无线车轮传感器监测系统的制作方法

本实用新型涉及车轮传感器技术领域，具体涉及无线车轮传感器监测系统。

背景技术：

传统的车轮传感器一般卡装在钢轨上，用于在列车经过时采集车轮信息，并通过电缆连接外部接收设备以实现供电和信号输出，从而通过车轮信息实时监测列车状态，以向用户展示通过的车辆编号、运行位置及故障与否等信息。

现有的车轮传感监测系统大多是有线传输，需要从探测站到传感器安装点之间铺设电缆，安装分线盒。施工时如果遇到特殊路段，例如高填路基、桥梁等位置时，无法开挖电缆沟，需要在电缆上套设防护管，不仅安装复杂，而且电缆容易被破坏。

技术实现要素：

为解决上述技术缺陷，本实用新型采用的技术方案在于，提供无线车轮传感器监测系统，包括安装在列车轨道上的无线车轮传感器、安装在探测站的接收装置，所述无线车轮传感器包括第一控制单元、磁感应单元、信号采集单元、第一无线传输单元，所述接收装置包括第二控制单元、第二无线传输单元；所述磁感应单元与信号采集单元电连接，所述第一无线传输单元与第二无线传输单元无线连接，所述信号采集单元、第一无线传输单元分别与第一控制单元电连接，所述第二控制单元与第二无线传输单元电连接；

所述磁感应单元将车轮轮缘经过引起磁场变化产生的电压信号发送给信号采集单元，经其处理整形为脉冲信号发送给第一控制单元进行判定；所述第一无线传输单元将判定的信息通过无线经第二无线传输单元发送给第二控制单元进行实时监测，第一无线传输单元接收第二控制单元经第二无线传输单元无线传输的控制指令或返回信息并发送给第一控制单元。

进一步地，所述无线车轮传感器还包括射频开关单元，所述射频开关单元分别与第一无线传输单元、第一控制单元电连接，所述射频开关单元与第二无线传输单元无线连接。

进一步地，所述无线车轮传感器还包括第一天线，所述接收装置还包括第二天线，所述第一天线通过射频电缆与射频开关单元电连接，所述第二天线与第二无线传输单元电连接，所述第一天线与第二天线无线连接；

所述第一无线传输单元将判别的信息转化为射频信号发送给射频开关单元；所述射频开关单元，用于将射频信号传输给第一天线或接收第二天线无线传输给第一天线的控制指令或返回信息。

进一步地，所述第一无线传输单元、第二无线传输单元均为lora无线模块，所述第一天线、第二天线为lora天线。

进一步地，所述磁感应单元至少设有两组。

进一步地，还包括用于供电的太阳能电池板和储能装置。

进一步地，还包括壳体，所述第一天线安装在壳体内或壳体外。

进一步地，所述壳体内设有若干隔板将其分隔成至少三个安装区。

与现有技术比较本实用新型技术方案的有益效果为：

本实用新型提供的无线车轮传感器监测系统，当列车经过时，磁感应单元将车轮轮缘经过引起磁场变化产生的电压信号发送给信号采集单元，经其处理整形为脉冲信号发送给第一控制单元进行判定；第一无线传输单元将判定的信息通过无线经第二无线传输单元发送给第二控制单元进行实时监测，第一无线传输单元接收第二控制单元经第二无线传输单元无线传输的控制指令或返回信息并发送给第一控制单元。将无线车轮传感器、接收装置分别集成，安装和维护方便，可通过无线传输单元与接收装置进行无线信号传输，无需铺设通讯电缆，减少了施工成本，且方便维护；还可定期对无线车轮传感器进行检测，出现问题自动上传，无需人工维护。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中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实用新型的一些实施例，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。

图1是本实用新型实施例提供的无线车轮传感器监测系统的数据传输的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的无线车轮传感器监测系统的结构原理框图；

图3是本实用新型实施例提供的第一供电单元的结构原理框图；

图4是本实用新型实施例提供的壳体的分解示意图；

图5是本实用新型实施例提供的第一控制单元与指示灯单元的电路原理图；

图6是本实用新型实施例提供的第一无线传输单元与射频开关单元的电路原理图；

图7是本实用新型实施例提供的信号采集单元的电路原理图；

图8是本实用新型实施例提供的第一供电单元的电路原理图。

附图标记如下：

1、列车轨道，2、无线车轮传感器，21、第一控制单元，22、磁感应单元，23、信号采集单元，24、第一无线传输单元，25、射频开关单元，26、第一天线，3、探测站，4、接收装置，41、第二控制单元，42、第二无线传输单元，43、第二天线，5、太阳能电池板，6、储能装置，7、壳体，7a、开口，7b、定位槽，8、隔板，9、信号转换装置，10、外部接收设备，11、充电电路，12、稳压电源，13、盖板，14、加强筋，15、指示灯单元，16、烧录接口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1

请参阅图1-8所示，本实用新型提供的无线车轮传感器监测系统，包括安装在列车轨道1上的无线车轮传感器2、安装在探测站3的接收装置4，无线车轮传感器2包括第一控制单元21、磁感应单元22、信号采集单元23、第一无线传输单元24，接收装置4包括第二控制单元41、第二无线传输单元42；磁感应单元22与信号采集单元23电连接，第一无线传输单元24与第二无线传输单元42无线连接，信号采集单元23、第一无线传输单元24分别与第一控制单元21电连接，第二控制单元41与第二无线传输单元42电连接。

