一种轨道板温度远程监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种温度监测系统，具体说，是涉及一种轨道板温度远程监测系统，属 于温度监测技术领域。
【背景技术】
[0002] 高速铁路轨道板的温度主要指2个方面：一是轨道板整体的温度升降，这会导致 轨道板发生整体的伸缩；二是轨道板沿其高度方向的温度递变即温度梯度，这是导致轨道 板发生翘曲、表层开裂和板底分离的主要原因，为了避免温度对轨道板的影响以致产生安 全隐患，需要对轨道板温度进行全天测量，以实时监控轨道板温度情况。
[0003] 目前，实现轨道板温度远程监测是通过无线透传模块，将获取的温度值通过无线 网络实时传送到远程服务器中。现有的轨道板远程监测系统存在抗干扰能力不强、供电线 较长造成的线上压降较大，导致采样单元无法正常工作，从而不能满足相关监测需求；同 时，现有的轨道板远程监测系统的通讯接口有限，难以处理多个并行任务，一旦传输系统不 能正常工作，那么整个监测系统将不能工作，以致维护成本很高。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种抗干扰能力强、维护成 本低、高效率的轨道板温度远程监测系统。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] -种轨道板温度远程监测系统，包括供电单元、主控单元和若干温度采样单元，所 述供电单元的一路输出与主控单元相连接，所述供电单元的另一路输出与电源隔离单元相 连接，所述主控单元与电磁隔离芯片相连接，所述电磁隔离芯片通过485总线与每一个温 度采样单元相连接，每一个温度采样单元与其对应的多个温度传感器相连接；所述电源隔 离单元与每一个温度采样单元均相连接，并且，所述主控单元具有DTU无线数据透传模块， 所述温度采样单元采用环形供电。
[0007] 作为优选方案，所述供电单元包括太阳能输入供电单元、蓄电池储能单元以及输 出供电单元；所述太阳能输入供电单元包括若干太阳能电池板、MPPT控制器以及直流母 线，所述蓄电池储能单元包括若干蓄电池、若干蓄电池充放电控制电路以及若干输入输出 接口，所述输出供电单元包括若干并联的调压电路；每一个太阳能电池板的输出端均与所 述MPPT控制器的输入端相连接，所述MPPT控制器的输出端与直流母线相连接，所述直流母 线与输入输出接口相连接，每一个输入输出接口均与一个蓄电池充放电控制电路相连接， 每一个蓄电池充放电控制电路均与至少两个蓄电池相连接，每一个蓄电池的输出端均与一 个调压电路的输入端相连接，所有调压电路的输出端并联形成供电单元的输出端。
[0008] 作为进一步优选方案，所述太阳能输入供电单元还包括太阳能供电安全保护电 路，所述太阳能供电安全保护电路介于所述MPPT控制器与直流母线之间；所述蓄电池储能 单元还包括蓄电池安全保护电路，所述蓄电池安全保护电路介于所述输入输出接口与蓄电 池充放电控制电路之间；所述输出供电单元还包括若干整流二极管，每一个调压电路的输 出端均与一个整流二极管相连接，所有整流二极管的输出端并联形成供电单元的输出端。
[0009] 作为进一步优选方案，所述太阳能供电安全保护电路包括过流保护电路和过热保 护电路；所述蓄电池安全保护电路包括短接保护电路、反接保护电路、过充保护电路和过放 保护电路。
[0010] 作为优选方案，所述主控单元为STM32F107VC处理器，采用实时多任务操作系统 (RT0S)〇
[0011] 作为优选方案，所述主控单元还包括触摸屏显示单元和SD存储卡。
[0012] 作为优选方案，所述电源隔离单元包括DC-DC隔离电源芯片和LD0稳压芯片，使 12V供电电源经过DC-DC隔离电源芯片后输出为+12VDC隔离电源，然后使+12VDC隔离电 源经过LD0稳压芯片转化为+5VDC的直流电源。
[0013] 作为优选方案，所述电磁隔离芯片选用ADM2582E或ADM2587E芯片。
[0014] 作为优选方案，所述温度采样单元为STM8L系列的单片机，具有485总线接口、分 时控制接口、485总线发送接口和485总线接收接口。
[0015] 作为优选方案，所述485总线接口包括基于MAX485芯片的485总线接口电路。
[0016] 相较于现有技术，本发明的有益技术效果在于：
[0017] 本发明提供的轨道板温度远程监测系统，通过采用隔离供电模式，提高了抗干扰 能力，增强了监测系统的鲁棒性；另外，通过采用电磁隔离芯片的总线隔离通讯方式，在减 小系统体积的前提下，实现了系统的隔离通讯，保障了各个采样单元间的独立性，降低了采 样单元间的依赖度，提高了监测系统的可靠性；尤其是，通过采用环形节点供电通讯方式， 即：在总线的输入和输出端口处分别进行供电，有效解决了因供电线较长所造成线上压降 较大而引起的采样单元无法正常工作的问题；总之，采用本发明所述装置可实现抗干扰能 力强、维护成本低、高效率远程监测轨道板温度，具有明显的实用价值。
