM0，其通信速率为9.6?76.8Kbps。同样地，风压传感单元和其他根风压传感单元(包括根风压传感单元)之间的通讯方式也是如上所述，只不过使用的信道不一样而已。
[0022]一般来讲，在地面安装电子标签读写器来进行风压传感单元的数据收集和传输是一种常规的做法，在铁路列检应用中，由于一个列车编组可长达1000米以上，如果采用这样的方案，受现有的无线通信技术识别距离和法律法规的制约，地面需要安装数量众多的读写器，成本高，工程安装复杂。
[0023]在本实施例中，风压传感单元内嵌标签之间无线通信协议栈，具有自动寻找合适的通信路由，进行通信网络组建，传递控制命令和各个标签采集的气压数据的功能。因此不需要常规的地面电子标签读写器，也可以通过风压传感单元组成的无线通信网，将一个列车编组中所有风压传感单元的数据汇总到一个根风压传感单元中。根风压传感单元除了内嵌标签之间无线通信协议栈外，还有与无线转发单元进行无线通信的协议栈。根风压传感单元与无线转发单元进行无线通信，接收无线转发的控制命令并把汇总的本列列车所有风压传感单元的数据发送给无线转发单元。
[0024]无线转发单元进一步通过有线通信模块或无线通信模块将存储器中存储的风压数据发送给上层的数据接收单元(通常是计算机)。数据接受数据接收单元对风压数据进行处理，得到出每辆车制动缸的工作状态，进而可以判断每辆车的空气制动系统性能是否符合要求。
[0025]无线转发单元由微控制器、有线通信模块、无线通信模块、电源模块、存储器和天线组成。微控制器通过数据线和控制线连接无线通信模块和有线通信模块，通过SPI总线连接存储器，无线通信模块通过射频电缆连接天线。电源模块为交流转直流模块。同样地，无线转发单元进行的无线通信采用UHF频段的有源RFID技术，频段是840MHz?845MHz，调制方式=MSK,数据编码方式:FM0，通信速率:9.6?76.8Kbps。
[0026]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种用于编组列车列检试风时取得制动缸状态的装置，其特征在于，包括用于接收和存储制动缸状态数据的数据接收单元、与所述数据接收单元连接并将其接收到的数据传输到所述数据接收单元的无线转发单元和多个分别安装在所述编组列车各个车辆制动缸上的、用于取得其所在制动缸试风时的制动参数并将其取得的制动参数通过无线网络传输到所述无线转发单元的风压传感单元。
2.根据权利要求1所述的用于编组列车列检试风时取得制动缸状态的装置，其特征在于，所述风压传感单元包括用于取得其所在制动缸试风压力值的风压传感器、用于存储所述风压传感器取得数据的存储器、用于发送所述取得数据的无线传输模块和控制上述各模块操作的微控制器。
3.根据权利要求2所述的用于编组列车列检试风时取得制动缸状态的装置，其特征在于，所述风压传感器和所述微控制器通过SPI总线连接；所述微控制器通过SPI总线和所述存储器连接；所述微控制器还通过控制信号线和数据线与所述无线传输模块连接。
4.根据权利要求3所述的用于编组列车列检试风时取得制动缸状态的装置，其特征在于，所述风压传感单元还包括通过微带线和所述无线传输模块连接的天线。
5.根据权利要求4所述的用于编组列车列检试风时取得制动缸状态的装置，其特征在于，所述微控制器是RFID标签控制器，所述风压传感单元采用RFID标签通信方式与其外部进行通信。
6.根据权利要求5所述的用于编组列车列检试风时取得制动缸状态的装置，其特征在于，所述多个风压传感器单元中至少设置有一个与所述无线转发单元通过无线链路连接的根风压传感单元，未设置为根风压传感单元的其他风压传感单元通过其作用范围内的根风压传感单元传输其取得数据到所述无线转发单元。
7.根据权利要求6所述的用于编组列车列检试风时取得制动缸状态的装置，其特征在于，所述多个风压传感单元通过无线通信自组网的方式传输所述数据到所述根风压传感单J Li o
8.根据权利要求7所述的用于编组列车列检试风时取得制动缸状态的装置，其特征在于，通过设置所述无线传输模块的状态使风压传感单元成为根风压传感单元。
9.根据权利要求8所述的用于编组列车列检试风时取得制动缸状态的装置，其特征在于，所述无线转发单元和所述根风压传感单元之间和所述风压传感单元和所述根风压传感单元之间进行的无线通信均采用UHF频段的有源RFID方式，其频段是840MHz?845MHz，其调制方式为MSK，其数据编码方式为FM0，其通信速率为9.6?76.8Kbps。
【文档编号】G01M17/08GK203502240SQ201320599997
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】申波, 陈志坚, 赖远桥 申请人:深圳市远望谷信息技术股份有限公司