一种NB-IoT铁路智能防溜电子铁鞋的制作方法

一种nb
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iot铁路智能防溜电子铁鞋
技术领域
1.本实用新型属于铁路运输行业，具体涉及一种nb
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iot铁路智能防溜电子铁鞋。


背景技术：

2.在铁路运输行业，常常使用铁质材料焊接的类似铁鞋的器具，此器具具有一定的强度，可以阻止车辆的溜逸。此防溜铁鞋为机械器具，无电子信息化等部件，铁鞋的工作状态难以实时监测，需要人工多次高频巡检防溜器具的放置，否则无法明确铁鞋是否上下道以及是否放置到位，导致工作效率较低。而且当车辆溜逸时，无法及时获知信息，不能及时进行处理，极大地增加了作业人员进行方留作业时的困难。车站现场地形复杂，搭建局域无线网困难较大，供电、布线等都不易实施。最重要的是当车站车辆较多时，容易对无线信号进行屏蔽，导致通讯故障，很大程度上提高了车站的安全隐患。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种新型智能防溜电子铁鞋，该智能防溜电子铁鞋采用低功耗设计，续航时间一个月以上，具备阈值可调的轮距、拉鞋和电量检测报警功能，报警信息同步发送至信号楼主机和作业人员手持机上，上位机巡检智能铁鞋的剩余电量、信号强度、信号质量等状态。
4.为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种nb
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iot铁路智能防溜电子铁鞋，包括铁盒外观和安装在铁盒外观内的铁鞋模块；所述铁盒外观鞋底为与股道平行的平行直铁板，所述铁盒外观鞋尖为带有倾斜角度的等腰梯形铁板、平直与铁道轨面密贴，所述铁盒外观两侧的裙边可以卡在股道上防止智能铁鞋脱落股道，所述铁盒外观后侧的鞋尾为中空四边形设计，所述铁盒外观中间立板部分的前端设计为椭圆中空，所述铁盒外观侧面立板为与鞋底垂直的平直板，所述铁盒外观踏面与股道具有倾斜角度；所述铁鞋模块前端设有超声波测距模块，所述铁鞋模块中间部分安装nb
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iot芯片和处理器。
5.在一个优选地实施方式中，所述铁鞋模块右下方为北斗定位芯片。
6.在一个优选地实施方式中，所述铁鞋模块后端安装陀螺仪位置传感器。
7.在一个优选地实施方式中，所述铁鞋模块内还设有rfid电子芯片。
8.在一个优选地实施方式中，所述铁盒外观上设有usb接口。
9.本实用新型的技术效果和优点：
10.1、加装超声波测距传感器，实时监控电子铁鞋与车轮的距离，在距离超过限值时，主动上传告警信息来通知作业人员；
11.2、加装陀螺仪位置传感器，当铁鞋被拉动或倾覆的时候，主动上传告警信息来通知作业人员；
12.3、加装北斗定位芯片，当电子铁鞋被偷盗时，可以给出准确的定位信息，帮助相关人员找回丢失的电子铁鞋；
13.4、采用窄带物联网nb
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iot通讯，提高数据传输质量的同时免去了建设局域网的工
作量。
附图说明
14.图1是本实用新型正视图；
15.图2是本实用新型右视图；
16.图3是本实用新型剖视图。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.实施例1
19.如图1
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图3所示，一种nb
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iot铁路智能防溜电子铁鞋，包括铁盒外观和安装在铁盒外观内的铁鞋模块；所述铁盒外观鞋底(1)为与股道平行的平行直铁板，平行直铁板，方便设备安装在铁轨上时能够与股道紧密贴合，所述铁盒外观鞋尖(10)为带有倾斜角度的等腰梯形铁板、平直与铁道轨面密贴，方便车辆停靠时车轮顺利上到鞋面；所述铁盒外观两侧的裙边(6)可以卡在股道上防止智能铁鞋脱落股道，所述铁盒外观后侧的鞋尾(5)为中空四边形设计，方便作业人员在装卸时携带，所述铁盒外观中间立板(4)部分的前端设计为椭圆中空，方便智能铁鞋模块中的超声波测距模块安装，所述铁盒外观侧面立板为与鞋底(1)垂直的平直板，车辆溜逸时阻拦车轮受力支持，所述铁盒外观踏面(3) 与股道具有倾斜角度；车辆溜逸时阻挡车轮；所述铁鞋模块前端设有超声波测距模块(2)，通过内部芯片的供电连接，监测智能铁鞋与车轮之间的距离，所述铁鞋模块中间部分安装nb
