一种基于LoRa无线技术的接触网开关监控系统技术方案

本实用新型专利技术提供的一种基于LoRa无线技术的接触网开关监控系统，包括：监控子站、监控主站和LoRa通信子系统，LoRa通信子系统包括位于监控主站的LoRa网关和位于监控子站的LoRa终端；监控主站包括通讯前置机、电脑、牵引供电运动设备和电源模块，监控子站包括接触网开关受控单元和接触网开关电动操作机构；本实用新型专利技术解决了现有技术存在的现有的通过有线方式连接施工量大和成本高的问题。

A Contact Switch Monitoring System Based on LoRa Wireless Technology

The utility model provides a monitoring system for OCS switch based on LoRa wireless technology, which comprises a monitoring sub-station, a monitoring master station and a LoRa communication sub-system. The LoRa communication sub-system includes a LoRa gateway located at the monitoring master station and a LoRa terminal located at the monitoring sub-station. The monitoring master station includes a communication front-end, a computer, a traction power supply motion equipment and a power supply module, and the Monitoring Sub-station includes a connection. The utility model solves the problems of large amount of construction and high cost of existing wired connection in the prior art, such as the controlled unit of the contact network switch and the electric operation mechanism of the contact network switch.

【技术实现步骤摘要】
一种基于LoRa无线技术的接触网开关监控系统
本技术属于电气系统
，具体涉及一种基于LoRa无线技术的接触网开关监控系统。
技术介绍
铁道接触网电动开关是牵引供电系统的重要部件，做到安全的实现接触网开关的准确分合，是保证电气化铁路运营安全和操作维护人员人身安全的必要条件，铁道接触网开关监控系统大多采用光纤或电缆直接控制方式，由于光纤铺设施工量大，出现断裂，故障处理麻烦，特别是站场股道多，过股道铺设光纤和处理故障更加困难。同时光纤在极寒地区，容易断裂，严重影响监控系统的通信。电缆直接控制方式虽然在极寒地区不容易断裂，但是同样存在施工量大，投资大，加之电磁干扰影响控制稳定性。铁道接触网开关监控系统采用无线方式比较少，无线系统主要采用数字电台、GSM-R、3G/4G的方式，由于其能耗高，成本高、易受干扰，只能满足专用调度和控制需求。随着通信技术和物联网技术的发展，产生一种新的低功耗广域LoRa无线通信技术，实现了基于1GHz以下的超长距低功耗数据传输技术，接收灵敏度改善了20db以上，这确保了网络连接可靠性。使用线性调频扩频调制技术，即保持了像FSK(频移键控)调制相同的低功耗特性，又明显地增加了通信距离，同时提高了网络效率并消除了干扰，实现双向数据传输。可以自己组网，建立自己的基站，全球免费频段运行，维护和运营费用低。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本技术提供的一种节约成本投入、安全性高的基于LoRa无线技术的接触网开关监控系统，减少了施工量，提高了监控系统的通信质量和控制稳定性，保证了接触网开关的安全运行，解决了现有的通过有线方式连接施工量大和成本高的问题。为了达到上述专利技术目的，本技术采用的技术方案为：一种基于LoRa无线技术的接触网开关监控系统，包括：监控子站、监控主站和LoRa通信子系统，监控主站通过LoRa通信子系统与监控子站通信连接；LoRa通信子系统包括位于监控主站的LoRa网关和位于监控子站的LoRa终端；监控主站包括通讯前置机、电脑、牵引供电运动设备和电源模块，通讯前置机分别与LoRa网关、电脑和牵引供电运动设备通信连接，电源模块分别与通讯前置机、LoRa网关、电脑和牵引供电运动设备电性连接；监控子站包括接触网开关受控单元和接触网开关电动操作机构，接触网开关受控单元分别与接触网开关电动操作机构和LoRa终端通信连接。进一步地，LoRa终端为金属封闭式盒体，其盒体内部设置有无线收发模块，并设置有与无线收发模块通信连接的SMA接口。进一步地，接触网开关受控单元的com口通过RS232串口与LoRa终端的com口通信连接；SMA接口设置有外置天线，LoRa终端通过SMA接口和外置天线与LoRa网关无线通信连接；通讯前置机的com1接口通过RS232串口与LoRa网关的com口通信连接；通讯前置机的com2接口通过RS232串口与电脑的com口通信连接；通讯前置机的LAN接口与牵引供电运动设备通信连接。进一步地，接触网开关受控单元的遥信YX端子和遥控YK端子分别对应与接触网开关电动操作机构的遥信YX端子和遥控YK端子通信连接。进一步地，监控主站的型号为QL-JKK-02E。进一步地，牵引供电运动设备的型号为GM-60000DAS。进一步地，LoRa网关的型号为F8916-L。进一步地，LoRa终端的型号为F8L10D-E-MS-N。进一步地，接触网开关电动操作机构的型号为MR41R。