【附图说明】
[0018] 图1为本发明提供的一种轨道板温度远程监测系统的结构示意图；
[0019] 图2为实施例所述的供电单元的电路原理框图；
[0020] 图3为实施例所述的太阳能输入供电单元的结构示意图；
[0021] 图4为实施例所述的蓄电池储能单元的结构示意图；
[0022] 图5为实施例所述的输出供电单元结构及其连接关系的示意图；
[0023] 图6为实施例所述的电源隔离单元的电路图；
[0024]图7为实施例所述的温度采样单元的电路图；
[0025] 图8为实施例所述的485总线接口的电路图。
[0026]图中标号示意如下：1、供电单元；11、太阳能输入供电单元；111、太阳能电池 板；112、MPPT控制器；113、直流母线；114、太阳能供电安全保护电路；1141、过流保护电 路；1142、过热保护电路；12、蓄电池储能单元；121、蓄电池；122、蓄电池充放电控制电路； 123、输入输出接口；124、蓄电池安全保护电路；1241、短接保护电路；1242、反接保护电路； 1243、过充保护电路；1244、过放保护电路；13、输出供电单元；131、调压电路；132、整流二 极管；2、主控单元；21、DTU无线数据透传模块；22、触摸屏显示单元；23、SD存储卡；3、温度 采样单元；4、电源隔离单元；5、电磁隔离芯片；6、485总线；7、温度传感器。
【具体实施方式】
[0027] 以下结合附图具体实施例对本发明的技术方案做进一步清楚、完整地描述。
[0028] 如图1所示：本实施例提供的一种轨道板温度远程监测系统，包括供电单元1、主 控单元2和若干温度采样单元3,所述供电单元1的一路输出与主控单元2相连接，所述供 电单元1的另一路输出与电源隔离单元4相连接，所述主控单元2与电磁隔离芯片5相连 接，所述电磁隔离芯片5通过485总线6与每一个温度采样单元3相连接，每一个温度采样 单元3与其对应的多个温度传感器7相连接；所述电源隔离单元4与每一个温度采样单元 3均相连接，并且，所述主控单元2具有DTU无线数据透传模块21，所述温度采样单元3采 用环形供电。
[0029] 如图2所示：所述的供电单元1包括太阳能输入供电单元11、蓄电池储能单元12 以及输出供电单元13 ;所述太阳能输入供电单元11包括若干太阳能电池板11UMPPT控制 器112以及直流母线113,所述蓄电池储能单元12包括若干蓄电池121、若干蓄电池充放电 控制电路122以及若干输入输出接口 123,所述输出供电单元13包括若干并联的调压电路 131 ;每一个太阳能电池板111的输出端均与所述MPPT控制器112的输入端相连接，所述 MPPT控制器112的输出端与直流母线113相连接，所述直流母线113与输入输出接口 123 相连接，每一个输入输出接口 123均与一个蓄电池充放电控制电路122相连接，每一个蓄电 池充放电控制电路122均与至少两个蓄电池121相连接，每一个蓄电池121的输出端均与 一个调压电路131的输入端相连接，所有调压电路131的输出端并联形成供电单元的输出 端。
[0030] 所述主控单元2为STM32F107VC处理器，该处理器是具有256K的Flash空间以及 64K的RAM存储器，且具有100管脚的丰富外设接口的低功耗处理器；当采用实时多任务操 作系统（RT0S)，可以同时处理多个并行任务，实现多个任务之间无耦调度和协同工作。将获 取的温度数据通过DTU无线数据透传模块21经过GPRS网络实时传送到远程服务器中，从 而可实现轨道板温度的远程监测。
[0031] 作为优选方案，所述主控单元2还包括触摸屏显示单元22和SD存储卡23。
[0032] 所述电磁隔离芯片5选用ADM2582E或ADM2587E芯片，该类芯片可允许256个收 发节点接入总线，隔离电压为2500V，输入/输出引脚上提供±15kVESD保护功能，拥有真 正防故障装置的接收输入端，以及大于25kV/μs高共模瞬态抑制能力，可实现了 485总线 以及供电电源的全隔离通讯。
[0033] 实施例
[0034] 本实施例所述的供电单元1包括太阳能输入供电单元11、蓄电池储能单元12以及 输出供电单元13;其中：
[0035] 所述的太阳能输入供电单元11的结构如图3所示：包括若干太阳能电池板111、 MPPT控制器112、直流母线113及太阳能供电安全保护电路114,每一个太阳能电池板111 的输出端均与所述MPPT控制器112的输入