一种基于无线调车灯显系统的便携式安全测距装置的制作方法

本实用新型涉及一种基于无线调车灯显系统的便携式安全测距装置，属于通讯设备技术领域。

背景技术：

调车作业是车站的一项重要而又复杂的工作。在调车作业中，机车进入尽头线区域取车辆时或者推进车辆时，需要准确掌握机车与车辆之间的车距。而目前该车距全由人工目测获取。由于调车作业会受作业前准备不充分、作业人员经验不足、作业环境差等因素影响，而导致运行的机车与停留的车辆相撞的恶性事件。随着应用场景的不断变化和信息化管理进程的发展，有必要研发新的便携式安全测距装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于无线调车灯显系统的便携式安全测距装置，用于解决现有技术存在的上述问题。

本实用新型通过下列技术方案完成：一种基于无线调车灯显系统的便携式安全测距装置，该便携式安全测距装置与机车控制器、区长控制器、便携手持台控制器信号连接，其特征在于该便携式安全测距装置包括壳体，设于壳体上的显示屏、指示灯、通讯接口、天线、电源开关、扬声器，设于壳体内的数据处理主控器、卫星定位控制器、无线通信器、电池、加速度传感器，其中：数据处理主控器与显示屏、指示灯、通讯接口、扬声器、卫星定位控制器、无线通信器、加速度传感器、供电器相连，天线与卫星定位控制器、无线通信器相连，供电器分别与电池、电源开关相连，以便将该便携式安全测距控制器分别固定在机车和车辆上，即可在调车作业中，在机车进入尽头线区域取、送车辆时，对两个目标点之间距离进行运算，进而获得两个目标点之间的距离及速度信号，并以无线通信方式将距离及速度信号传输至便携手持台控制器，再通过便携手持台控制器以无线通信方式，分别向机车控制器、区长控制器进行通信数据交互，在完成调车作业的同时，对车距进行防护预警和自动停车控制。

所述壳体上设有携带扣，用于将便携式安全测距装置固定在机车或车辆上，同时方便调车作业人员随身携带。

所述壳体上设有磁铁，用于将便携式安全测距装置固定在机车或车辆上。

所述数据处理主控器是型号为stm32单片机，其中的25、26、27、28脚与显示屏相连，40脚与指示灯相连，30、31脚与通讯接口相连，18脚经功率放大后和与扬声器spk+相连，34、37脚与卫星定位控制器的30、31脚相连，12、13脚与无线通信器的7、8脚相连，42、43脚与加速度传感器的12、13脚相连，24、36、48脚与供电器的5脚相连，天线与卫星定位控制器、无线通信器相连，供电器与电池、电源开关相连。

所述通讯接口为：rs232/rs485/gprs/rf短距离无线通讯中的一种或多种。

所述无线通信器为：gsm-r、lte、4g、3g、gprs、zigbee、wifi、lora、ti公司出品的工作在低于1ghz频段的无线数传芯片和/或dmr、nxdn通信模块中的一种或多种，其中的dmr、nxdn通信模块为工作频率在400-470mhz频段中的一种或多种；无线通信器输出端通过io接口数据线与数据处理主控器输入端电相连。

所述供电器为常规供电器，用于实现电池与便携式安全测距控制器电源端子之间电连接。

所述加速度传感器是飞思卡尔的mma745xl产品、卫星定位控制器的gps模块芯片是sirfiii产品，加速度传感器、卫星定位控制器的输出端均通过io接口数据线与数据处理主控器输入端电连接。

所述卫星定位控制器为现有的gps模块、北斗定位模块。

所述便携式安全测距装置至少设置a、b两台，a便携式安全测距装置置于运行的机车前端，b便携式安全测距装置置于被调用的停留车辆上，用于测量调运过程中的两目标车的距离及速度，并将所测距离及速度信号发送至便携手持台控制器，便携手持台控制器将携带有距离及速度的通信数据发送至机车控制器，机车控制器解析运算上述信号数据，当机车进入尽头线区域取、送车辆时，机车运行速度与调车作业标准中的速度不匹配时，机车控制器将发出车距防护预警提示。

所述a便携式安全测距装置的无线通信器至少设置a1、a2两个，a1、a2两个无线通信器均与数据处理主控器相连，其中无线通信器a1作为数据交互通信链路与数据处理主控器相连，主要对安装在运行机车上、停留车辆上的a、b两台便携式安全测距装置上的加速度传感器、卫星定位控制器的距离、速度等数据进行交互，并送给数据处理主控器进行处理运算后，得到两测量目标点之间的距离及速度；无线通信器a2作为无线射频通信数据传输，主要用于将数据处理主控器得到的两测量目标点之间的距离及速度，以无线电磁波方式发送至便携手持台控制器。

所述便携手持台控制器为常规设备，通过图文及语音方式，用于将收到的两测量目标点之间的距离及速度信号携带嵌入到无线调车灯显系统的通信数据中，并发送给机车控制器，机车控制器检测到调车作业未按标准执行时，自动生成停车指令信息并封锁调车行进指令信息，确保调车作业安全。便携手持台控制器，用于调车成员之间的通话、发送调车行进信令。

