列车数据信号采集终端制造技术

本实用新型专利技术公开了一种列车数据信号采集终端，包括：处理器；传感器单元，传感器单元用于采集列车运行状态；信号调理单元，信号调理单元包括保护电路和隔离放大器，传感器单元通过依次连接的保护电路和隔离放大器与处理器的输入端相连；电源模块，电源模块包括电源接口防护电路和DC‑DC模块，电源接口防护电路的输入端用于连接外部输入直流电源，电源接口防护电路的输出端连接DC‑DC模块，DC‑DC模块用于提供低压工作电源；通信模块，通信模块与传感器相连。隔离放大器可将以不同共模电平运行的系统的各器件隔开，防止较低电压器件损坏。此外DC‑DC模块的前端设置有电源接口防护电路，能够有效抵御浪涌、静电、电压不稳定等异常输入对后级电路带来的危害。

【技术实现步骤摘要】
列车数据信号采集终端
本技术涉及列车数据监控领域，具体的涉及一种列车数据信号采集终端。
技术介绍
城市轨道交通车辆中的机械故障是影响车辆运行安全的重要因素，同时车辆各个机械部件的维护和保养成本在车辆维护成本中占比很大。如何运用有效的运维手段，实时掌握设备的运行状态并作出合理的应对策略，规避安全风险，节约维修成本，成为亟待解决的问题。目前是采用在列车各个部位安装传感器来进行列车运行状态信号的监测，但是不同传感器的输出信号的电压不同，不同共模电平运行的系统的各器件之间连接时容易导致较低电压的器件损坏。此外现有的采集终端的电源模块缺少输入保护功能，容易因为浪涌、静电、电压不稳定等异常输入而导致故障。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种列车数据信号采集终端，能够实时采集并监控列车上各处的运行状态，并且能够避免不同共模电平运行的系统的各器件之间连接时导致较低电压的器件损坏的问题。根据本技术实施例的一种列车数据信号采集终端，包括：处理器；传感器单元，所述传感器单元用于采集列车运行状态；信号调理单元，所述信号调理单元包括保护电路和隔离放大器，所述传感器单元通过依次连接的保护电路和隔离放大器与所述处理器的输入端相连；电源模块，所述电源模块包括电源接口防护电路和DC-DC模块，所述电源接口防护电路的输入端用于连接外部输入直流电源，所述电源接口防护电路的输出端连接DC-DC模块，所述DC-DC模块用于提供低压工作电源；通信模块，所述通信模块与处理器相连以用于反馈列车状态数据给后台主机。根据本技术实施例的列车数据信号采集终端，至少具有如下技术效果：本技术实施方式通过传感器单元采集列车的运行状态数据，传感器单元通过信号调理单元将传感器信号反馈给处理器，信号调理单元中的隔离放大器可将以不同共模电平运行的系统的各器件隔开，防止较低电压器件损坏。此外DC-DC模块的前端设置有电源接口防护电路，能够有效抵御浪涌、静电、电压不稳定等异常输入对后级电路带来的危害，提升了整个采集终端的安全性和可靠性。根据本技术的一些实施例，所述传感器单元包括风速风向传感器、振动传感器、温度传感器、零序互感器、电流传感器和电压传感器。根据本技术的一些实施例，还包括开关量模块，所述开关量模块通过隔离继电器与所述处理器的输入端相连。根据本技术的一些实施例，所述电源接口防护电路包括接口P1、压敏电阻R2、共模电感L1、安规电容C4、安规电容C5和瞬态抑制二极管D2，所述接口P1用于连接外部输入直流电源，所述接口P1的输出端通过并联的压敏电阻R2连接所述共模电感L1的输入端，所述共模电感L1的输出端通过依次并联的安规电容C4、安规电容C5和瞬态抑制二极管D2连接所述DC-DC模块的输入端。根据本技术的一些实施例，所述通信模块包括CAN通信模块和TCP/IP通信模块。根据本技术的一些实施例，所述隔离放大器包括第一隔离放大器、第二隔离放大器和第三隔离放大器，所述风速风向传感器、振动传感器通过依次连接的保护电路和第一隔离放大器与所述处理器的输入端相连；所述温度传感器、零序互感器通过依次连接的保护电路和第二隔离放大器与所述处理器的输入端相连，所述电流传感器、电压传感器通过依次连接的保护电路和第三隔离放大器与所述处理器的输入端相连。根据本技术的一些实施例，所述第一隔离放大器的型号为INA818，所述第二隔离放大器的型号为AMC1211A-Q1，所述第三隔离放大器的型号为OPA2192IDR。根据本技术的一些实施例，所述隔离继电器的型号为AQY214SX。根据本技术的一些实施例，所述处理器的型号为STM32H743ZGT6。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本技术实施例中列车数据信号采集终端的原理框图；图2为本技术实施例中风速风向传感器对应的信号调理电路的电路原理图；图3为本技术实施例中振动传感器对应的信号调理电路的电路原理图；图4为本技术实施例中温度传感器对应的信号调理电路的电路原理图；图5为本技术实施例中零序互感器对应的信号调理电路的电路原理图；图6为本技术实施例中电流传感器对应的信号调理电路的电路原理图；图7为本技术实施例中电压传感器对应的信号调理电路的电路原理图；图8为本技术实施例中开关量模块的电路原理图；图9为本技术实施例中电源模块的电路原理图；图10为本技术实施例中列车数据信号采集终端的结构图。附图标号处理器100、传感器单元200、信号调理单元300、风速风向传感器210、振动传感器220、温度传感器230、零序互感器240、电流传感器250、电压传感器260、开关量模块270、保护电路310、隔离放大器320、电源模块400、通信模块500、CAN通信模块510、TCP/IP通信模块520、壳体600、传感器接口610。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。本技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本技术中的具体含义。参考图1，一种列车数据信号采集终端，包括：处理器100、传感器单元200、信号调理单元300、电源模块400和通信模块500。其中，本实施例中传感器单元200包括风速风向传感器210、振动传感器220、温度传感器230、零序互感器240、电流传感器250和电压传感器260。作用是监测机车电机系统，例如电机、牵引通风系统、主变压器和变流器通风系统和机械间通风系统等的运行状态，监测参数包括电机电流、电压等相关电性参数，风机进风道的风速、电机前后轴承温度、电机振动速度和车外环境温度等。信号调理单元300包括保护电路310和隔离放大器320，传感器单元200通过依次连接的保护电路310和隔离放大器320与处理器100的输入端相连。不同传感器对应的隔离放大器不同，隔离放大器320包括第一隔离放大器、第二隔离放大器和第三隔离放大器，风速风向传感器210、振动传感器220通过依次连接的保护电路310和第一隔离放大器与处理器100的输入端相连；温度传感器230、零序互感器240通过依次连接的保护电路310和第二隔离放大器与处理器100的输入端相连，电流传感器250、电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种列车数据信号采集终端，其特征在于，包括：/n处理器(100)；/n传感器单元(200)，所述传感器单元用于采集列车运行状态；/n信号调理单元(300)，所述信号调理单元包括保护电路(310)和隔离放大器(320)，所述传感器单元通过依次连接的保护电路(310)和隔离放大器(320)与所述处理器(100)的输入端相连；/n电源模块(400)，所述电源模块(400)包括电源接口防护电路和DC-DC模块，所述电源接口防护电路的输入端用于连接外部输入直流电源，所述电源接口防护电路的输出端连接DC-DC模块，所述DC-DC模块用于提供低压工作电源；/n通信模块(500)，所述通信模块(500)与所述处理器(100)相连以用于反馈列车状态数据给后台主机。/n