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iot芯片(9)和处理器，当铁鞋正常操作后，会通过此芯片将智能铁鞋的数据与运营商平台交互。所述铁鞋模块右下方为北斗定位芯片，可以通过软件实时定位当前铁鞋位置，提供定位信息。所述铁鞋模块后端安装陀螺仪位置传感器(8)，监测铁鞋的平稳状态和是否被拉动或倾覆。所述铁鞋模块内还设有rfid电子芯片，采用标签式管理的方法，使得防溜资产全面可视，信息实时更新；电源管理模块的输出电压高，自放电小，高速充电，超长续航，低功耗设计可使续航时间长达一个月以上，并配备相应的充电装置。所述铁盒外观上设有usb接口。
20.本实用新型的工作原理：首先通过安装在铁鞋模块中的一对超声波测距传感器(1个放射头对应1个接收头)，向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。而超声波测距传感器，采用超声波回波测距原理，运用精确的时差测量技术，检测传感器与目标物之间的距离，采用小角度，小盲区超声波传感器，具有测量准确，无接触，防水，防腐蚀，低成本等优点。超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间，就可以计算出发射点距障碍物的距离来实时监测与车轮之间的距离，当车轮与智能铁鞋距离超过一定阈值(阈值可调)，则产生告警信息上传至管控平台，并通知到相应作业人员。其中，超声波发射电路是由电路板上的定时器产生一定的脉冲信号，加到超声波探头的引脚上，使内部的压电晶片产生共振，向外发射超声波；而超声波接收电路由于超声波接收探头产生的电
信号非常弱，需要进行放大处理，在电路板上构成放大电路，对接收信号放大后，驱动继电器。其次，在电路部分加装陀螺仪位置传感器，陀螺仪的原理就是，一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是不会改变的。人们根据这个道理，用它来保持方向。然后用多种方法读取轴所指示的方向，并自动将数据信号传给控制系统。利用陀螺仪位置传感器的角加速度来监测智能铁鞋是否发生强烈振动、是否被外力拖拉，用倾斜角度来监测智能铁鞋是否倾斜，当铁鞋上道操作后若被拉动就会立即触发拉鞋报警。接着为了解决铁鞋实时定位精度不够，寻找困难的难题，在电路部分加装了北斗 gps双模定位芯片，gps模块是集成了rf射频芯片、基带芯片和核心cpu，并加上相关外围电路而组成的一个集成电路，接上电源和天线就可以使用，而gps 北斗的双模使用，极大提高了测量精确度，降低了发生异常的可能性，在铁鞋设备丢失或者无法寻找的情况下，可通过铁鞋内部的定位芯片来确定目标寻找物，降低了铁鞋丢失风险，实现了在车站复杂条件下、高标准要求下的定位、授时、监测和管控等技术，摆脱了对固定的定位基站的依赖；最后通过窄带物联网(nb
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iot)来实现网络的互通，nb
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iot构建于蜂窝网络，只消耗大约180khz的带宽，可直接部署于gsm网络、umts网络或lte网络，以降低部署成本、实现平滑升级。支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。nb
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iot模块相比蓝牙、zigbee等短距离通信技术，移动蜂窝网络具备广覆盖、可移动以及大连接数等特性，在电路上设计安装了nb
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iot通信模块，以窄带物联网为运营商网络，在信号强度、通讯质量、数据安全等各方便都有保障，减少了无线局域搭建和维护的费用，规避了无线局域网传输的安全问题。
21.当然上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
22.最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
23.其次：本实用新型公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互组合；
24.最后：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。