进一步地，接触网开关受控单元的型号为QL-JKK-9A-02M。本方案的有益效果为：本技术提供了一种全新的基于LoRa无线技术的接触网开关监控系统，解决了现有的通过有线方式连接施工量大，成本高的问题；明显缩短了设备建设的工期，降低了施工难度，极大地提高了设备安全运行的周期，保证了接触网开关的安全运行，降低了设备使用维修费用和人工成本。附图说明图1为基于LoRa无线技术的接触网开关监控系统结构框图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本技术作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。如图1所示，一种基于LoRa无线技术的接触网开关监控系统，包括：N个监控子站、监控主站RTU和LoRa通信子系统，监控主站通过LoRa通信子系统与监控子站通信连接；监控主站的型号为QL-JKK-02E，LoRa通信子系统包括位于监控主站的N个LoRa网关和位于监控子站的N个LoRa终端；LoRa终端的型号为F8L10D-E-MS-N，LoRa网关的型号为F8916-L；监控主站包括通讯前置机、电脑、牵引供电运动设备和电源模块，通讯前置机分别与LoRa网关、电脑和牵引供电运动设备通信连接，电源模块分别与通讯前置机、LoRa网关、电脑和牵引供电运动设备电性连接；牵引供电运动设备的型号为GM-60000DAS，电脑为型号TCP1561的触摸电脑；通讯前置机com1接口与LoRa网关的com有线连接，以串口的方式接入LoRa无线网络，与现场的接触网开关受控单元建立无线数据传输通道，实现监控主站RTU和现场接触网开关受控单元之间的遥控、遥信数据信息的实时传输；通讯前置机的com2口通过RS232串口与触摸电脑的com口连接，实现数据的传输，在触摸电脑中的人机界面监控软件中显示解除开关的遥信状态和发出控制命令；监控子站包括接触网开关受控单元RRTU和接触网开关电动操作机构，接触网开关受控单元分别与接触网开关电动操作机构和LoRa终端通信连接，接触网开关受控单元采集接触网开关状态，使用控制接触网开关电动操作机构接触网开关动作；接触网开关受控单元的com口通过RS232串口与LoRa终端的com口通信连接，实现数据交换；接触网开关受控单元的型号为QL-JKK-9A-02M，接触网开关电动操作机构的型号为MR41R；接触网开关受控单元的遥信YX端子和遥控YK端子分别对应与接触网开关电动操作机构的遥信YX端子和遥控YK端子通信连接；本实施例中，LoRa终端为金属封闭式盒体，其盒体内部设置有无线收发模块，并设置有与无线收发模块通信连接的SMA接口，SMA接口设置有外置天线，LoRa终端通过SMA接口和外置天线与LoRa网关无线通信连接；通讯前置机的LAN接口与牵引供电运动设备通信连接，通过铁路专用网络，与牵引供电远动设备连接，实现远方调度对接触网开关的远程控制。本实施例中，采用LoRa无线技术进行控制信息的传输方式，由于LoRa无线技术安全可靠的传输特点，因此可以使用远端主站控制人员在接触网开关的分/合控制过程中，通过开关位置遥信状态确认接触网开关是否准确分/合到位，从而可以保证供电安全运行，较少因接触网开关操作过程中分/合信号延时而造成的误操作问题，提高了安全性。本实施例中，接触网开关操作采用的动作顺序为：监控主站通过通信传输数据的方式向被控接触网开关受控单元发出控制分/合的命令，被控接触网开关受控单元收到命令后，控制电动操作机构转动接触网开关的动作臂实现分/合动作，接触网开关动作臂转动到准确位置后，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于LoRa无线技术的接触网开关监控系统，其特征在于，包括：监控子站、监控主站和LoRa通信子系统，所述监控主站通过LoRa通信子系统与监控子站通信连接；所述LoRa通信子系统包括位于监控主站的LoRa网关和位于监控子站的LoRa终端；所述监控主站包括通讯前置机、电脑、牵引供电运动设备和电源模块，所述通讯前置机分别与LoRa网关、电脑和牵引供电运动设备通信连接，所述电源模块分别与通讯前置机、LoRa网关、电脑和牵引供电运动设备电性连接；所述监控子站包括接触网开关受控单元和接触网开关电动操作机构，所述接触网开关受控单元分别与接触网开关电动操作机构和LoRa终端通信连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于LoRa无线技术的接触网开关监控系统，其特征在于，包括：监控子站、监控主站和LoRa通信子系统，所述监控主站通过LoRa通信子系统与监控子站通信连接；所述LoRa通信子系统包括位于监控主站的LoRa网关和位于监控子站的LoRa终端；所述监控主站包括通讯前置机、电脑、牵引供电运动设备和电源模块，所述通讯前置机分别与LoRa网关、电脑和牵引供电运动设备通信连接，所述电源模块分别与通讯前置机、LoRa网关、电脑和牵引供电运动设备电性连接；所述监控子站包括接触网开关受控单元和接触网开关电动操作机构，所述接触网开关受控单元分别与接触网开关电动操作机构和LoRa终端通信连接。2.根据权利要求1所述的基于LoRa无线技术的接触网开关监控系统，其特征在于，所述LoRa终端为金属封闭式盒体，其盒体内部设置有无线收发模块，并设置有与所述无线收发模块通信连接的SMA接口。3.根据权利要求2所述的基于LoRa无线技术的接触网开关监控系统，其特征在于，所述接触网开关受控单元的com口通过RS232串口与LoRa终端的com口通信连接；所述SMA接口设置有外置天线，LoRa终端通过SMA接口和外置天线与LoRa网关无线通信连接；所述通讯前置机的com1接口通过RS232串口与LoRa网关的com...

【专利技术属性】
技术研发人员：林贞礼，张玉环，符蓉，王建章，
申请(专利权)人：四川汇友电气有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51