一种基于ZigBee的轨道车辆门运动状态监测系统的制作方法

本实用新型涉及一种监测系统，特别是一种基于ZigBee的轨道车辆门运动状态监测系统。

背景技术：

随着城市水平的不断发展，公共交通的普及能有效环节城市拥堵的压力。相较于其他公共交通方式，地铁摆脱了路面的桎梏，其载客量多、运输速度快等优点使得越来越多的城市开始引进或增加线路。因此，地铁的安全性对于广大群众和地铁的运营商来说至关重要。根据目前的资料显示，地铁的所有故障中，地铁门系统的故障发生频率是最高的。而对门系统的故障监测与诊断的主要方式是通过获取门控器内部的相关信息和现场观测的方式来实现，其主要通过间接或者凭人工的手段来完成。现有的方式未能直接或者实时地对轨道车辆门的运行状态进行有效地监测。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于ZigBee的轨道车辆门运动状态监测系统。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种基于ZigBee的轨道车辆门运动状态监测系统，其特征在于：包含ZigBee主控节点、若干ZigBee终端节点、ZigBee路由节点、加速度传感器、应变片和上位机，ZigBee主控节点、若干ZigBee终端节点和ZigBee路由节点构建成ZigBee无线网络，加速度传感器设置在轨道车辆门质心处并且加速器传感器与一个ZigBee终端节点连接，四个应变片固定在轨道车辆门四角易变形位置并且四个应变片分别与一个ZigBee终端节点连接，上位机通过USB转串口与ZigBee路由节点连接，ZigBee主控节点分别与列车线控制信号线、锁到位开关和关到位开关连接。

进一步地，所述ZigBee主控节点通过IO连接线分别与列车线控制信号线、锁到位开关和关到位开关连接，获取其电平信号的变化来判断门系统开关门的准确起始时间和终止时间。

进一步地，所述ZigBee主控节点包含CC2530主控模块以及与其连接的晶振复位电路、DC-DC电源模块、收发天线、SPI及强弱电转化模块和JTAG调试接口。

进一步地，所述ZigBee路由节点包含CC2530主控模块以及与其连接的晶振复位电路、RS232C-TTL及电源模块、收发天线和JTAG调试接口。

进一步地，所述ZigBee终端节点包含CC2530主控模块以及与其连接的晶振复位电路、电池电源模块、收发天线、IIC模块及传感器和JTAG调试接口。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：本实用新型结构合理，部署灵活，可靠度高，成本低，具有可扩展性，能够直接获得轨道车辆门的运动状态信息，并且所得数据一致性好，能够准确地描述轨道车辆门开关门时的运行情况。

附图说明

图1是本实用新型的一种基于ZigBee的轨道车辆门运动状态监测系统的系统结构图。

图2是本实用新型的一种基于ZigBee的轨道车辆门运动状态监测系统的结构示意图。

图3是本实用新型的ZigBee主控节点的示意图。

图4是本实用新型的ZigBee路由节点的示意图。

图5是本实用新型的ZigBee终端节点的示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

如图所示，本实用新型的一种基于ZigBee的轨道车辆门运动状态监测系统，包含ZigBee主控节点、若干ZigBee终端节点、ZigBee路由节点、加速度传感器、应变片和上位机，ZigBee主控节点、若干ZigBee终端节点和ZigBee路由节点构建成ZigBee无线网络，加速度传感器设置在轨道车辆门质心处并且加速器传感器与一个ZigBee终端节点连接，四个应变片固定在轨道车辆门四角易变形位置并且四个应变片分别与一个ZigBee终端节点连接，上位机通过USB转串口与ZigBee路由节点连接，ZigBee主控节点分别与列车线控制信号线、锁到位开关和关到位开关连接。

ZigBee主控节点通过IO连接线分别与列车线控制信号线、锁到位开关和关到位开关连接，获取其电平信号的变化来判断门系统开关门的准确起始时间和终止时间。ZigBee主控节点包含CC2530主控模块以及与其连接的晶振复位电路、DC-DC电源模块、收发天线、SPI及强弱电转化模块和JTAG调试接口。ZigBee路由节点包含CC2530主控模块以及与其连接的晶振复位电路、RS232C-TTL及电源模块、收发天线和JTAG调试接口。ZigBee终端节点包含CC2530主控模块以及与其连接的晶振复位电路、电池电源模块、收发天线、IIC模块及传感器和JTAG调试接口。

主控节点中的IO连接线1从列车线2、列车关到位开关3和锁到位开关4的输出信号口，通过获取其电平信号的变化来判断门系统开关门的准确起始时间和终止时间。主控节点5与路由节点6和终端节点7通过ZigBee网络进行通信，以此来控制对地铁门8运动状态的数据采集和传输。路由节点6通过USB转串口与上位机9相连接，通过这种方式把数据传输到上位机9。终端节点7的IO分别连接加速度传感器和应变片，含有加速度传感器的节点安装在门扇的质心处而应变片则根据对门扇运动时的应力分析，安装在最易变形处。由于采用ZigBee网络进行通信，减少了系统布线的难度。上位机采用C#编写，主要实现对采集的数据进行处理存储和显示。其处理方式为调用Matlab生成的DLL，接受的数据信号存于本地，数据的显示形式为以开门或者关门的时间为横轴，以处理过的参数为纵轴的平滑曲线。

本实用新型的一种基于ZigBee的轨道车辆门运动状态监测系统的工作流程为：

（1）主控节点上电初始化后建立网络，路由节点和终端节点上电初始化后加入该网络，在程序编写时已经对网络节点和数据传输模式已经设置完成；

（2）当地铁门开门时，主控节点接收到列车线上使能驱动电机的开门控制信号，随即向终端节点和路由节点发送控制信号1；

（3）终端节点接收到控制信号1后，从其事件列表中匹配相应的事件处理函数，向路由节点发送从传感器采集到的数据，路由节点接收到控制信号1后，从其事件列表中匹配相应的事件处理函数来接收从终端节点传来的数据；

（4）地铁门关门到位后，主控节点通过判断门系统的关到位开关和锁到位开关的信号变化来向路由节点和终端节点发送控制信号2，如果超时后仍未收到信号变化，也向路由节点和终端节点发送控制信号2；

（6）终端节点接收到控制信号2后，停止发送传感器采集的数据，路由节点则停止接收来自终端节点的数据并且通过RS-232向上位机传输之前采集的数据，之后每一次开关门，都通过这种机制来进行数据采集和传输；

（7）上位机处理并存储数据信号，并且可以供工作人员调看实时数据的曲线图和历史数据，以此来对地铁门系统的运动状态进行监测，这些数据亦可作为地铁门运行健康状况的依据。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型所作的举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。