一种基于物联网的应答器监测防护装置制造方法及图纸

一种基于物联网的应答器监测防护装置，实现对分散安装的室外应答器进行实时监测、监测信息远程可靠传输、设备自供电及外部异物撞击防护，同时解决设备分散安装电能供电不方便，监测信息远程传输不方便，安装、维护工作量大、投资维护成本高等问题。该装置包括应答器监测单元、电能供电单元、防护单元；所述应答器监测单元与电能供电单元进行电连接；应答器监测单元监测信息通过内部物联网通信模块传输至远端管理服务器。本实用新型专利技术优点：采用低功耗物联网通信模块、多种自供电方式及防护装置，实现不同应用场景设备自主供电、室外应答器实时监测、信息远程传输及被测设备防护等。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的应答器监测防护装置
本专利技术属于铁路行业信号设备监测
，特别是涉及一种基于物联网的应答器监测防护装置。
技术介绍
随着物联网通信技术、能量转换技术等快速发展，铁路行业信息化水平也在快速逐年提升；在铁路行业应答器信号监测方面，由于应答器室外安装位置比较分散，同时受制于通信传输技术，铁路室外环境复杂性，设备安装施工难度大，施工和维护成本高，设备供电不方便等因素影响，对室外应答器信号设备实时监测一直发展比较缓慢。近年来，随着物联网通信技术发展，目前三大通信运营商的物联网NB-IOT网络都已逐步投入使用，物联网的覆盖已经基本达到运用的条件。NB-IoT(NarrowBandInternetofThings,简称NB-IoT)是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)或窄带物联网。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。目前对室外应答器监测方案主要有三种，第一种采用便携式应答器监测装置，通过人工到现场对应答器进行监测然后将监测信息通过转储接口或无线传输至室内管理服务器；第二种通过车载设备对应答器进行动态监测，然后传输至地面服务器进行信息管理；第三种将室外应答器监测装置安装在应答器下面，采集应答器信号信息及报文信息，然后通过信号传输电缆将监测信息传输至室内监测设备，应答器监测装置供电由室内设备提供。以上三种方案存在主要问题：方案一和方案二主要存在问题是应答器状态不能实时监测，不能及时发现应答器故障，当车载设备接收不到应答器报文信息时不利于实时分析应答器发生故障原因；方案三优点可以对应答器进行实时监测，但是增加信号监测传输电缆，设备安装、电缆施工及防护工程量较大，设备调试及后期维护工作量较大，项目整体投资费用、维护成本较高。另外，现有安装的应答器仅对应答器进行固定，对异物撞击没有相关防护措施，当冬季来临时容易受到车底冰块脱落击打损坏。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于物联网的应答器监测防护装置，实现对分散安装的室外应答器进行实时监测、监测信息远程可靠传输、设备自供电及外部异物撞击防护；同时解决设备分散安装电能供电不方便，监测信息远程传输不方便，安装、维护工作量大、投资维护成本高等问题。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于物联网应答器监测防护装置，包括应答器监测单元、电能供电单元、防护单元；所述应答器监测单元与电能供电单元进行电连接；所述应答器监测单元内部嵌有物联网通信模块，应答器监测单元通过物联网通信模块与远端管理服务器建立无线通信连接并进行双向信息传输；所述应答器监测单元，通过无线方式监测应答器报文信息、应答器发射信号载波信息、车载设备传输射频能量载波信息；同时，能够通过物联网通信模块接收远端管理服务器传输指令信息，并对应答器设备状态信息、应答器报文信息进行不定时监测，监测信息通过物联网通信模块传输至远端管理服务器；所述电能供电单元，用于将太阳能、振动、温差、射频能量及电磁能等不同能量转换为电能，或采用独立电池组，提供给监测防护装置电子设备供电；所述防护单元，用于防护异物从侧面击打被监测的应答器。