一种存储式的高铁电缆温度检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种高铁电缆测温装置，尤其涉及一种存储式高铁电缆温度检测装置。

背景技术：

高铁电缆在长期承受高电压、大电流、连续运行的过程中，出现了散热不均、绝缘老化、接头松动等现象，引起高铁电缆温度异常，造成电缆绝缘性能降低，尤其是电缆接头、电缆排列密集的地方，如不及时处理，过高的温度会导致爆炸。目前大部分铁路局的做法是安排固定的人员手持红外测试设备夜间天窗巡视，一般是在晚上11点至12点之间，周期为一个月一次。由于高铁电缆铺设距离长，范围广，走向复杂，工作量大、繁重致使工作人员劳动强度很大。另外，工作人员巡视的过程中，高铁已经停止运行，测出来的温度必然和高铁负荷运行时的温度有所不同，测出来的数据参考意义并不是很大，即使存在有很多的隐患也十分难发现。目前，相关研究人员对在线、无线的实时监控线路做了一部分研究，但是就现场实际环境来看，高铁电缆皮层具有较好的绝缘性，电缆温度的变化是一个比较缓慢过程，每隔一定的时间采取电缆的温度值就可以到达预防危害的目的，实时监控在一部分地区显得无关紧要，而且实时监控的成本很高。

技术实现要素：

对高铁电缆的温度进行实时监控会产生成本高、距离长、范围广、走向复杂、工作量大、部分路段信号不佳的问题，而且高铁电缆温度变化缓慢，没有必要采用实时监控的方式。本实用新型的目的是提供一种存储式高铁电缆温度检测装置，利用存储设备读取并保存该装置采集的高铁电缆的离散温度数据，方便检测人员提取数据。

为解决以上技术问题，采用了以下技术方案。

一种存储式的高铁电缆温度检测装置，包括：键盘单元、测温单元、时钟单元、主控芯片、供电单元和数据存储单元。所述的数据存储单元包括存储管理芯片和存储介质接口，完成温度数据的读写和存储。

所述的键盘单元输出键盘控制信号给主控芯片；所述的供电单元连接主控芯片，向主控芯片供电；所述的测温单元与主控芯片双向连接，测温单元将温度信号传送给主控芯片，主控芯片向测温单元传送温度采集控制信号；所述的时钟单元与主控芯片双向连接，时钟单元的时钟信号传送给主控芯片，主控芯片向时钟单元传送时钟控制信号；所述的主控芯片与存储管理芯片的一端双向连接，主控芯片传送存储控制命令给存储管理芯片，存储管理芯片反馈存储状态给主控芯片；所述的存储管理芯片的另一端连接存储介质接口，存储管理芯片通过存储介质接口向外部存储器发出读写信号；所述的键盘单元、测温单元、时钟单元、主控芯片、供电单元和数据存储单元设置在金属壳体内，壳体在使用的过程中接地处理，用来屏蔽干扰。

具体地，所述的键盘单元（1）为独立按键，控制检测装置的开关、复位、暂停功能。

具体地，所述的测温单元（2）为数字温度传感器。

具体地，所述供电单元为大容量移动电源。

本实用新型是一种存储式高铁电缆温度检测装置，测温单元采集高铁电缆的温度，形成离散的温度数据存储于连接的存储设备中，方便检测人员提取数据。本实用新型能够有效降低成本，快速投入使用，克服测温系统在特殊地段无法铺设实时监控线路的问题，有效提高特殊地区高铁电缆温度检测的效率和准确性。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：

图1为本实用新型的结构图；

图2为本实用新型的流程图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。

图1为本实用新型的结构图，一种存储式的高铁电缆温度检测装置，包括：键盘单元1、测温单元2、时钟单元3、主控芯片4、供电单元5和数据存储单元。数据存储单元包括存储管理芯片6和存储介质接口7，完成温度数据的读写和存储。

键盘单元1输出键盘控制信号给主控芯片4。供电单元5连接主控芯片4，向主控芯片（4）供电。测温单元2与主控芯片4双向连接，测温单元2将温度信号传送给主控芯片4，主控芯片4向测温单元2传送温度采集控制信号。时钟单元3与主控芯片4双向连接，时钟单元3的时钟信号传送给主控芯片4，主控芯片4向时钟单元3传送时钟控制信号。所述的主控芯片4与存储管理芯片6的一端双向连接，主控芯片4传送存储控制命令给存储管理芯片6，存储管理芯片6反馈存储状态给主控芯片4。存储管理芯片6的另一端连接存储介质接口7，存储管理芯片6通过存储介质接口7向外部存储器发出读写信号。键盘单元1、测温单元2、时钟单元3、主控芯片4、供电单元5和数据存储单元设置在金属壳体内，壳体在使用的过程中接地处理，用来屏蔽干扰。

