一种高铁轮对无线数据采集系统技术方案

一种高铁轮对无线数据采集系统，包括数据控制处理中心C1，温度监测单元U2，振动监测单元U3，声音监测单元U4和标签识别系统U1，数据控制处理中心C1包括微处理器M1和无线传输单元U5，无线传输单元U5与微处理器M1电连接，标签识别系统U1包括应答器S1、阅读器S2和计算机系统S3，温度监测单元U2包括轴承温度传感器Z0和轮轴温度传感器Z1，本实用新型专利技术通过温度、振动、声音等各类传感器实现对高铁轮对的健康状态的实时监测，通过各类传感器将高铁轮对健康数据上传到数据控制处理中心，若根据既定标准检测到异常情况，则数据控制中心通过WiFi、lora等无线传输技术与云端通信，最终由云端向高铁轮值人员报警。高铁轮值人员报警。高铁轮值人员报警。

【技术实现步骤摘要】
一种高铁轮对无线数据采集系统


[0001]本技术涉及高铁数据采集处理
，具体涉及一种高铁轮对无线数据采集系统。

技术介绍

[0002]国内对于高速列车轮对系统维护基于大数据的健康管理技术研究较少，主要以关键部位定期检测为主。监测数据量不大，并且无法做到实时监测，因此数据的实时性不强，难以实现轮对系统全面、实时的监控，而且往往由于数据的不全会造成高铁早期故障线索的疏漏。另一方面，我国现行高铁轮轴监测的监测数据主要通过人工经验进行数据判断，缺乏完善的数据处理系统。数据的信息挖掘、处理、融合和特征提取能力不强。