【技术特征摘要】
1.一种列车数据信号采集终端，其特征在于，包括：
处理器(100)；
传感器单元(200)，所述传感器单元用于采集列车运行状态；
信号调理单元(300)，所述信号调理单元包括保护电路(310)和隔离放大器(320)，所述传感器单元通过依次连接的保护电路(310)和隔离放大器(320)与所述处理器(100)的输入端相连；
电源模块(400)，所述电源模块(400)包括电源接口防护电路和DC-DC模块，所述电源接口防护电路的输入端用于连接外部输入直流电源，所述电源接口防护电路的输出端连接DC-DC模块，所述DC-DC模块用于提供低压工作电源；
通信模块(500)，所述通信模块(500)与所述处理器(100)相连以用于反馈列车状态数据给后台主机。


2.根据权利要求1所述的列车数据信号采集终端，其特征在于：所述传感器单元包括风速风向传感器(210)、振动传感器(220)、温度传感器(230)、零序互感器(240)、电流传感器(250)和电压传感器(260)。


3.根据权利要求1所述的列车数据信号采集终端，其特征在于：还包括开关量模块(270)，所述开关量模块(270)通过隔离继电器与所述处理器(100)的输入端相连。


4.根据权利要求3所述的列车数据信号采集终端，其特征在于：所述隔离继电器的型号为AQY214SX。


5.根据权利要求1所述的列车数据信号采集终端，其特征在于：所述电源接口防护电路包括接口P1、压敏电阻R2、共模电感...

【专利技术属性】
技术研发人员：王世明，丁奕岑，唐思亮，王珏，
申请(专利权)人：株洲市元特科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43