基于nfc、蓝牙与传感器的地铁轴温检测系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于近场通信技术领域，特别是一种基于NFC、蓝牙与阵列传感器的地铁轴温检测系统及检测方法。
【背景技术】
[0002]如今地铁的使用率很高，但由于有些地铁运营公司技术、管理不规范，以及现今地铁轴承检查行业的技术缺陷，因此真正能检测地铁轴承是否损坏及原因的公司很少。
[0003]目前解决地铁轴温监测的方法有温度应变片、RFID探测:其中应变片类似体温计，记录温度最高值，应变片成本低廉，但温度应变片不能实时反映地铁轴温情况，只能给出最高温度，且易受环境因素影响；而自主研发的RFID探测成本极高，设备还不成熟，不能很快普及。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种安全可靠、结构简单，造价低廉的基于NFC、蓝牙与阵列传感器的地铁轴温检测系统及检测方法。
[0005]实现本发明目的的技术解决方案为:一种基于NFC、蓝牙与传感器的地铁轴温检测系统，包括温度传感器、硬件设备、通信设备和终端设备，其中硬件设备包括第一 NFC读写器模块、第一蓝牙模块、时钟模块、SD数据存储器、温度采集模块、单片机、电源，通信设备包括第二 NFC读写器模块、第二蓝牙模块；地铁每个轴箱上均设置一组温度传感器，且各个温度传感器的输出端均接入硬件设备中的温度采集模块；所述硬件设备设置于车厢底部，且第一 NFC读写器模块、第一蓝牙模块、时钟模块、SD数据存储器、温度采集模块、电源均接入单片机；通信设备的第二 NFC读写器模块、第二蓝牙模块设置于地铁站的铁轨之间，且地铁入站停车时，车厢底部的第一NFC读写器模块位于第二 NFC读写器模块的正上方；终端设备的第三NFC读写器模块、第三蓝牙模块通过通信设备接收数据；
[0006]所述温度传感器采集轴箱外侧的温度，传输给单片机并由SD数据存储器储存数据；单片机确定周期时间内最大的温度值，并依次通过第一 NFC读写器模块、第二 NFC读写器模块发送给终端设备，终端设备经过判断若该时间周期内最高温度大于设定阈值，则通过第一蓝牙模块、第二蓝牙模块将硬件设备中SD数据存储器中的数据发送给终端设备；终端设备根据接受得到的数据分析列车轴箱的温度，继而推测出轴的温度，从而判断车轴的情况。
[0007]一种基于NFC、蓝牙与传感器的地铁轴温检测方法，包括以下步骤:
[0008]步骤1，在地铁底部安装上述硬件设备，包括第一 NFC读写器模块、第一蓝牙模块、时钟模块、SD数据存储器、温度采集模块、单片机、电源；在地铁站内安装通信设备，包括第二NFC读写器模块、第二蓝牙模块；将地铁各个轴箱均设置一个对应的ID号，并将所有轴箱上的温度传感器依次编号；
[0009]步骤2，将硬件部分通电开始工作，同时将终端设备的通信模块通电；
[0010]步骤3，单片机记录每个轴箱上的各温度传感器的温度值，并求每个轴箱上各温度传感器温度值的平均数，单片机将读取的时间值、对应轴箱ID号以及按每个传感器编号顺序排列的温度值分别记录到SD数据存储器；记录上述每个轴箱上各温度传感器平均温度值的最大值与产生最大值的时间，把该最大值的时间、对应轴箱ID号以及该轴箱上各温度传感器平均温度值的最大值组成第一数据帧；当前的时间值、轴箱ID号以及该轴箱上各温度传感器平均温度值组成第二数据帧；把第一蓝牙模块、第二蓝牙模块、第三蓝牙模块的配对信息组成第三数据帧；把第一、第二、第三数据帧合并，通过第一 NFC读写器模块发送；
