一种便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置的制作方法

本实用新型涉及城市地铁轨道设备定位技术领域，尤其涉及一种智能轨道小平车定位及声光报警装置。

背景技术：

在地铁建设阶段，移动运营商通信基站还未引入隧道。导致隧道内轨道施工作业时，需要施工方单独建立隧道网路，以便于铺轨调度作业指挥，保障轨行区施工作业安全。其中轨道车、小平车定位技术尤为关键。轨道小平车是施工期间最常用的人力运输工具，但是隧道内空间狭小，视野范围受限，轨道车行驶噪音较大，轨道车司机不能完全掌握前方施工情况，如果轨道小平车在轨道车到达前，不能及时撤离，非常容易造成轨道车与的小平车相撞，发生施工安全事故。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置。其通过定位模块和报警模块可提醒作业人员注意避让附近安装有同样定位模块的轨道车或轨道小平车，减少轨道施工安全事故，提高施工安全系数。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置，能够安装于轨道小平车上，其特征在于，所述便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置包括：定位模块、控制电路板、电源模块、报警模块和壳体，所述定位模块、控制电路板和电源模块均固定安装在壳体内，所述电源模块分别与定位模块、控制电路板和报警模块电连接且用于为定位模块、控制电路板和报警模块提供工作时所需的电能；

所述定位模块采用uwb定位技术，其用于发送测距指令信号和接收终端对该测距指令信号的响应信号，并根据定位模块从发送测距指令信号到接收到响应信号所用的时长乘以光速来计算获取定位模块与所述接收终端之间的距离，且所述定位模块与控制电路板电连接并用于将计算获取的距离信息传递给控制电路板；

所述控制电路板用于将定位模块传递给它的距离信息与它内部的预设距离信息进行比较并得到比较结果，所述控制电路板与报警模块电连接且用于根据所述比较结果控制报警模块工作。

上述的一种便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置，其特征在于：所述定位模块还可用于接收所述测距指令信号并根据测距指令信号发送相应的响应信号。

上述的一种便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置，所述终端为安装在轨道小平车上的便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置或定位网系统中用于接收测距指令信号和发送响应信号的固定终端。

上述的一种便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置，其特征在于：电源模块为锂离子电池组。

上述的一种便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置，其特征在于：所述报警模块包括声音报警装置和光线报警装置，所述声音报警装置与控制电路板电连接且能够在控制电路板的控制下发出报警声响或者语音提示；

所述光线报警装置与控制电路板电连接且能够在控制电路板的控制下通过光线的强弱、明暗、闪烁或颜色变化发出报警提示。

上述的一种便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置，其特征在于：所述声音报警装置为喇叭或蜂鸣器，所述声音报警装置设置在壳体内或设置在所述轨道小平车上。

上述的一种便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置，其特征在于：所述光线报警装置为led灯、led灯带或旋转警示灯，所述光线报警装置设置在壳体内或设置在所述轨道小平车上。

上述的一种便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置，其特征在于：所述便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置可拆卸的安装在所述轨道小平车上。

上述的一种便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置，其特征在于：所述便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置通过强力磁铁吸附或螺栓可拆卸的固定在所述轨道小平车上。

上述的一种便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置，其特征在于：所述便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置通过焊接或胶粘固定在所述轨道小平车上。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型采用uwb定位技术，由于uwb信号具有高的定位精度，其定位精度可小于0.5米。

2、本实用新型采用uwb定位技术，由于uwb信号具有较好的实时性和有非常强的穿透力，其探测范围广，反应灵敏，可及时准确的探测到附近装有该装置的车辆，及时提醒工作人员避让。

3、本实用新型过定位模块和报警模块可提醒作业人员注意避让附近安装有同样定位模块的轨道车或轨道小平车上，减少轨道施工安全事故，提高施工安全系数。

4、本实用新型采用声响、警示灯两种形式及时提醒施工人员，警示提醒的有效性高。

5、本实用新型通过与车体的可拆卸安装，便于易于携带和安装，同时可采用磁铁吸附、胶粘、螺纹连接等多种方式固定在轨行区施工设备上。

下面通过附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图。

图2为本实用新型控制电路板的电路图。

图3为本实用新型定位模块的电路图。

附图标记说明：

1—定位模块；2—控制电路板；3—电源模块；

4—报警模块；5—壳体。

具体实施方式

以下将通过实施方式详细地描述本实用新型提供的一种便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，并不构成对本实用新型的限定。

