一种铁道施工远程数据传输系统的制作方法

1.本实用新型涉及铁道施工数据传输技术领域，特别是涉及一种铁道施工远程数据传输系统。


背景技术：

2.随着社会经济发展与进步进程，铁道建设处于不断拓展的态势中，铁路隧道工程项目逐年增长，施工规模不断扩展。施工过程中的风险预警技术有效应用可以协助施工人员安全管理，借助有线或无线网络将数据信息发送至上位机进行交换和统计，从而实现对危险事件发生情况进行监督和系统诊断，维护与强化铁道施工的安全性。 在对施工数据信号的远程传输过程中，由于铁道内环境较为封闭，信号在传输过程中衰减明显，加之无线信道中因电磁波或经电源串进系统内部引起的噪声也会干扰有用信号，因而在很大程度上影响数据信号通信的质量，给铁道施工人员的安全造成威胁。
3.所以本实用新型提供一种新的方案来解决此问题。


技术实现要素：

4.针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的在于提供一种铁道施工远程数据传输系统。
5.其解决的技术方案是：一种铁道施工远程数据传输系统，包括数据采集单元、微处理器和无线数传单元，所述无线数传单元包括滤波降噪电路、信号功放发射电路和稳定调节电路，所述滤波降噪电路的输入端连接所述微处理器的信号输出端，所述滤波降噪电路的输出端连接所述信号功放发射电路的输入端，所述稳定调节电路用于对所述信号功放发射电路的工作过程进行稳定调节。
6.进一步的，所述滤波降噪电路包括运放器ar1和ar2，运放器ar1的反相输入端连接电阻r1和r2的一端，运放器ar1的同相输入端连接电阻r2和电容c2的一端，电阻r1和电容c1的另一端连接所述微处理器的信号输出端，并通过电阻r5连接运放器ar2的输出端，电阻r2的另一端接地，运放器ar1的输出端连接电阻r3的另一端，并通过电容c2连接运放器ar2的同相输入端，运放器ar2的反相输入端通过电容c3连接运放器ar2的输出端。
7.进一步的，所述信号功放发射电路包括mos管q1，mos管q1的漏极连接运放器ar2的同相输入端和电阻r6的一端，mos管q1的栅极连接电阻r6的另一端、三极管vt1的集电极和所述稳定调节电路的输出端，mos管q1的源极连接三极管vt1的基极和电阻r8的一端，三极管vt1的发射极连接电阻r8的另一端与电阻r9、电容c5的一端，并通过电感l1连接无线信号发射器，电阻r9和电容c5的另一端接地。
8.进一步的，所述稳定调节电路包括运放器ar3，运放器ar3的同相输入端通过电阻r4连接运放器ar1的输出端，运放器ar3的反相输入端和输出端通过稳压二极管dz1连接三极管vt2的基极，三极管vt2的集电极连接mos管q1的栅极，三极管vt2的发射极通过并联的电阻r7和电容c4接地。
9.通过以上技术方案，本实用新型的有益效果为：
10.1.本实用新型通过无线数传单元将采集数据信号远程发送出去，采用滤波降噪电路对数据信号进行调节，利用带通滤波器原理有效抑制频带外的杂波信号，滤除电磁波、电源工频等高频噪声。
11.2.带通滤波过程中加入运放器ar2对运放器ar1的输出信号进行深度反馈调节，从而很好地提升滤波器的q值，使滤波器对带外杂散抑制更大，有效提升滤波特性，保证数据信号传输的精准度。
12.3.为了避免数据信号在功放过程中出现波动，采用稳定调节电路来对功放组件进行调节，从而有效保证功放输出的稳定性，提升数据信号通信传输质量。
附图说明
13.图1为本实用新型无线数传单元的电路原理图。
具体实施方式
14.有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
15.下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。
