一种用于检测列车接近的无线装置及其工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于检测列车接近的无线装置，其包括：传感器模块、整流升压模块、稳压模块、储能模块、阻抗变换器模块、程控放大器模块、信号处理模块、微控制器模块、射频模块，传感器模块用于将列车到来时相邻轨道连接处所产生的形变转化为交流低压电信号，整流升压模块用于将传感器模块产生的交流低压电信号转换成直流低压电信号，将该直流低电压信号进行升压处理，以得到升压后的直流电信号，并将升压后的直流电信号中的一路传送到稳压模块，另一路传送到阻抗变换器模块。本发明专利技术能解决现有列车接近检测装置需要走线和埋线而导致施工量大、以及出现故障时无法实现自检从而容易引起铁路安全事故的技术问题。

A wireless device for detecting train approaching and its working method

The invention discloses a wireless device for detecting train approaching, which includes sensor module, rectifier boost module, voltage stabilization module, energy storage module, impedance converter module, programmable amplifier module, signal processing module, microcontroller module and radio frequency module. The sensor module is used to convert the deformation generated at the adjacent track connection when the train arrives into AC low. Piezoelectric signal, rectifier boost module is used to convert AC low voltage electrical signal generated by sensor module into DC low voltage electrical signal. The DC low voltage signal is boosted to obtain DC electric signal after boosting. One of the DC electric signals after boosting is transmitted to the voltage stabilizer module, and the other is transmitted to the impedance converter module. The invention can solve the technical problems that the existing train proximity detection device needs routing and burying wires, which leads to large construction volume, and fails to realize self-inspection when a fault occurs, thus easily causing railway safety accidents.

【技术实现步骤摘要】
一种用于检测列车接近的无线装置及其工作方法
本专利技术属于铁路运营安全
，更具体地，涉及一种用于检测列车接近的无线装置及其工作方法。
技术介绍
在当前铁路信息化建设的快速发展下，在铁路运营防护中广泛使用到了列车接近报警系统，其通过使用列车接近检测装置(如磁钢传感器)来检测列车是否到来，从而提醒铁路现场的工作人员注意避让，从而避免列车撞人事故的发生。然而，现有的列车接近检测装置存在一些不可忽略的技术问题：首先，列车接近检测装置和列车接近报警系统之间通常采用有线方式连接，在施工现场需要走线、埋线，施工量非常大；此外，这种列车接近检测装置一般无法进行自检，当其自身发生损坏后，无法及时发出损坏信息，从而导致列车接近报警系统无法检测到火车的到来，造成非常大的安全隐患。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种用于检测列车接近的无线装置及其工作方法，其目的在于：解决现有列车接近检测装置需要走线和埋线而导致施工量大、以及出现故障时无法实现自检从而容易引起铁路安全事故的技术问题。