如图1所示，本实施例中的一种便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置，能够安装于轨道小平车上，该便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置包括：定位模块1、控制电路板2、电源模块3、报警模块4和壳体5，所述定位模块1、控制电路板2和电源模块3均固定安装在壳体5内，所述电源模块3分别与定位模块1、控制电路板2和报警模块4电连接且用于为定位模块1、控制电路板2和报警模块4提供工作时所需的电能；

所述定位模块1采用uwb定位技术，其用于发送测距指令信号和接收终端对该测距指令信号的响应信号，并根据定位模块1从发送测距指令信号到接收到响应信号所用的时长乘以光速来计算获取定位模块1与所述接收终端之间的距离，且所述定位模块1与控制电路板2电连接并用于将计算获取的距离信息传递给控制电路板2；

所述控制电路板2用于将定位模块1传递给它的距离信息与它内部的预设距离信息进行比较并得到比较结果，所述控制电路板2与报警模块4电连接且用于根据所述比较结果控制报警模块4工作。

本实用新型通过在轨道小平车上设置定位模块1、控制电路板2、电源模块3和报警模块3。其定位模块1采用uwb定位技术。uwb是近年来新兴的一项全新的、与传统通信技术有极大差异的通信无线新技术。它不需要使用传统通信体制中的载波，而是通过发送和接受具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从而具有3.1～10.6ghz量级的带宽。其传输速率高，发射功率较低，穿透能力较强并且是基于极窄脉冲的无线技术，无载波。正是这些优点，使它在室内定位领域得到了较为精确的结果。超宽带室内定位技术常采用tdoa演示测距定位算法，就是通过信号到达的时间差，通过双曲线交叉来定位的超宽带系统包括产生、发射、接受、处理极窄脉冲信号的无线电系统。而超宽带室内定位系统则包括uwb接收器、uwb参考标签和主动uwb标签。定位过程中由uwb接收器接收标签发射的uwb信号，通过过滤电磁波传输过程中夹杂的各种噪声干扰，得到含有效信息的信号，再通过中央处理单元进行测距定位计算分析。通过定位模块1可以检测轨道小平车的位置。本实用新型中的定位模块1主芯片是采用dw1000芯片。其pcb电路图如图3所示。在图3中u2为定位模块主芯片，通过外接天线e1与外部定位基站进行数据交互，实现定位算法，并将定位数据实时发送到2.4g射频模块。u12(ams1117-1.8)为芯片1.8v供电芯片。u11.u13反相逻辑器与q1.q2三极管实现dw1000的3.3v控制信号到5v的电平转换。此模块的核心功能就是实现定位算法，得到实时定位数据。

本实用新型中控制电路板2采用多路di/do控制电路设计，用于接收定位模块1检测到的轨道小平车的位置信息，并根据轨道小平车的位置信息，控制报警模块4发出报警，提醒人员注意，减少安全事故的发生。控制电路板2通过电源模块3供电。控制电路板2的pcb图如图2所示。在图2中u3为2.4g射频模块，负责将定位数据上传至后台服务器，同时接收系统的控制指令。led5是u3的运行指示灯，能实时指示u3的工作状态。jt1为u3程序烧录调试接口，用于程序的更新升级。j2与j3为两路数字开关输出接口，用于控制外部告警灯和报警器或其他联动设备。j4为两路预留数字开关输入接口，采集外部数字开关信号给主控芯片，更好地满足系统扩展需求。整个控制系统工作原理简单明了：u3将定位模块的定位数据实时的上传至后台服务器，后台服务器通过一系列算法得到小平车的具体位置，当服务器发现小平车与其他定位终端(轨行机车、工人，吊车等)的位置存在碰撞隐患时，服务器将下发控制指令，u3收到系统下达的控制指令时，将随即播报告警信息，并控制外部告警灯闪烁、报警器报警。

同时本实用新型的定位模块1的无线定位功能，可以联入定位网络系统，最终在行车调度系统上反映出该装置的实时位置，为合理调度提供依据。

本实施例中，所述定位模块1还可用于接收所述测距指令信号并根据测距指令信号发送相应信号。本实用新型的定位模块1主要依托于tof飞行时间测距方法，属于双向测距技术，uwb模块测距是通过uwb信号在两个模块之间来回传播所用的时间乘以光速的方式实现的，具体计算公式：距离＝tof×c(光速)。因此，uwb定位模块既可脱离隧道定位网络工作，可检测到1km范围内的其他装有该装置车辆。并根据预先设定通过控制电路板2控制报警模块3提醒人员注意附近车辆，做出提前避让，减少安全事故的发生。