所述区长控制器为常规设备，用于发送调车作业计划数据、完成通话，并通过无线方式下发调车作业计划数据至机车控制器、便携手持台控制器，实现调车组成员查看调车作业计划数据。

机车控制器为常规设备，用于接收便携手持台控制器发出的调车作业数据，具备发起和接收便携手持台控制器、区长控制器通话，接收便携手持台控制器发出调车信令、分析处理转换成电平信号后驱动点灯显示、语音提示和发出相应回示；同时机车控制器用于解析运算便携手持台控制器发送的携带嵌入两测量目标点之间的距离及速度信号的通信数据，当机车进入尽头线区域取、送车辆时，机车运行速度与调车作业标准中的速度不匹配时，机车控制器将发出十、五、三车车距防护预警提示信息，自动停车，锁闭便携手持台控制器发出的调车行进信号，待预警提示信息排除以后，机车控制器控制机车正常工作。

本实用新型具有以下优点和效果：

1）本实用新型具备测量运行机车与停留车辆两目标点之间的距离及速度。

2）测量精准、刷新速度快，配合现有的机车控制器、区长控制器、便携手持台控制器，实现语音报读，满足铁路作业人员现场使用需求，使调车作业者及时准确掌握尽头线区域内的运行机车与停留车辆两测量目标点之间的距离及速度，保障调车安全。

3)本实用新型造价低、高效益、组网自由、灵活多样，同时体积小、重量轻，便于携带，维护简单、方便，有效降低铁路调车作业人员的工作强度，简化操作。

附图说明

图1为本实用新型结构方框图；

图2为本实用新型与现有设备组合示意图；

图3为图1中的数据处理主控器电路图；

图4为图1中的加速度传感器电路图；

图5为图1中的卫星定位控制器电路图；

图6为图1中的供电器电路图；

图7为图1中的无线通讯器电路图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型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，实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品，本领域普通技术人员在没有付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。

本实用新型提供的基于无线调车灯显系统的，便携式安全测距装置与机车控制器、区长控制器、便携手持台控制器信号连接，如图2；

该便携式安全测距装置包括壳体，该壳体设为前壳体和后壳体，前壳体上设有显示屏、指示灯、通讯接口、电源开关、扬声器，前壳体内设有数据处理主控器、供电器；后壳体上设有天线、携带扣或磁铁，后壳体内设有卫星定位控制器、无线通信器、加速度传感器、电池，其中：数据处理主控器与显示屏、指示灯、通讯接口、扬声器、供电器、卫星定位控制器、无线通信器、加速度传感器电连接，天线与卫星定位控制器、无线通信器相连，供电器与电池、电源开关相连，如图1；

所述便携式安全测距装置至少设置a、b两台，a便携式安全测距装置通过携带扣固定在运行的机车前端，b便携式安全测距装置通过磁铁固定在被调用的停留车辆上，其中：所述a便携式安全测距装置的无线通信器设置a1、a2两个，其中无线通信器a1作为数据交互通信链路与数据处理主控器相连，主要对安装在运行机车上的a便携式安全测距装置、安装在停留车辆上的b便携式安全测距装置上的加速度传感器、卫星定位控制器的距离、速度等数据进行交互，并送给数据处理主控器进行处理运算后，得到两测量目标点之间的距离及速度；无线通信器a2作为无线射频通信数据传输与数据处理主控器相连，主要用于将数据处理主控器得到的两测量目标点之间的距离及速度，以无线电磁波方式发送至便携手持台控制器；再通过便携手持台控制器以无线通信方式，分别向机车控制器、区长控制器进行通信数据交互，在完成调车作业的同时，对车距进行防护预警和自动停车控制。

所述推带扣，用于将便携式安全测距装置固定在机车或车辆上，同时方便调车作业人员随身携带。

所述数据处理主控器是型号为stm32单片机，如图3，其中的25、26、27、28脚与显示屏相连，40脚与指示灯相连，30、31脚与通讯接口相连，18脚经功率放大后和与扬声器spk+相连，34、37脚与卫星定位控制器（如图5）的30、31脚相连，12、13脚与无线通信器（如图7）的7、8脚相连，42、43脚与加速度传感器（如图4）的12、13脚相连，24、36、48脚与供电器（如图6）的5脚相连，天线与卫星定位控制器、无线通信器相连，供电器与电池、电源开关相连。

所述通讯接口为：rs232/rs485/gprs/rf短距离无线通讯中的一种或多种。

所述无线通信器为：gsm-r、lte、4g、3g、gprs、zigbee、wifi、lora、ti公司出品的工作在低于1ghz频段的无线数传芯片和/或dmr、nxdn通信模块中的一种或多种，其中的dmr、nxdn通信模块为工作频率在400-470mhz频段中的一种或多种；无线通信器输出端通过io接口数据线与数据处理主控器输入端电相连。

