一种基于gprs的电气化铁路线索张力监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电气化铁路中接触网线索张力补偿领域，具体而言，涉及一种基于GPRS的电气化铁路线索张力监测系统。
【背景技术】
[0002]电气化铁路和城市轨道交通的动力来源于供电系统接触网。当大气温度发生变化时，接触网线索(接触线和承力索)受热胀冷缩的影响会伸长或缩短，从而使线索内张力发生变化，进而使其弛度也发生变化，最终导致电力机车受电弓受流条件恶化，影响电气化铁路和城市轨道交通的安全稳定运行。因此，需加装接触网补偿装置(又称张力自动补偿器或张力自动补偿装置)。该装置能够自动调整线索的张力并保持线索弛度满足技术要求，从而使接触悬挂的稳定性与弹性得到改善，提高接触网运营质量。接触网补偿装置是接触线和承力索在气温变化时保持工作张力恒定的重要装置，其性能好坏直接影响着接触网的悬挂弹性、接触网在几何空间位置的标准状态等，保障接触网补偿装置正常工作对减少弓网故障有着重要意义。
[0003]弹簧补偿装置在我国是一种新型的接触网补偿装置，其特点是结构紧凑、占空间小；重量轻，安装方便；安全可靠，使用寿命长，且在使用寿命期内无需维护；环保性好，无污染，同时不受电弓尺寸限制。弹簧补偿装置可以对软横跨补偿的张力进行有效的补偿，提高软横跨系统的可靠性，是接触网补偿装置的发展方向。
[0004]我国电气化铁路区域广且线路较长，弹簧补偿装置数量多、分布零散，对如何实时监测整个线路区段内所有弹簧补偿装置安装位置处的线索张力这一问题，目前已经有基于ZigBee技术的解决方案，但是，基于ZigBee技术的解决方案仍然具有以下不足:无法实现远程监控，系统自动化水平不高，环境适应性不强，受地理位置、天气状况等因素影响较大。所以，如何提供一种满足当前应用需求的电气化铁路线索张力监测系统为本领域亟需解决的一大问题。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种基于GPRS的电气化铁路线索张力监测系统，用以通过GPRS移动通信网络远程监测供电系统中接触网线索的张力。
[0006]为达到上述目的，本发明提供了一种基于GPRS的电气化铁路线索张力监测系统，其应用于供电系统接触网，供电系统接触网安装有多个接触网线索张力补偿装置，本发明提供的基于GPRS的电气化铁路线索张力监测系统包括:多个线索张力监测终端、一监测中心和一移动终端，每一线索张力监测终端均与监测中心和移动终端连接，其中，
[0007]多个线索张力监测终端分别安装于其中一个接触网线索张力补偿装置所在位置，线索张力监测终端用于测得其安装位置处的供电系统接触网的线索张力并将测得的线索张力发送至监测中心和移动终端；
[0008]监测中心包括一接收模块、一存储模块、一统计分析模块和一显示模块，接收模块用于接收每一线索张力监测终端测得的线索张力，存储模块分别与接收模块、统计分析模块和显示模块连接，存储模块用于从接收模块中读取并存储每一线索张力监测终端测得的线索张力，统计分析模块用于对每一线索张力监测终端测得的线索张力进行统计分析，以获得每一接触网线索张力补偿装置的工作状态，显示模块进一步与统计分析模块连接，显示模块用于显示每一线索张力监测终端测得的线索张力及每一接触网线索张力补偿装置的工作状态；
[0009]移动终端包括一监测参数设置模块、一系统参数设置模块和一终端显示模块，监测参数设置模块用于设置线索张力监测终端的张力采样频率和张力发送频率并将其发送至线索张力监测终端，系统参数设置模块用于设置监测中心的IP地址、监控人员手机号码以及参数设置密码，终端显示模块用于显示每一线索张力监测终端测得的线索张力。
[0010]优选的，每一线索张力监测终端通过GPRS网络、Internet网络中的至少一种与监测中心和移动终端连接。
[0011]优选的，监测中心还包括一预警模块，预警模块与存储模块连接，且存储模块中预先存储有一张力预设范围，预警模块从存储模块中读取该张力预设范围，当任一线索张力监测终端测得的线索张力超过张力预设范围时，预警模块发出报警信息。
[0012]优选的，线索张力监测终端包括张力传感器模块、信号调理电路模块、电源模块、MCU模块、GPRS模块、FLASH模块和时钟模块，其中，
[0013]MCU模块包括SPI模块、I2C模块、A/D模块和串口模块，张力传感器模块的输出端与信号调理电路模块的输入端相连接，信号调理电路模块的输出端与A/D模块连接，FLASH模块与SPI模块连接，时钟模块与I2C模块连接，串口模块与GPRS模块连接，电源模块与张力传感器模块、信号调理电路模块、MCU模块、GPRS模块连接。
[0014]优选的，电源模块包括太阳能电池板、太阳能充电控制器、蓄电池和DC/DC电压转换电路，其中，
[0015]太阳能电池板的输出端与太阳能充电控制器的输入端连接，太阳能充电控制器的输出端与蓄电池的正极连接，蓄电池的正极与DC/DC电压转换电路的输入端连接。
[0016]优选的，DC/DC电压转换电路包括9V-12V、9V-5V和9V-3.3V三种电路。
[0017]优选的，GPRS模块包括通信接口电路、供电电路、SIM卡卡槽电路和SM900A芯片电路，其中，
[0018]通信接口电路中的串行接口与SM900A芯片电路中的串行接口相连接，供电电路的输入端与外部电源连接，供电电路的输出端与通信接口电路和SM900A芯片电路中的电源输入端相连接，SIM卡卡槽电路中的输入输出端与SM900A芯片电路中的4个指定I/O接口连接。
[0019]优选的，监测中心还包括上位机软件和数据库，上位机软件采用VB.NET语言编写，数据库采用SQL Server 2012，上位机软件与线索张力监测终端之间的通信基于Client/Sever模式，且上位机软件与线索张力监测终端之间的通信采用Socket编程实现。
[0020]本发明通过GPRS移动通信网络远程监测供电系统中接触网线索的张力，可以在监测中心和移动终端上显示各个线索的张力，并可在监测中心对张力数据进行进一步的统计分析，对不满足张力要求的线索进行预警，还可通过移动终端以发送短信息的方式设置监测终端的工作参数。
[0021]综上所述，本发明具有以下优势:(1)可实现远程监控，工作人员无需现场测量，系统自动化水平相对较高；(2)环境适应性强，受地理位置、天气状况等因素影响小。
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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。
[0023]图1为本发明一实施例的基于GPRS的电气化铁路线索张力监测系统的结构示意图；
[0024]图2为本发明一实施例的线索张力监测终端的结构示意图；
[0025]图3为本发明一实施例的电源模块的结构示意图；
[0026]图4为本发明一实施例的GPRS模块的结构示意图；
[0027]图5为本发明一实施例的上位机软件程序流程图。
[0028]附图标记说明:1-线索张力监测终端；11_张力传感器模块；12_信号调理电路模块;1