16.一种铁道施工远程数据传输系统，包括数据采集单元、微处理器和无线数传单元。其中，数据采集单元包括用于采集施工人员信息的rfid射频读写器、传感器模块和视频采集器，数据采集单元的数据送入微处理器中进行分析计算处理。无线数传单元包括滤波降噪电路、信号功放发射电路和稳定调节电路，滤波降噪电路的输入端连接微处理器的信号输出端，滤波降噪电路的输出端连接信号功放发射电路的输入端，稳定调节电路用于对信号功放发射电路的工作过程进行稳定调节。
17.如图1所示，滤波降噪电路包括运放器ar1和ar2，运放器ar1的反相输入端连接电阻r1和r2的一端，运放器ar1的同相输入端连接电阻r2和电容c2的一端，电阻r1和电容c1的另一端连接微处理器的信号输出端，并通过电阻r5连接运放器ar2的输出端，电阻r2的另一端接地，运放器ar1的输出端连接电阻r3的另一端，并通过电容c2连接运放器ar2的同相输入端，运放器ar2的反相输入端通过电容c3连接运放器ar2的输出端。
18.信号功放发射电路包括mos管q1，mos管q1的漏极连接运放器ar2的同相输入端和电阻r6的一端，mos管q1的栅极连接电阻r6的另一端、三极管vt1的集电极和稳定调节电路的输出端，mos管q1的源极连接三极管vt1的基极和电阻r8的一端，三极管vt1的发射极连接电阻r8的另一端与电阻r9、电容c5的一端，并通过电感l1连接无线信号发射器e1，电阻r9和电容c5的另一端接地。
19.稳定调节电路包括运放器ar3，运放器ar3的同相输入端通过电阻r4连接运放器ar1的输出端，运放器ar3的反相输入端和输出端通过稳压二极管dz1连接三极管vt2的基极，三极管vt2的集电极连接mos管q1的栅极，三极管vt2的发射极通过并联的电阻r7和电容c4接地。
20.本实用新型的具体工作流程及原理为：微处理器通过无线数传单元将采集数据信
号远程发送出去，为了提升通信传输质量，首先采用滤波降噪电路对数据信号进行调节。其中，电阻r2、r5与电容c1、c2在运放器ar1放大过程中形成二阶带通滤波网络，其选频带与数据信号基带频率一致，从而可以有效抑制频带外的杂波信号，滤除电磁波、电源工频等高频噪声。在带通滤波过程中加入运放器ar2对运放器ar1的输出信号进行深度反馈调节，从而很好地提升滤波器的q值，使滤波器对带外杂散抑制更大，有效提升滤波特性，保证数据信号传输的精准度。
21.滤波降噪电路的输出信号送入信号功放发射电路中进行处理，其中，mos管q1和三极管vt1形成功放组件对滤波降噪电路的输出信号进行功率放大，极大地提升了功放效率。
22.为了避免数据信号在功放过程中出现波动，采用稳定调节电路来对功放组件进行调节，具体工作原理为：采用电阻r4对运放器ar1的放大输出信号进行分流，并通过运放器ar3电压跟随放大和稳压二极管dz1进行幅值稳定后得到一个稳定的控制电压，该控制电压驱动三极管vt2导通，利用vt2稳定的工作状态对功放组件进行调节，电阻r7与电容c4在三极管vt2的发射极也起到很好的稳定作用，保证三极管vt2集电极稳定，即mos管q1与三极管vt1均处于良好的导通状态，从而有效提升功放输出的稳定性。
23.最后，电容c5与电感l1组成并联谐振对功放后的信号进行调谐后送入无线信号发射器e1中，使数据信号以特定的频率发送出去。无线信号发射器e1与远端上位机形成远程通讯，上位机在接收到数据信号后，利用成熟的上位计算机数据信息处理技术，对各项铁道施工数据信息进行存储、处理和分析，并在数据出现异常时及时提供报警提醒和应急诊断信息，有效保障施工人员安全。
24.以上所述是结合具体实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施仅局限于此；对于本实用新型所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本实用新型技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本实用新型保护范围之内。