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种用于检测列车接近的无线装置，其包括：传感器模块、整流升压模块、稳压模块、储能模块、阻抗变换器模块、程控放大器模块、信号处理模块、微控制器模块、射频模块，传感器模块用于将列车到来时相邻轨道连接处所产生的形变转化为交流低压电信号，整流升压模块用于将传感器模块产生的交流低压电信号转换成直流低压电信号，将该直流低电压信号进行升压处理，以得到升压后的直流电信号，并将升压后的直流电信号中的一路传送到稳压模块，另一路传送到阻抗变换器模块，稳压模块用于对来自于整流升压模块升压后的一路直流电信号进行稳压处理，并将稳压处理后的直流电信号传送到储能模块,从而为该储能模块充电，储能模块用于为无线装置中的其他所有模块供电，阻抗变换器模块用于调节整流升压模块输送到阻抗变换器模块和稳压模块的两路直流电信号的电流值，并将调节后的直流电信号输入程控放大器模块，程控放大器模块用于对来自于阻抗变换器模块的直流电信号进行放大处理，并将放大处理后的直流电信号输入信号处理模块，信号处理模块用于对来自于程控放大器模块的放大处理后的直流电信号进行低通滤波和整形处理，并将处理后的直流电信号输入微控制器模块，微控制器模块用于判断给定时间范围内直流电信号的脉冲个数是否大于等于给定阈值，并在大于或等于时向射频模块发出报警控制指令，射频模块与微控制器模块电连接，用于根据来自微控制器模块的报警控制指令广播报警信息，告知列车到来。优选地，传感器模块可以为压电传感器或振动传感器，交流低电压信号的电压大小为毫伏到伏特级别，阻抗变换器模块为高阻抗输入，低阻抗输出。优选地，程控放大器模块的放大倍数分为高档、中档、以及低档三种，其分别对应于100-1000倍，中档为10-100倍，低档为1-10倍，低通滤波是过滤掉50Hz及以上的信号，整形处理是将滤波后的信号变为矩形波。优选地，射频模块是小功率的射频模块，其通信距离在50m以内，射频模块还用于接收来自于外部的控制指令，并将该控制指令转发给微控制器模块，微控制器模块还用于根据来自射频模块的控制指令执行对应的操作，并存储无线装置自身的ID号、自检信息和来车信息等。优选地，控制指令可以是启动自检指令、查询电量指令、查询传感器模块工作状态指令、超时休眠开/关指令、唤醒指令、休眠指令等。优选地，所述无线装置进一步包括振动器模块，其与传感器模块电连接，用于在无线装置启动自检时产生振动，所述无线装置进一步包括存储模块，其与微控制器模块电连接，用于增加无线装置的存储容量，以防微控制器模块内部存储容量不足。按照本专利技术的另一方面，提供了一种根据权利要求1至7中任意一项所述用于检测列车接近的无线装置的工作方法，包括以下步骤：(1)传感器模块将列车到来时两根轨道连接处所产生的形变转化成交流低压电信号，并将其传送到整流升压模块；(2)整流升压模块将交流低压电信号转换成直流低压电信号，并将该直流低电压信号进行升压处理，以得到升压后的直流电信号，并将升压后的直流电信号中的一路传送到稳压模块，另一路传送到阻抗变换器模块；(3)稳压模块对来自于整流升压模块升压后的一路直流电信号进行稳压处理，并将稳压处理后的直流电信号传送到储能模块,从而为该储能模块充电，同时阻抗变换器模块将经过其的一路直流电信号传送到程控放大器模块；(4)程控放大器模块对来自于阻抗变换器模块的直流电信号进行放大处理，并将放大处理后的直流电信号输入信号处理模块；(5)信号处理模块对来自于程控放大器模块的放大处理后的直流电信号进行低通滤波和整形处理，并将处理后的直流电信号输入微控制器模块；(6)微控制器模块判断给定时间范围内直流电信号的脉冲个数是否大于等于给定阈值，如果是，则向射频模块发出报警控制指令，然后转入步骤(7)，否则继续等待来自信号处理模块的直流电信号。(7)射频模块根据来自微控制器模块的报警控制指令广播报警信息，告知列车到来，过程结束。优选地，所述工作方法进一步包括在步骤(1)之前的如下步骤：A、微控制器模块在无线装置上电时，将程控放大器模块的放大倍数设置为中档，并启动振动器振动；B、微控制器模块判断振动器的振动是否导致传感器模块产生电流脉冲，如果是则进入步骤C，否则增加程控放大器模块的放大倍数，并继续本步骤的判断过程；C、微控制器模块将自检信息进行存储。优选地，所述工作方法进一步包括在步骤(1)之前的如下步骤：A、微控制器模块在接收到来自于外部的自检请求或无线装置被唤醒时，将程控放大器模块的放大倍数设置为中档，并启动振动器振动；B、微控制器模块判断振动器的振动是否导致传感器模块产生电流脉冲，如果是则进入步骤C，否则增加程控放大器模块的放大倍数，并继续本步骤的判断过程；C、微控制器模块将自检信息进行存储，并将存储的自检信息通过射频模块广播发出。优选地，所述工作方法进一步包括在步骤(6)中给定时间范围内直流电信号的脉冲个数大于等于给定阈值的情况下、且进入步骤(7)之前，微控制器模块测量给定时间范围内直流电信号的脉冲宽度，并判断该脉冲宽度是否大于等于一预设阈值，如果大于等于则进入步骤(7)，否则继续等待来自信号处理模块的直流电信号。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：1、本专利技术通过使用射频模块，真正实现了数据的无线传输，从而解决了现有列车接近检测装置因需要走线和埋线所导致的施工不便的技术问题；2、本专利技术可同时实现开机/唤醒时的自检、以及在线自检，从而能够保证无线装置的持续稳定工作，并能及时发现自身出现的故障，避免铁路安全事故的发生；3、本专利技术自身的储能模块能够通过传感器模块生成的直流电信号获取电能，因而本专利技术不需要从装置外部额外供电，并可延长本专利技术装置的连续工作时间；4、本专利技术的微控制器模块可根据射频模块所接收到的不同外部指令进行对应的操作，从而使得本专利技术更加智能化。