进一步地，所述应答器监测单元，包括处理模块、信号监测模块、发射模块、接收模块、天线模块、传输模块；所述信号监测模块、发射模块、接收模块、天线模块、传输模块之间通过PCB板布线相连接；所述天线模块，用于接收发射模块传输能量信号并发射至被监测应答器，接收无线射频信号并传输至接收模块；具体列车经过时，接收车载设备发射27Mhz射频信号经接收模块传输至信号监测模块；当被测应答器启动后工作时，接收应答器发射信号并传输至接收模块；所述信号监测模块，用于监测车载设备、被测应答器及发射模块发射的信号频率、能量；所述发射模块，用于产生27Mhz能量信号并通过天线模块发射至被测应答器；所述接收模块，用于对接收应答器FSK信号进行解码，然后传输至处理模块；同时将天线模块接收信号透明传输至信号监测模块；所述处理模块，用于对各模块传输信号进行处理，同时将处理后信息通过传输模块传输至远端管理服务器；所述传输模块，采用物联网无线通讯技术，用于将应答器监测装置与远端管理服务器建立无线通信连接并进行实时数据传输；优选地，所述传输模块采用NB-IOT传输模块。进一步地，所述电能供电单元，根据能量输入方式包括太阳能输入、振动能量输入、射频信号能量输入、温差能量输入、电磁场能量输入及电池组直供输入；所述电能供电单元，根据不同应用场景可以采用其中一种或多种组合方式进行能量输入并给设备供电。方式一，采用太阳能作为能量输入时，所述电能供电单元包括太阳能接收模块、能量控制模块、储能模块；所述太阳能接收模块与能量控制模块进行电连接；所述能量控制模块与储能模块进行电连接；所述太阳能接收模块，采用太阳能电池板，用于将接收太阳光能量转换为电能；所述能量控制模块，为太阳能控制器，用于将太阳能电池板输出电能转换为储能模块所需输入电压，同时进行充电保护、过载放电保护；所述储能模块，为专用电池组，用于将转换后电能进行存储，并提供应答器监测装置电子设备供电。方式二，采用振动作为能量输入时，所述电能供电单元，包括振动式能量收集模块、能量控制模块、储能模块；所述振动式能量收集模块与能量控制模块进行电连接；所述能量控制模块与储能模块进行电连接；所述振动式能量收集模块，用于采集振动能量并转换为电能；所述能量控制模块，用于将振动式能量收集模块输入电能转换为电池组所需的输入电压，同时进行充电保护、过载放电保护；所述储能模块，为专用电池组，用于电能存储，并提供应答器监测装置电子设备供电。方式三，采用射频信号作为能量输入时，所述电能供电单元包括天线模块、转换模块、储能模块；所述天线模块与转换模块相连接；所述转换模块与储能模块相连接；所述天线模块，用于接收外部射频信号并转换为电信号；所述转换模块，用于将天线模块传输电信号转换储能模块所需的输入电压，同时进行充电保护、过载放电保护；所述储能模块为超级电容，用于应答器监测防护装置监测单元设备供电；采用射频信号作为能量输入时，所述电能供电单元天线模块与应答器监测单元天线模块共用一个天线；所述转换模块与应答器监测单元集成在同一块电路板上。优选地，所述射频能量输入为应答器传输系统中27Mhz激活能量。方式四，采用温差作为能量输入时，所述电能供电单元包括温差发电器、热量收集器、控制模块、储能模块；所述温差发电器与控制模块相连接；所述控制模块与储能模块相连接；所述热量收集器，用于收集太阳光并将太阳光热量传递至温差发电器；所述温差发电器，用于将高、低温之间的温差转换为电能，并通过控制模块给储能模块充电；优选地，所述温差发电器，采用温差发电机；所述控制模块，用于充电保护、过载放电保护；所述储能模块，为专用电池组，用于应答器监测防护装置监测单元设备供电。