铁路自然灾害监测系统数据远程传输箱在线电源监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及高速铁路运营监测领域，具体的说，涉及了一种铁路自然灾害监测系统数据远程传输箱在线电源监测装置。


背景技术：

2.高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统是铁路信息系统的重要组成部分，对高速铁路沿线风、雨、雪及上跨公路异物侵限进行监测，为高速铁路运营提供灾害预警、报警信息及运营维护建议。
3.风雨雪设备安装在铁路沿线，数据传输单元安装在风雨雪采集点下接触网杆上，数据传输单元是大风预警、暴雨预警和雪深预警的重要设备，它为风雨雪传感器提供工作电源及数据通道。
4.数据传输单元由开关电源、防雷模块、端子、箱盒组成。
5.在日常维护中，发现数据传输单元在电磁干扰、大电流负载等情况下有可能出现开关电源掉电现象，因为没有线下检测，不好判断故障点，需要在天窗点上道现场检查，造成检查时间长，处理难度大，对现场处理人员要求技术水平高等缺陷。
6.为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种可以远程观察电源和电源模块状态，及时发现故障点，具有及时性优点的铁路自然灾害监测系统数据远程传输箱在线电源监测装置。
8.本申请的基本设计构思在于：在数据传输单元的电源端增加光电转换器，采集电源状态信息，然后通过转换，经原有的通信基站监控主机上传至服务器，再由远程监控的维护终端获取信息，以实现电源状态信息采集的目的。
9.为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种铁路自然灾害监测系统数据远程传输箱在线电源监测装置，包括光电转换器、stm32芯片、td301芯片、通信基站监控主机和防雷组件；
10.所述光电转换器用于连接电源模块以获取电源状态信息；
11.所述光电转换器连接stm 32芯片用于将采集的电源状态信息处理输出为数字信号；
12.所述stm 32芯片连接td301芯片用于将数字信号转换为485信号通过数字电缆传输到通信基站监控主机；
13.所述通信基站监控主机将获得的数据上传至应用服务器，远端的维护终端通过应用服务器实时的获取电源状态信息；
14.所述防雷组件用于保护所述光电转换器、stm32芯片和td301芯片不被雷击。
15.本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型通过光
电转换器采集电源情况，输入stm32芯片处理输出数字信号，再经过td301芯片转换成485信号，通过数字电缆传输到通信基站监控主机。经监控主机处理后，传输到应用服务器，通过铁路局中心服务器将信息分发到维护终端上，由现场的工作人员获取信息，判断是电源掉电发生故障，还是数据传输单元本身发生故障，并作出相应的处理手段。
16.经过加装此设备，可远程实施观察电源和电源模块状态，为维护单位提供维修依据，加快处理问题和降低问题处理难度。
附图说明
17.图1是本实用新型中光电转换器的电路原理图。
18.图2是本实用新型中stm32芯片的电路原理图。
19.图3是本实用新型中td301芯片的电路原理图。
具体实施方式
20.下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
21.如图1-图3所示，一种铁路自然灾害监测系统数据远程传输箱在线电源监测装置，包括光电转换器、stm32芯片、td301芯片、通信基站监控主机和防雷组件。
22.所述光电转换器包括两组并行电路，两组并行电路均包括电源输入端、二极管、光耦和电阻构成的开关量采集电路，两个电源输入端分别连接电源的正负极，它的主要功能是连接电源模块以获取电源状态信息。
23.所述光电转换器连接stm 32芯片用于将采集的电源状态信息处理输出为数字信号，具体的，两组并行电路中的光耦的第四引脚分别连接stm32芯片的pa10和pa9引脚。
24.所述stm 32芯片连接td301芯片用于将数字信号转换为485信号通过数字电缆传输到通信基站监控主机，具体的，所述stm32芯片的pa2和pa3引脚分别连接所述td301芯片的txd和rxd引脚，所述stm32芯片为嵌入式低功耗单片机，所述td301芯片为嵌入式低功耗隔离收发模块。
25.所述通信基站监控主机将获得的数据上传至应用服务器，远端的维护终端通过应用服务器实时的获取电源状态信息。
26.所述防雷组件用于保护所述光电转换器、stm32芯片和td301芯片不被雷击。
27.工作原理：
28.光电转换器的两个输入端口分别连接至数据传输单元的开关电源模块上，实时的对开关电源的状态进行采集，并将采集的信息发送至stm32芯片中，stm芯片利用自身功能将信号转换为数字信号后输出至td301芯片中，再由td301芯片转换为485信号，通过数字电缆传输至通信基站监控主机，借助通信基站监控主机将数据上传至应用服务器，再由铁路局中心服务器分发至维护终端上，由负责该方面工作的工作人员获取信息，及时发现问题，并做出相应的处理手段。
29.具体的，若工作人员发现通讯故障，通过调用该监视装置，发现该监视装置反馈正常，说明电源供电正常，数据传输故障在于传输设备本身；
30.若工作人员发现通讯故障，通过调用该监视装置，发现该监视装置反馈异常，说明电源掉电导致了故障；
31.通过简单的判断过后，即可采取不同的办法来解决问题。
32.该方案解决了传统方式中需要人工现场检查的难题，处理难度大幅减小，有效提高了铁路运行效率，且改造过程不影响现有的风雨雪线路。
33.最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。