技术实现思路

[0003](一)解决的技术问题
[0004]本技术的目的在于提供一种高铁轮对无线数据采集系统，以解决上述
技术介绍
中提出的实际问题。
[0005](二)技术方案
[0006]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种高铁轮对无线数据采集系统，包括数据控制处理中心C1，温度监测单元U2，振动监测单元U3，声音监测单元U4和标签识别系统U1，所述数据控制处理中心C1包括微处理器M1和无线传输单元U5，所述无线传输单元U5与所述微处理器M1电连接，所述标签识别系统U1包括应答器S1、阅读器S2和计算机系统S3。
[0007]进一步的，所述温度监测单元U2包括轴承温度传感器Z0和轮轴温度传感器Z1，所述温度传感器Z0与所述微处理器M1的引脚相连，用于采集高铁轮轴轴承的温度数据，所述应答器S1通过无线方式读取所述轮轴温度传感器Z1采集的温度数据，所述阅读器S2用于存储所述应答器S1读取的数据以及通过所述计算机系统S3对数据进行读出。
[0008]进一步的，所述振动监测单元U3包括位移振动传感器Z2，其中位移振动传感器Z2与所述微处理器M1相连，用于采集高铁轮轴的位移与振动数据。
[0009]进一步的，所述声音监测单元U4包括声音传感器Z3，所述声音传感器Z3与所述微处理器M1相连，用于实时采集高铁轮轴在运营工作时所产生的声音数据。
[0010]进一步的，所述数据控制处理中心C1固定在动车轮对系统的FAG 轴箱转壁顶面，所述轴承温度传感器Z0位于动车轮对系统的轴承上，所述轮轴温度传感器Z1贴在动车轮对系统的轮轴上。
[0011]进一步的，所述位移振动传感器Z2和所述声音传感器Z3固定在动车轮对系统的FAG轴箱转壁内侧面。
[0012]进一步的，所述微处理器M1的型号为STM32F407ZFT6，所述无线传输单元的型号为U5ESP8266EX。
[0013](三)有益效果
[0014]本技术通过温度、振动、声音等各类传感器实现对高铁轮对的健康状态的实时监测，通过各类传感器将高铁轮对健康数据上传到数据控制处理中心，若根据既定标准检测到异常情况，则数据控制中心通过WiFi、lora等无线传输技术与云端通信，最终由云端向高铁轮值人员报警。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本技术整体结构示意图；
[0017]图2为本技术传感器安装位置图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0019]请参阅图1
‑
2，本技术提供一种技术方案：一种高铁轮对无线数据采集系统，其特征是包括数据控制处理中心C1，温度监测单元 U2，振动监测单元U3，声音监测单元U4，标签识别系统U1。
[0020]数据控制处理中心C1，包括微处理器M1，无线传输单元U5。微处理器M1型号为STM32F407ZFT6，无线传输单元U5的型号为 ESP8266EX，其中微处理器芯片STM32F407ZET6的PC0、PC7、PF6 引脚分别与ESP8266EX芯片的GPIO0、GPIO2、GPIO16引脚相连，用于将各类传感器所采集到数据进行融合并上传至云端，通过云端内存的安全数据进行对比，超过差异阈值即向高铁轮值人员报警。
[0021]标签识别系统U1，主要采用RFID技术，包括应答器S1、阅读器 S2、计算机系统S3。其中应答器S1通过无线方式读取轮轴温度传感器Z1采集的温度数据。阅读器S2用于存储应答器S1读取的数据，计算机系统S3通过Lora无线通信，实现对应答器S1的数据的读出，识别系统主要存储运行高铁的身份以及故障检修信息，方便高铁轮值人员进行数据管理。
[0022]高铁轮对温度监测单元U2，主要元件为轴承温度传感器Z0和轮轴温度传感器Z1。其中轴承温度传感器Z0与微处理器芯片 STM32F407ZFT6的PG9引脚相连，用于采集高铁轮轴轴承的温度数据并上传至数据控制处理中心C1，判断高铁轮轴轴承所处环境是否在安全范围内。轮轴温度传感器Z1为被动式RFID温度标签，标签识别系统U1通过无线方式读取轮轴温度传感器ZZ1采集的轮轴温度数据，所采集的温度值超出阈值即反馈状态异样，启动报警。
[0023]振动监测单元U3，包括位移振动传感器Z2，其中位移振动传感器 Z2与微处理器芯片STM32F407ZFT6的PG5相连，用于采集高铁轮轴的位移与振动数据。其中所采集到的位移
数据上传至数据控制处理中心C1,用于参考确认高铁轮轴是否发生偏移，与安全距离产生异样，超出安全距离即产生预警。位移振动传感器Z2所采集到的振动数据用于检测高铁轮轴在工作时的状态，轻微振动不作处理，振动幅度超出阈值即启动预警，保证高铁安全运作。
[0024]声音监测单元U4，包括声音传感器Z3。声音传感器Z3与微处理器芯片STM32F407ZFT6的PG0相连。实时采集高铁轮轴在运营工作时所产生的声音数据，上传至云端。轮值人员、故障检修人员可通过所采集到的声音数据判断高铁的运行是否正常。
[0025]数据控制处理中心C1固定在动车轮对系统的FAG轴箱转壁顶面。轴承温度传感器Z0位于动车轮对系统轴承上。轮轴温度传感器Z1贴在动车轮对系统轮轴上。位移振动传感器Z2、声音传感器Z3固定在动车轮对系统的FAG轴箱转壁内侧面。
[0026]高铁在启动的同时，各类传感器实时采集高铁轮轴数据并通过数据控制处理中心上传至云端，一次判断高铁轮对系统关键数据的状态。轴承温度传感器Z0和轮轴温度传感器Z1用于检测高铁轮对的轴承和轮轴温度，若温度数据超过所属安全范围的阈值即说明存在高铁运作时间过久或是高铁轮轴产生了过大摩擦的故障。轴承温度传感器Z0用于检测轮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高铁轮对无线数据采集系统，其特征在于：包括数据控制处理中心C1，温度监测单元U2，振动监测单元U3，声音监测单元U4和标签识别系统U1，所述数据控制处理中心C1包括微处理器M1和无线传输单元U5，所述无线传输单元U5与所述微处理器M1电连接，所述标签识别系统U1包括应答器S1、阅读器S2和计算机系统S3。2.根据权利要求1所述的一种高铁轮对无线数据采集系统，其特征在于：所述温度监测单元U2包括轴承温度传感器Z0和轮轴温度传感器Z1，所述温度传感器Z0与所述微处理器M1的引脚相连，用于采集高铁轮轴轴承的温度数据，所述应答器S1通过无线方式读取所述轮轴温度传感器Z1采集的温度数据，所述阅读器S2用于存储所述应答器S1读取的数据以及通过所述计算机系统S3对数据进行读出。3.根据权利要求1所述的一种高铁轮对无线数据采集系统，其特征在于：所述振动监测单元U3包括位移振动传感器Z2，其中所述位移振动传感器Z...

【专利技术属性】
技术研发人员：张颖，季银银，缪响，汪浩，秦兵，朱昊，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：新型
国别省市：