具体地，键盘单元1为独立按键，控制开关，复位，暂停功能的开闭。

具体地，测温单元2为数字温度传感器，用来测量电缆的温度。选用DS18B20数字温度传感器，DS18B20相对于一般的热敏电阻，优点是可以进行编程，由于数值是数字量，在传输的过程中不易发生失真。另外DS18B20的读取和采集温度都是通过一根总线来完成的，使用非常的方便。单片机控制DS18B20采取温度，根据DS18B20的通讯协议，需要经历一下三个步骤：1.主机读写之前要DS18B20进行复位操作；2.复位成功之后主机发送一条ROM操作指令；3.最后主机发送RAM指令。

具体地，时钟单元3是时钟芯片，为装置提供时间。选用DS1302，这是一种高性能、低功耗的实时时钟芯片，附加31字节静态RAM，采用SPI三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和RAM数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小于31天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。工作电压宽达2.5～5.5V。采用双电源供电（主电源和备用电源），可设置备用电源充电方式，提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。

具体地，所述数据存储单元用于单片机系统快速读写U盘或SD卡中的文件。采用CH376，工作方式上：支持主机（master）模式和设备(slave)模式，可以灵活地切换两种工作模式，非常方便用于控制U盘；通信方式上：可以实现1.5Mbps低速通信和12Mbps全速通信；数据传输方式上：支持控制传输、批量传输以及中断传输；硬件方面：提供了8位并行接口，SPI接口，串行接口，可以根据单片机资料灵活使用；在文件管理方面：有FAT32、FAT16以及FAT12多种文件系统管理固件，可以通过主机直接发送命令，来实现对文件的一系列的操作，如创建、删除、读写，CH376在U盘连接方式上提供了两种方式：扇区读写和字节读写文件在兼容性方面：CH376兼容USB2.0，USB3.0，可选择3V、3.3V以及5V电源供电，工作在设备方式兼容同CH372，工作在主机方式兼容CH375，这使得CH376应用范围非常广泛。本装置中CH376与主控芯片通过SPI的方式进行通信，并以字节的方式读写U盘中的数据。

主控芯片4为单片机微处理器，实现对整个装置的控制, 系统的处理器采用IAP15W4K61S4-30I-LQFP44，用户可以将用户程序区的程序FLASH当EEPROM使用，且优先使用外部晶振，当外部没有晶振时自动切换到内部24MHZ时钟。该单片机为1T 8051单片机，同样的工作频率速度是普通8051的8~12倍，其工作电压为5.5~2.5V, SRAM空间大小为4K字节，程序空间为61K,有四组高速异步串行通信接口UART和SPI、内部EEPROM、A/D转换、工作频率可以到达30MHZ,为工业级芯片，温度范围在-40~85℃，管脚数为44。

具体地，所述供电单元为大容量可充电移动电源，所述可充电电源固定在壳体内，防止电源在使用的过程中被干扰以及接触不良。

如图2，装置上电之后，开始数据存储单元初始化、测温单元初始化、时钟单元初始化、如果初始化不成功，重复该操作，直到成功为止。初始化的过程中完成以下事情，存储管理芯片完成和主控芯片之间的通信测试；测温单元初始化，包括温度传感器初始化，开始温度测量。如果第一次上电，向时钟单元写入时间和日期，时钟单元（DS1302）由双电源供电，当外部电源断电之后，内部电源仍然可以计时，系统后续过程中就不需要重新写入时间日期等信息，避免了复杂的设计。初始化完成之后等待U盘的接入，如果U盘接入，执行后续操作，否则继续等待。U盘接入成功之后，创建文件，然后打开文件，并启动温度检测，将此时测到的温度、时间、日期写入U盘中，格式为XLS。随后，再次检测通讯，如果通讯正常，检测外部中断按键是否按下，如果没有按下，表示一切正常，重复以上操作，继续测量温度，一直到通讯出现故障或者外部中断停止按键按下为止。