技术特征：
1.一种铁路自然灾害监测系统数据远程传输箱在线电源监测装置，其特征在于：包括光电转换器、stm32芯片、td301芯片、通信基站监控主机和防雷组件；所述光电转换器用于连接电源模块以获取电源状态信息；所述光电转换器连接stm 32芯片用于将采集的电源状态信息处理输出为数字信号；所述stm 32芯片连接td301芯片用于将数字信号转换为485信号通过数字电缆传输到通信基站监控主机；所述通信基站监控主机将获得的数据上传至应用服务器，远端的维护终端通过应用服务器实时的获取电源状态信息；所述防雷组件用于保护所述光电转换器、stm32芯片和td301芯片不被雷击。2.根据权利要求1所述的铁路自然灾害监测系统数据远程传输箱在线电源监测装置，其特征在于：所述stm32芯片为嵌入式低功耗单片机。3.根据权利要求1或2所述的铁路自然灾害监测系统数据远程传输箱在线电源监测装置，其特征在于：所述td301芯片为嵌入式低功耗隔离收发模块。4.根据权利要求3所述的铁路自然灾害监测系统数据远程传输箱在线电源监测装置，其特征在于：所述光电转换器包括两组并行电路，两组并行电路均包括电源输入端、二极管、光耦和电阻构成的开关量采集电路。5.根据权利要求4所述的铁路自然灾害监测系统数据远程传输箱在线电源监测装置，其特征在于：两组并行电路中的光耦的第四引脚分别连接stm32芯片的pa10和pa9引脚。6.根据权利要求4所述的铁路自然灾害监测系统数据远程传输箱在线电源监测装置，其特征在于：所述stm32芯片的pa2和pa3引脚分别连接所述td301芯片的txd和rxd引脚。

技术总结
本实用新型提供了一种铁路自然灾害监测系统数据远程传输箱在线电源监测装置，包括光电转换器、STM32芯片、TD301芯片、通信基站监控主机和防雷组件；光电转换器用于连接电源模块以获取电源状态信息；光电转换器连接STM 32芯片用于将采集的电源状态信息处理输出为数字信号；STM 32芯片连接TD301芯片用于将数字信号转换为485信号通过数字电缆传输到通信基站监控主机；通信基站监控主机将获得的数据上传至应用服务器，远端的维护终端通过应用服务器实时的获取电源状态信息；防雷组件用于保护光电转换器、STM32芯片和TD301芯片不被雷击。该装置用于远程对电源模块进行监测，及时发现开关电源掉电现象。关电源掉电现象。关电源掉电现象。


技术研发人员：张颖 卢栋超
受保护的技术使用者：河南辉煌科技股份有限公司
技术研发日：2022.08.10
技术公布日：2023/1/16