[0011]步骤4，第二 NFC读写器模块接收第一 NFC读写器模块的信息并发送至地铁站监控电脑终端设备；解析数据，把第一数据帧中的轴箱上各温度传感器平均温度值的最大值与设定的阈值比较:如果超过阈值则报警，终端设备的第三蓝牙模块配对连接第一蓝牙模块与第二蓝牙模块，读取早于当前一个小时内SD数据存储器内的数据，并记录在地铁站监控电脑终端设备的数据库内，并进入步骤5 ;如果未超过阈值，则不执行任何操作，列车可以驶出站台，返回步骤3 ;
[0012]步骤5，地铁站监控电脑终端设备根据数据库记录的温度数据值统计，并绘制时间和温度图表；
[0013]步骤6，重复步骤3?5，直到地铁完成今日的运营，进入步骤7 ;
[0014]步骤7，地铁轴箱检查人员打开手机终端的APP，手机终端的第三NFC读写器与地铁轴温检测系统的硬件部分中的第一 NFC读写器模块相接触，手机第三蓝牙模块自动连接第一蓝牙模块；
[0015]步骤8，地铁轴箱检查人员通过手机APP发送读取的所有数据命令给地铁轴温检测系统的硬件部分，单片机接到指令并执行，将本日SD数据存储器内的所有数据记录通过第一蓝牙模块发送给手机APP ;此外，地铁轴箱检查人员直接退出SD卡来拷贝数据；
[0016]步骤9，地铁轴箱检查人员通过手机APP把数据上传至服务器。
[0017]本发明与现有技术相比，其显著优点为:(I)性价比较高:仅在地铁底部加装本系统硬件部分，其造价为300，极其低廉；由于无需修改地铁结构，这样大大降低了该套装置安装的成本；(2)高效、环保的传递信息:利用设置在地铁底部的NFC读写器模块给终端设备在停站的时间内发送站与站之间运行时间内地铁轴箱的最高温度，经过终端阈值判断是否需要读取更多的数据，因此更高效，环保；(3)硬件部分搭载在Arduino Mega单片机上，其专用应用程序搭载在安卓手机平台及电脑平台上，益于日后的二次开发，该终端智能手机专用软件可通过手机连接3G或4G网络，并可以无限拓展，与地铁站或地铁底部的其他传感器相联系，可构成物联网络；(4)可以加入更加准确的数据算法程序，减少数据分析的误差，提高更准确的判断，与地铁运营、轴承制造、轴承维修等公司合作，成为更好的、服务面更广的、更高效的地铁类检修系统。
[0018]下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
【附图说明】
[0019]图1为本发明基于NFC、蓝牙与传感器的地铁轴温检测系统的结构示意图。
[0020]图2为本发明基于NFC、蓝牙与传感器的地铁轴温检测方法的流程图。
[0021]图3为本发明基于NFC、蓝牙与传感器的地铁轴温检测系统的联网示意图。
【具体实施方式】
[0022]结合图1，本发明基于NFC、蓝牙与传感器的地铁轴温检测系统，包括温度传感器、硬件设备、通信设备和终端设备，其中硬件设备包括第一 NFC读写器模块、第一蓝牙模块、时钟模块、SD数据存储器、温度采集模块、单片机、电源，通信设备包括第二 NFC读写器模块、第二蓝牙模块；地铁每个轴箱上均设置一组温度传感器，且各个温度传感器的输出端均接入硬件设备中的温度采集模块；所述硬件设备设置于车厢底部，且第一 NFC读写器模块、第一蓝牙模块、时钟模块、SD数据存储器、温度采集模块、电源均接入单片机；通信设备的第二 NFC读写器模块、第二蓝牙模块设置于地铁站的铁轨之间，且地铁入站停车时，车厢底部的第一 NFC读写器模块位于第二 NFC读写器模块的正上方；终端设备的第三NFC读写器模块、第三蓝牙模块通过通信设备接收数据；
[0023]所述