铁路专用低功耗无线传感器自组网装置制造方法及图纸

一种铁路专用低功耗无线传感器自组网装置，包括微处理器、射频通信模块、传感器采集模块、故障检测电路、报警电路及稳压电路；微处理器与射频通信模块、故障检测电路及报警电路双向连接，且微处理器的输入端与传感器采集模块的输出端连接；稳压电路分别与微处理器、故障检测电路及射频通信模块连接，该装置可满足铁路行业无线监控需求，实现在铁路沿线应用无线监控技术，相比于其传统的有线监控方式，一方面可以降低线路施工和维护成本，另一方面也通过无线传感器网络的“密集监控”特性，保证了线路的安全稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
铁路专用低功耗无线传感器自组网装置
本技术涉信息通讯
，尤其涉及铁路专用低功耗无线传感器自组网装置。
技术介绍
近年来，中国高铁飞速发展，越来越多的场合需要将铁路沿线采集的车辆运行信息、沿线轨道信息和周边环境信息上传控制中心，现有的基于有线组网通信方式设备昂贵、架设施工和维护成本很高，急需一种低成本、低功耗、高可靠无线传感器自组网装置进行替代，如何找到体积较小、安装方便、维护简单、成本低廉的自组网装置，成为目前应用需要解决的问题。因此铁路专用低功耗无线传感器自组网装置应运而生。经对公开专利进行检索，发现与本技术方案最相关的一篇专利：基于自组网技术的低功耗自动气象站系统(CN201621267248.5)公开了一种基于自组网技术的低功耗自动气象站系统，包括传感器模块、定位模块、模数转换模块、数据采集模块、无线通信模块、主控电路、显示模块、能量供应模块；传感器模块和定位模块通过模数转换模块与数据采集模块连接，数据采集模块通过无线通信模块与主控电路进行数据传输交互，数据采集模块、无线通信模块和显示模块均与主控电路连接；主控电路采用ARM11处理器；无线通信模块采用Winer-WBee-M1102；以WBee为基础，在观测地区内搭建自动气象站的无线自组网通信系统，相比较传统气象站通信更加具有实用性；功能强，通过对自动气象站通信系统的改进而改善整个系统的信息传输性能，在传输距离、效率、可靠性等性能方面都有了较大的提升。通过对比分析，申请人认为本方案更适合于铁路专用的通信信号传输，更是采用一套适用于“线型”、“高工作密度”下的无线传感器网络架构，实现铁路行业低成本、低功耗、高可靠无线传感器自组网，特别适用于铁路专用低功耗无线传感器自组网装置，故可以证明其新颖性。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种铁路专用低功耗无线传感器自组网装置，该装置可满足铁路行业无线监控需求，实现在铁路沿线应用无线监控技术，相比于其传统的有线监控方式，一方面可以降低线路施工和维护成本，另一方面也通过无线传感器网络的“密集监控”特性，保证了线路的安全稳定运行。本技术的目的是通过以下技术方案实现的：铁路专用低功耗无线传感器自组网装置，包括微处理器、射频通信模块、传感器采集模块、故障检测电路、报警电路及稳压电路；微处理器与射频通信模块、故障检测电路及报警电路双向连接，且微处理器的输入端与传感器采集模块的输出端连接；稳压电路分别与微处理器、故障检测电路及射频通信模块连接。本技术优选的技术方案为：微处理器采用的CPU型号为STM32F103RC。本技术优选的技术方案为：射频通信模块采用的芯片型号为Si4463。本技术的优点和经济效果是：1、本技术的铁路专用低功耗无线传感器自组网装置采用最新一代射频收发芯片Si4463作为系统的射频方案芯片。依托业界领先的射频软硬件设计能力，可以最大限度的发挥Si4463性能优势。所设计的小型化射频传输设备，输出功率可达理论值的95.5％。射频底层驱动经过优化设计和大量测试，高效可靠。2、本技术的铁路专用低功耗无线传感器自组网装置采用睡眠唤醒机制，利用射频芯片间隔唤醒，在保证系统实时性的情况下，降低系统待机功耗。利用特有的发送应答机制，降低系统在发送数据包(特别是心跳包)时的整体功耗，同时也巧妙的平衡了末端路由节点和中心节点的功耗。使得此传感器网络各点电池平均功耗基本一致，降低了维护的成本。3、本技术的铁路专用低功耗无线传感器自组网装置保证了数据传输实时性，经理论计算，此传感器网络虽然多级串联，且进行了相应的低功耗处理，系统的实时性依然可以很好的满足现有火车运行极速(350公里每小时)下的线路数据传输。附图说明图1为本技术的系统结构图。具体实施方式为能进一步了解本技术的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本技术的保护范围。铁路专用低功耗无线传感器自组网装置，包括微处理器、射频通信模块、传感器采集模块、故障检测电路、报警电路及稳压电路；微处理器与射频通信模块、故障检测电路及报警电路双向连接，且微处理器的输入端与传感器采集模块的输出端连接；稳压电路分别与微处理器、故障检测电路及射频通信模块连接。本技术优选的技术方案为：微处理器采用的CPU型号为STM32F103RC。本技术优选的技术方案为：射频通信模块采用的芯片型号为Si4463。另外，本技术优选的，射频通信模块向路由器发射信号并由路由器将信号传输给外部控制终端，其中优选的，路由器采用定制化的433MHz路由协议。每个路由节点出厂时，自带相应的MAC地址，路由上预留组编号拨码，可对路由进行分组，以便相邻链路不会干扰。分组编号，同时对应相应的频点偏移，共可以设置4位，共16个频段。为更清楚的说明本技术的具体使用方式，下面提供一种实例：本装置的工作原理为：(1)自组网：路由协议可以实现基于节点入网请求和集中器路由判定算法的路由表的全自动建立。实现基于场强判定的路由顺序排列，保证传感器上传数据有序。除设备组装前或施工前设定工作组号外，无需其他施工时的配置操作，降低施工和调试难度。(2)自动跳点：在某节点产生故障时，其上下游节点会依据协议，跳过此节点，并通知集中器设备故障情况。集中器接到故常情况后，产生报警，并自动更新和维护链路组路由表。(3)自动更新维护：在新加入路由节点，或维修补充原有路由节点时，系统可自动判定相关情况，通知集中器相关信息，集中器更新链路路由，并显示和上报。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本技术所附权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁路专用低功耗无线传感器自组网装置，其特征在于：包括微处理器、射频通信模块、传感器采集模块、故障检测电路、报警电路及稳压电路；所述微处理器与射频通信模块、故障检测电路及报警电路双向连接，且微处理器的输入端与传感器采集模块的输出端连接；所述稳压电路分别与微处理器、故障检测电路及射频通信模块连接。

【技术特征摘要】
1.一种铁路专用低功耗无线传感器自组网装置，其特征在于：包括微处理器、射频通信模块、传感器采集模块、故障检测电路、报警电路及稳压电路；所述微处理器与射频通信模块、故障检测电路及报警电路双向连接，且微处理器的输入端与传感器采集模块的输出端连接；所述稳压电路分别与微处理器、故...

【专利技术属性】
技术研发人员：王荃，张天翔，
申请(专利权)人：天津市英实科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12