磁感应单元22将车轮轮缘经过引起磁场变化产生的电压信号发送给信号采集单元23，经其处理整形为脉冲信号发送给第一控制单元21进行判定；第一无线传输单元24将判定的信息通过无线经第二无线传输单元42发送给第二控制单元41进行实时监测，第一无线传输单元24接收第二控制单元41经第二无线传输单元42无线传输的控制指令或返回信息并发送给第一控制单元21。

实际应用时，第一天线26可封装在无线车轮传感器2内，也可设置在无线车轮传感器2外，第一天线25的结构也不仅限于吸盘式的，可根据实际需要进行选取，图1中仅为方便展示数据传输过程。

优选地，还包括信号转换装置9和外部接收设备10，第二控制单元41通过信号转换装置9与外部接收设备10连接。第二控制单元41将接收的车轮监测数据解析后，通过串口或网口上传到对应的5t设备或其他需求车轮信息的设备，并提供无线车轮传感器2开机信号。

无线车轮传感器22中的第一无线传输单元24和第一控制单元21存在休眠状态和工作状态，在无车轮通过信号时，第一无线传输单元24和第一控制单元21处于断电休眠状态，降低了能耗。当列车通过时，磁感应单元22发出感应信号并依次唤醒第一控制单元21、第一无线传输单元24向第二控制单元41无线传输列车经过的信息。可广泛应用于铁路车号自动识别设备、铁路车辆5t设备、轨道衡、超偏载、货检、来车预警等系统中。

具体的，为提高列车经过时的检测精度，磁感应单元22至少间隔设有两组，磁感应单元22由强磁体及绕设在强磁体上的线圈组成，线圈与信号采集单元23电连接。

优选地，无线车轮传感器2还包括射频开关单元25，射频开关单元25分别与第一无线传输单元24、第一控制单元21电连接，射频开关单元25与第二无线传输单元42无线连接。无线车轮传感器2还包括第一天线26，接收装置4还包括第二天线43，第一天线26通过射频电缆与射频开关单元25电连接，第二天线43与第二无线传输单元42电连接，第一天线26与第二天线43无线连接；第一无线传输单元24将判别的信息转化为射频信号发送给射频开关单元25；射频开关单元25，用于将射频信号传输给第一天线26或接收第二天线43无线传输给第一天线26的控制指令或返回信息。

具体的，第一无线传输单元24、第二无线传输单元42均为lora无线模块。其中，第一天线26、第二天线43为lora天线，实现以低发射功率获得更广的传输距离和范围。第一控制单元21负责列车接近信息的判断、第一供电单元的管理以及第一无线传输单元42和各单元运行的管理监测，可定期检测无线车轮传感器2的性能，出现问题自动上报给第二控制单元41及外部接收设备10，无需人工维护，可靠性强。

具体的，接收装置4也包括一射频开关单元，用于接收第一天线26无线传输给第二天线43的控制指令、返回信息或将射频信号传输给第二天线43；该射频开关单元分别与第二无线传输单元42、第二控制单元41电连接，该射频开关单元与第二天线43电连接。该射频开关单元与无线车轮传感器2的射频开关单元25采用相同型号的芯片。

优选地，还包括用于供电的第一供电单元，第一供电单元包括太阳能电池板5、充电电路11、稳压电源12以及储能装置6，太阳能电池板5与充电电路11电连接，储能装置6与充电电路11之间电连接稳压电源12，稳压电源12分别与第一无线传输单元42、第一控制单元21电连接。通过设置自供电设备，提高了无线车轮传感器2的使用寿命，且能大大简化设备安装及维护的难度。其中，储能装置6为锂电池。

具体的，接收装置4还包括电源，电源可与第一供电单元的结构相同，也可不相同。

具体的，无线车轮传感器2还包括用于提示无线车轮传感器2工作状态的指示灯单元15和烧录接口16，指示灯单元15分别与稳压电源12、第一控制单元21电连接，烧录接口16分别与稳压电源12、第一控制单元21电连接，便于对无线车轮传感器2的程序进行更新，提高无线车轮传感器2的实用性。

优选地，无线车轮传感器2还包括壳体7，第一天线26安装在壳体7内，也可设置在壳体7外。壳体7通过安装架安装在列车轨道1的内侧。壳体7上设有开口7a，开口7a上安装有盖板13。

优选地，壳体7内设有若干隔板8将其分隔成至少三个安装区。

具体的，壳体7内设有两个隔板8将其依次分隔成控制仓、信号采集仓及无线传输仓。其中一个隔板8的高度大于另一隔板8的高度，其中一个第一隔板8的顶部设有卡线槽。壳体7上设有围绕开口7a设置的定位槽7b，盖板13配合安装在定位槽7b上。壳体7上设有加强筋14，以增强壳体7的结构强度。

具体的，壳体7上还设有指示灯安装孔和接口安装孔，接口安装孔上可拆卸设有遮挡塞，壳体7内外防水处理。壳体7的底部、侧壁和顶部设有减震垫。

如图5-8所示，u1为第一控制单元21，y1为第一控制单元21的晶振，u2为锂电池充电管理芯片，u3为稳压芯片，u4为射频开关单元25，u5为第一无线传输单元24，y2为第一无线传输单元的晶振，led3为指示灯单元15，p1为烧录接口16，j1为连接太阳能电池板的接口，j2为与感应线圈连接的信号采集接口，j3为连接锂电池的接口，j4为射频电缆。

第二控制单元41、第二无线传输单元42分别与第一控制单元21、第一无线传输单元24采用相同型号的芯片。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。