所述供电器为常规供电器，用于实现电池与便携式安全测距控制器电源端子之间电连接。

所述加速度传感器是飞思卡尔的mma745xl产品、卫星定位控制器的gps模块芯片是sirfiii产品，加速度传感器、卫星定位控制器的输出端均通过io接口数据线与数据处理主控器输入端电连接。

所述便携手持台控制器为常规设备，通过图文及语音方式，用于将收到的两测量目标点之间的距离及速度信号携带嵌入到无线调车灯显系统的通信数据中，并发送给机车控制器，机车控制器检测到调车作业未按标准执行时，自动生成停车指令信息并封锁调车行进指令信息，确保调车作业安全。便携手持台控制器，用于调车成员之间的通话、发送调车行进信令。

所述区长控制器为常规设备，用于发送调车作业计划数据、完成通话，并通过无线方式下发调车作业计划数据至机车控制器、便携手持台控制器，实现调车组成员查看调车作业计划数据。

所述机车控制器为常规设备，用于接收便携手持台控制器发出的调车作业数据，具备发起和接收便携手持台控制器、区长控制器通话，接收便携手持台控制器发出调车信令、分析处理转换成电平信号后驱动点灯显示、语音提示和发出相应回示；同时机车控制器用于解析运算便携手持台控制器发送的携带嵌入两测量目标点之间的距离及速度信号的通信数据，当机车进入尽头线区域取、送车辆时，机车运行速度与调车作业标准中的速度不匹配时，机车控制器将发出十、五、三车车距防护预警提示信息，自动停车，锁闭便携手持台控制器发出的调车行进信号，待预警提示信息排除以后，机车控制器控制机车正常工作。

工作时，便携式安全测距装置根据调车作业计划进行调车作业，在推进车辆连挂或尽头线取送车辆时，提前将a便携式安全测距装置开机并固定在运行机车前端、b便携式安全测距装置开机并吸附于股道线路调车作业停留车辆前端；

机车运行后，数据处理主控器通过加速度传感器、卫星定位控制器完成对需要测距的两个目标点之间距离及速度信号进行相应数据运算，进而得到测量目标点之间的距离及速度，同时数据处理主控器驱动显示屏、扬声器显示及播报距离结果；

同时数据处理主控器将得到测量目标点之间的距离及速度数据通过无线通信器以无线电磁波方式发送至便携手持台控制器，完成空中无线电磁波信号的收发；便携手持台控制器通过内置无线射频收发模块与本便携式安全测距装置建立无线电磁波连接交互的通信数据；便携手持台控制器将接收到的距离及速度以数据方式传输至内置的微处理器，经过内部的微处理器，将运行机车与停留车辆之间的距离及速度信号数据，重新处理运算组成携带嵌入十、五、三车距离及速度的通信数据中信令帧，通过内置无线射频收发模块送给机车控制器，机车控制器接收解析运算便携手持台控制器发送携带嵌入十、五、三车距离及速度的通信数据中数据，当机车进入尽头线区域取送车辆时或推进车辆运行时，机车运行速度与调车作业标准中的速度不匹配时，机车控制器将发出十、五、三车车距防护预警提示信息，自动停车并锁闭便携手持台控制器发出的调车行进信号，待预警提示信息排除以后，机车控制器控制机车正常工作。

为进一步说明无线调车灯显系统的便携式安全测距装置，现对其中的应用场景进行举例说明：

1、铁路调车作业过程中，尽头线取送车辆时，要显示十、五、三车的距离信号，没有显示十、五、三车的距离信号，不准挂车，没有司机回示，应立即显示停车信号。

2、向有车线摘、挂车辆时，从进入该线起，最高速度不得超过20km／h；推进车辆连挂时，调车指挥人应及时显示十、五、三车距离信号，其速度分别不超过17、12、7km/h；接近被连挂的车辆时，不准超过5km/h。

3、本实用新型所述便携式安全测距装置包含：a便携式安全测距装置和b便携式安全测距装置，a便携式安全测距装置固定于运行推进车辆的前端，b便携式安全测距装置吸附于股道线路调车作业停留车车体的前端；通过a便携式安全测距装置与b便携式安全测距装置对两个目标点之间距离进行相应数据运算，进而得到测量目标点之间的距离及速度信号数据，并以无线通信方式，将距离及速度信号以无线电磁波方式发送至便携手持台控制器，便携手持台控制器通过图文及语音方式展示，并将收到的推进车辆前端距离被挂车辆的距离及速度信号携带嵌入无线调车灯显系统的通信数据中，b便携式安全测距装置根据现场调车作业特点，分为b1便携式安全测距装置，b2固定式安全测距装置两种，调车作业中机车进入推进车辆运行时，b1便携式安全测距装置吸附于股道线路调车作业停留车车体的前端；调车作业中机车进入尽头线区域取送车辆时，b2固定式安全测距装置安装于尽头线股道挡车器的前端并置于加装有太阳能供电的立柱箱体内。

以上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，在此实例扩展外的内容都属于本实用新型保护的范围。