一种机车定位测控系统及方法与流程

本发明涉及检测技术领域，特别是涉及一种机车定位测控系统及方法。

背景技术：

现有的机车定位采用gps或者轨道电路定位的方式，gps的信号偏差较大，可靠性较低，轨道电路定位需要对轨道进行切割，即机车在轨道上行驶时，引起轨道电路通路，反向判断机车所在轨道位置，且轨道电路定位方式无法实现机车编组、运行方向等判断，需要大量的人工操作引导或修正。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种机车定位测控系统及方法，用于解决现有技术中机车定位不便的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种机车定位测控系统，包括：用于提供能源的电源管理模块、用于感应车轮并产生磁钢信号的磁钢、用于切换信号传输的继电器模块、用于检测磁钢信号的磁钢信号检测模块、用于检测磁钢阻值的磁钢自检模块以及处理模块，所述电源管理模块与所述继电器模块以及所述处理模块之间信号连接，所述磁钢与所述继电器模块信号连接，所述磁钢信号检测模块以及所述磁钢自检模块分别与处理模块信号连接，当车轮经过所述磁钢时产生磁钢信号，所述继电器模块与所述磁钢信号检测模块信号连接，所述处理模块采集磁钢信号，当完成磁钢信号采集后，继电器模块与磁钢自检模块信号连接，检测磁钢的内阻。

可选的，机车定位测控系统还包括磁钢防护模块，磁钢防护模块包括用于滤波的二极管和用于过流保护的保险丝，所述保险丝与磁钢串联，所述二极管与磁钢并联。

可选的，还包括无线数传模块，所述无线数传模块分别与处理模块以及所述电源管理模块信号连接。

可选的，电源管理模块包括电池、电压转换单元和pmos单元，所述电池与所述电压转换单元信号连接，且所述电压转换单元与所述pmos单元信号连接，所述pmos单元信号还包括用于运放的三极管和用于切换通路的继电开关，当完成磁钢信号采集后，所述继电开关与所述无线数传模块信号连接。

可选的，所述磁钢自检模块包括参考电压单元以及分压电路单元，所述参考电压单元与所述分压电路单元信号连接，所述参考电压单元包括用于提供参考电压的电压源以及用于滤波的电容，所述分压电路单元包括缓冲器和并联电阻电路，所述并联电阻电路与所述缓冲器串联。

可选的，所述磁钢信号检测模块包括rc滤波电路以及缓冲器，所述缓冲器与所述rc滤波电路连接。

可选的，所述机车定位测控系统包括至少两个磁钢，两个所述磁钢沿着轨道的延伸方向依次设置。

一种机车定位测控方法，包括：当磁钢检测到磁钢信号时，继电器模块与磁钢信号检测模块信号连接，处理模块对磁钢信号进行采集；继电器模块与所述磁钢自检模块信号连接，所述磁钢自检模块对磁钢的电阻进行检测。

可选的，在完成所述磁钢自检模块对磁钢的电阻进行检测的步骤后，还包括：处理模块控制无线数传模块打开，并将磁钢信号发送；处理模块控制无线数传模块关闭，处理模块进行休眠状态。

可选的，在继电器模块与磁钢信号检测模块信号连接的步骤前，对磁钢信号进行低通滤波。

如上所述，本发明的机车定位测控系统及方法，具有以下有益效果：

当车轮经过所述磁钢时产生磁钢信号，所述继电器模块与所述磁钢信号检测模块信号连接，所述处理模块采集磁钢信号，当完成磁钢信号采集后，继电器模块与磁钢自检模块信号连接，检测磁钢的内阻

附图说明

图1显示为本发明实施例的机车定位测控系统的结构示意图。

图2显示为本发明实施例的磁钢防护模块的结构示意图。

图3显示为本发明实施例的磁钢信号检测模块的结构示意图。

图4显示为本发明实施例的磁钢自检模块的结构示意图。

图5显示为本发明实施例的电源管理模块的结构示意图。

图6显示为本发明实施例的处理模块的结构示意图。

图7显示为本发明实施例的无线数传模块的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图7。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