附图说明图1是本专利技术用于检测列车接近的无线装置的模块示意图。图2是本专利技术用于检测列车接近的无线装置的工作方法的流程图。图3是本专利技术用于检测列车接近的无线装置的安装示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测列车接近的无线装置，包括：传感器模块、整流升压模块、稳压模块、储能模块、阻抗变换器模块、程控放大器模块、信号处理模块、微控制器模块、射频模块，其特征在于，传感器模块用于将列车到来时相邻轨道连接处所产生的形变转化为交流低压电信号；整流升压模块用于将传感器模块产生的交流低压电信号转换成直流低压电信号，将该直流低电压信号进行升压处理，以得到升压后的直流电信号，并将升压后的直流电信号中的一路传送到稳压模块，另一路传送到阻抗变换器模块；稳压模块用于对来自于整流升压模块升压后的一路直流电信号进行稳压处理，并将稳压处理后的直流电信号传送到储能模块,从而为该储能模块充电；储能模块用于为无线装置中的其他所有模块供电；阻抗变换器模块用于调节整流升压模块输送到阻抗变换器模块和稳压模块的两路直流电信号的电流值，并将调节后的直流电信号输入程控放大器模块；程控放大器模块用于对来自于阻抗变换器模块的直流电信号进行放大处理，并将放大处理后的直流电信号输入信号处理模块；信号处理模块用于对来自于程控放大器模块的放大处理后的直流电信号进行低通滤波和整形处理，并将处理后的直流电信号输入微控制器模块；微控制器模块用于判断给定时间范围内直流电信号的脉冲个数是否大于等于给定阈值，并在大于或等于时向射频模块发出报警控制指令；射频模块与微控制器模块电连接，用于根据来自微控制器模块的报警控制指令广播报警信息，告知列车到来。...

【技术特征摘要】
1.一种用于检测列车接近的无线装置，包括：传感器模块、整流升压模块、稳压模块、储能模块、阻抗变换器模块、程控放大器模块、信号处理模块、微控制器模块、射频模块，其特征在于，传感器模块用于将列车到来时相邻轨道连接处所产生的形变转化为交流低压电信号；整流升压模块用于将传感器模块产生的交流低压电信号转换成直流低压电信号，将该直流低电压信号进行升压处理，以得到升压后的直流电信号，并将升压后的直流电信号中的一路传送到稳压模块，另一路传送到阻抗变换器模块；稳压模块用于对来自于整流升压模块升压后的一路直流电信号进行稳压处理，并将稳压处理后的直流电信号传送到储能模块,从而为该储能模块充电；储能模块用于为无线装置中的其他所有模块供电；阻抗变换器模块用于调节整流升压模块输送到阻抗变换器模块和稳压模块的两路直流电信号的电流值，并将调节后的直流电信号输入程控放大器模块；程控放大器模块用于对来自于阻抗变换器模块的直流电信号进行放大处理，并将放大处理后的直流电信号输入信号处理模块；信号处理模块用于对来自于程控放大器模块的放大处理后的直流电信号进行低通滤波和整形处理，并将处理后的直流电信号输入微控制器模块；微控制器模块用于判断给定时间范围内直流电信号的脉冲个数是否大于等于给定阈值，并在大于或等于时向射频模块发出报警控制指令；射频模块与微控制器模块电连接，用于根据来自微控制器模块的报警控制指令广播报警信息，告知列车到来。2.根据权利要求1所述的无线装置，其特征在于，传感器模块可以为压电传感器或振动传感器，交流低电压信号的电压大小为毫伏到伏特级别；阻抗变换器模块为高阻抗输入，低阻抗输出。3.根据权利要求1所述的无线装置，其特征在于，程控放大器模块的放大倍数分为高档、中档、以及低档三种，其分别对应于100-1000倍，中档为10-100倍，低档为1-10倍；低通滤波是过滤掉50Hz及以上的信号，整形处理是将滤波后的信号变为矩形波。4.根据权利要求1所述的无线装置，其特征在于，射频模块是小功率的射频模块，其通信距离在50m以内；射频模块还用于接收来自于外部的控制指令，并将该控制指令转发给微控制器模块；微控制器模块还用于根据来自射频模块的控制指令执行对应的操作，并存储无线装置自身的ID号、自检信息和来车信息等。5.根据权利要求4所述的无线装置，其特征在于，控制指令可以是启动自检指令、查询电量指令、查询传感器模块工作状态指令、超时休眠开/关指令、唤醒指令、休眠指令等。6.根据权利要求1所述的无线装置，其特征在于，所述无线装置进一步包括振动器模块，其与传感器模块电连接，用于在无线装置启动自检时产生振动。所述装置进一步包括存储模块，其与微控制器模块电连接，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洲，江书怡，石英，张宏艳，裴忠惠，李成华，李利军，周孝东，
申请(专利权)人：武汉民大信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42