本实用新型是根据轨道工程施工的特点，提供了一种能够减少轨道施工安全事故，能够提高施工安全系数，且结构简单、安装方便、精度高的便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置。该装置能够进行施工现场轨道车与小平车距离警告提醒，有利于大幅度降低施工安全风险，在轨道交通建设中具有广阔的推广应用价值。

本实施中，所述终端为安装在轨道小平车上的便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置或定位网系统中用于接收测距指令信号和发送响应信号的固定终端。

本实用新型中通过某一个轨道小平车上便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置上的定位模块1向同样处在轨道上运行的另一辆轨道小平车上或轨道车上便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置上的定位模块发送测距指令信号，另一辆轨道小平车上便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置上的定位模块接收到测距指令信号后发出响应信号，发送测距指令信号的定位模块接收响应信号，发送测距指令信号的定位模块利用uwb信号在两个模块之间来回传播所用的时间乘以光速来计算获取两辆轨道小平车之间的距离。

本实用新型中通过某一个轨道小平车上便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置上的定位模块1向定位网系统中的固定终端发送测距指令信号，固定终端接收到测距指令信号后发送响应信号，轨道小平车上便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置上的定位模块1接收到响应信号后，通过传播所用时间乘以光速来计算出定位模块1与定位网系统中的固定终端之间的距离，通过设置多个固定终端，我们就可实现对轨道小平车上便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置上的定位模块1在平面或者空间内的准确定位。同时，可以将定位信息接入行车调度系统及车辆管理系统中，方便调度和管理车辆。

本实施例中，所述电源模块3为锂离子电池组。锂离子电池组其体积小、容量高、重量轻、能够在-20℃～+55℃的环境温度下工作，适应能力强。

本实施例中，报警模块4包括，声音报警装置和光线报警装置，所述声音报警装置与控制电路板2电连接且能够在控制电路板2的控制下发出报警声响或者语音提示；

所述光线报警装置与控制电路板2电连接且能够在控制电路板2的控制下通过光线的强弱、明暗、闪烁或颜色发出报警提示。

本实施例中，所述声音报警装置为喇叭或蜂鸣器，所述声音报警装置设置在壳体5内或设置在所述轨道小平车上。

本实施例中，所述光线报警装置为led灯、led灯带或旋转警示灯，所述光线报警装置设置在壳体5内或设置在所述轨道小平车上。

将声音报警装置和光线报警装置设置在轨道小平车车体易于引起注意的地方，即使在隧道内嘈杂或光线昏暗的环境下也能够快速的引起作业人员的注意，避免事故的发生。

本实施中，所述便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置可拆卸的安装在所述轨道小平车上。

本实施例中，所述便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置通过强力磁铁吸附或螺栓可拆卸固定在所述轨道小平车上。

本实施例中，所述便携式智能轨道小平车定位及声光报警装置通过焊接或胶粘固定固定在所述轨道小平车上。

本实用新型的工作原理为：本实用新型的定位模块1，采用uwb定位技术。其主要依托于tof飞行时间测距方法，属于双向测距技术，定位模块1是通过uwb信号在两个定位模块之间来回传播信号所用的时间乘以光速的方式实现的，具体计算公式：距离＝tof×c(光速)。因此，uwb定位模块既可脱离隧道定位网络工作，可检测到1km范围内的其他装有该装置车辆。并根据预先设定通过控制电路板2控制报警模块3提醒人员注意附近车辆，做出提前避让，减少安全事故的发生。同时，因为uwb具有较好的实时性、有非常强的穿透力和高精度的定位性。所以可很好的适应隧道内的定位需求。

在本实用新型中，还可以在隧道内设置多个规定的定位终端，通过定位模块1向定位终端发送测距指令信号，定位终端发送响应信号，定位模块1接收响应信号，计算获取定位模块1距离定位终端的距离，通过获取定位模块1到多个已知位置的定位终端的距离，接可通过计算获取定位模块1在轨道上的具体位置，实现准确定位。同时该定位信息也可传输给定位网络系统或行车调度系统，形成与定位网络系统或行车调度系统信息交换，实现定位网络系统或行车调度系统的实时监控、智能调度、报警信息传达等功能。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。