请参阅图1，本发明提供一种机车定位测控系统，包括：用于提供能源的电源管理模块、用于感应车轮并产生磁钢信号的磁钢、用于切换信号传输的继电器模块、用于检测磁钢信号的磁钢信号检测模块、用于检测磁钢阻值的磁钢自检模块以及处理模块，所述电源管理模块与所述继电器模块以及所述处理模块之间信号连接，所述磁钢与所述继电器模块信号连接，所述磁钢信号检测模块以及所述磁钢自检模块分别与处理模块信号连接，当车轮经过所述磁钢时产生磁钢信号，所述继电器模块与所述磁钢信号检测模块信号连接，所述处理模块采集磁钢信号，当完成磁钢信号采集后，继电器模块与磁钢自检模块信号连接，检测磁钢的内阻，处理模块可以采用各种可以实现可调节数字信号的单元，例如各种单片机、微控制器、dsp(数字信号处理器)、fpga(field－programmablegatearray，即现场可编程门阵列)、上位机或者中央处理器(cpu，centralprocessingunit)，在本实施例中，控制器可采用单片机，通过对单片机进行编程可以实现各种控制功能，比如在本实施例中，实现磁钢信号的采集、处理和解调功能，单片机具有方便接口调用、便于控制的优点，在本方案中，当磁钢未检测到磁钢信号时，系统处于休眠状态，降低功耗，提高器件的使用寿命，当车轮经过磁钢时，车轮切割磁钢中线圈并生成电流，进而产生磁钢信号，磁钢信号触发继电器模块工作，并且继电器模块与磁钢信号检测模块连通，将磁钢信号传输给处理模块，当完成信号采集后，继电器模块与磁钢自检模块连接，并且通过磁钢自检模块检测磁钢内阻，例如检测100ms，通过继电器模块的工作状态切换，提高了电池管理模块的续航能力，便于维护和保养。

请参阅图2，机车定位测控系统还包括磁钢防护模块，磁钢防护模块包括用于滤波的二极管和用于过流保护的保险丝，所述保险丝与磁钢串联，所述二极管与磁钢并联，在本实施过程中，通过低通滤波获取磁钢信号，二极管可采用2031-15t-sm-rplf以及smbj5.0ca，将高频信号(大于50khz)的告饶信号衰减和阻隔，磁钢信号输出到处理模块的io中断引脚，由处理模块进行ad转换等操作。

请参阅图1和图7，还包括无线数传模块，所述无线数传模块分别与处理模块以及所述电源管理模块信号连接，在实施过程中，无线数传模块可采用lora方案，有效的传输距离可达5000以上，具有丢包率低、信号稳定以及传输距离远的优点。

请参阅图5，电源管理模块包括电池、电压转换单元和pmos单元，所述电池与所述电压转换单元信号连接，且所述电压转换单元与所述pmos单元信号连接，所述pmos单元信号还包括用于运放的三极管和用于切换通路的继电开关，当完成磁钢信号采集后，所述继电开关与所述无线数传模块信号连接，在实施过程中，三极管可采用a03401，当处理模块未采集到磁钢信号时，继电开关处于断路，当处理模块采集完磁钢信号时，继电开关通路，电压转换单元的输出电压由三极管运放后输出至无线数传模块，无线数传模块上电并工作，将磁钢信号发送至终端或者服务器，当完成发送后，继电开关断路，无线数传模块进入休眠，提高系统的续航，便于维护和管理。

请参阅图4，所述磁钢自检模块包括参考电压单元以及分压电路单元，所述参考电压单元与所述分压电路单元信号连接，所述参考电压单元包括用于提供参考电压的电压源以及用于滤波的电容，所述分压电路单元包括缓冲器和并联电阻电路，所述并联电阻电路与所述缓冲器串联，在实际实施过程中，电压源可采用ref192，能够提供稳定的低压并作为参考电压，缓冲器可采用opa2317，opa317系列cmos运算放大器不但具备精密的性能，而且价格极具竞争力，这些器件属于采用专有自动校准技术的零漂移系列放大器，在整个时间和温度范围内的偏移电压非常低(最大90μv)且几乎零漂移，并且静态电流只有35μa(最大值)，opa317系列放大器具有轨到轨输入和输出以及几乎不变的1/f噪声特性，因此是许多应用应用的理想选择，更容易设计到系统中。此类器件经过优化，适合在1.8v(±0.9v)至5.5v(±2.75v)的低电压状态下工作，便于提高电阻测量的精确性和可靠性。

请参阅图3，所述磁钢信号检测模块包括rc滤波电路以及缓冲器，所述缓冲器与所述rc滤波电路连接，可有效地进行浪涌、过流、静电防护。

在实际实施过程中，所述机车定位测控系统包括至少两个磁钢，两个所述磁钢沿着轨道的延伸方向依次设置，根据采集到磁钢信号的时序判定机车运行的方向。

一种机车定位测控方法，包括：当磁钢检测到磁钢信号时，继电器模块与磁钢信号检测模块信号连接，处理模块对磁钢信号进行采集；继电器模块与所述磁钢自检模块信号连接，所述磁钢自检模块对磁钢的电阻进行检测。

在完成所述磁钢自检模块对磁钢的电阻进行检测的步骤后，还包括：处理模块控制无线数传模块打开，并将磁钢信号发送；处理模块控制无线数传模块关闭，处理模块进行休眠状态，提高电池的续航能力，便于维护和保养。

为了提高磁钢信号采集的精确性，在继电器模块与磁钢信号检测模块信号连接的步骤前，对磁钢信号进行低通滤波，并将大于50khz的信号衰减和阻隔。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。