方式五，采用电磁能作为能量输入时，所述电能供电单元包括电磁能收集器、控制模块、储能模块；所述电磁能收集器与控制模块相连接；所述控制模块与储能模块相连接；所述电磁能收集器，用于将铁路钢轨过车时产生的空间电磁能量转换为交流电压、交流电流并传入控制模块；所述控制模块，用于将磁能转换器传输的交流电压、交流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网的应答器监测防护装置，其特征在于，包括应答器监测单元、电能供电单元、防护单元；所述应答器监测单元与电能供电单元进行电连接；所述应答器监测单元内部嵌有物联网通信模块，应答器监测单元通过物联网通信模块与远端管理服务器建立无线通信连接并进行双向信息传输；所述应答器监测单元，用于监测应答器报文信息、应答器发射信号载波信息、车载设备传输射频能量载波信息，并将监测信息通过物联网通信模块传输至远端管理服务器；所述电能供电单元，用于将太阳能、振动、温差、射频能量及电磁能的不同能量转换为电能，或采用独立电池组，提供给监测防护装置电子设备供电；所述防护单元，用于防护异物从侧面击打被监测的应答器。

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的应答器监测防护装置，其特征在于，包括应答器监测单元、电能供电单元、防护单元；所述应答器监测单元与电能供电单元进行电连接；所述应答器监测单元内部嵌有物联网通信模块，应答器监测单元通过物联网通信模块与远端管理服务器建立无线通信连接并进行双向信息传输；所述应答器监测单元，用于监测应答器报文信息、应答器发射信号载波信息、车载设备传输射频能量载波信息，并将监测信息通过物联网通信模块传输至远端管理服务器；所述电能供电单元，用于将太阳能、振动、温差、射频能量及电磁能的不同能量转换为电能，或采用独立电池组，提供给监测防护装置电子设备供电；所述防护单元，用于防护异物从侧面击打被监测的应答器。2.根据权利要求1所述的基于物联网的应答器监测防护装置，其特征在于，所述应答器监测单元，包括处理模块、信号监测模块、发射模块、接收模块、天线模块、传输模块；所述信号监测模块、发射模块、接收模块、天线模块、传输模块之间通过PCB板布线相连接；所述天线模块，用于接收发射模块传输能量信号并发射至被监测应答器，接收无线射频信号并传输至接收模块；所述信号监测模块，用于监测车载设备、被测应答器及发射模块发射的信号频率、能量；所述发射模块，用于产生27Mhz能量信号并通过天线模块发射至被测应答器；所述接收模块，用于对接收应答器FSK信号进行解码，然后传输至处理模块；同时将天线模块接收信号透明传输至信号监测模块；所述处理模块，用于对各模块传输信号进行处理，同时将处理后信息通过传输模块传输至远端管理服务器；所述传输模块，用于将应答器监测装置与远端管理服务器建立无线通信连接并进行实时数据传输；所述传输模块采用NB-IOT传输模块。3.根据权利要求1所述的基于物联网的应答器监测防护装置，其特征在于，所述电能供电单元，根据能量输入方式包括太阳能输入、振动能量输入、射频信号能量输入、温差能量输入、电磁场能量输入及电池组直供输入；所述电能供电单元，可以采用其中一种或多种组合方式进行能量输入并给设备供电。4.根据权利要求1所述的基于物联网的应答器监测防护装置，其特征在于，所述电能供电单元，采用太阳能作为能量输入时，它包括太阳能接收模块、能量控制模块、储能模块；所述太阳能接收模块与能量控制模块进行电连接；所述能量控制模块与储能模块进行电连接；所述太阳能接收模块，采用太阳能电池板，用于将接收太阳光能量转换为电能；所述能量控制模块，为太阳能控制器，用于将太阳能电池板输出电能转换为储能模块所需输入电压，同时进行充电保护、过载放电保护；所述储能模块，为专用电池组，用于将转换后电能进行存储，并提供应答器监测装置电子设备供电。5.根据权利要求1所述的基于物联网的应答器监测防护装置，其特征在于，所述电能供...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵松，李太行，曲松超，付强，张志远，罗冠武，
申请(专利权)人：河南蓝信科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：河南,41