一种基于无线射频的接触网立柱号码牌的制作方法

1.本实用新型属于铁路四电工程技术领域，特别是涉及一种基于无线射频的接触网立柱号码牌。


背景技术：

2.接触网是沿铁路线路两侧敷设的向电力机车提供动力的架空输电线路，包括接触式悬架、支撑装置、定位装置、支柱和基础，其中接触悬挂由接触线、吊弦、承力索以及连接零件组成；支持装置包括腕臂、水平拉杆、悬式绝缘子串；定位装置包括定位管和定位器。一般情况下，接触悬挂通过支持装置架设在支柱上，将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车；支持装置支持接触悬挂，并将承受的负荷传给支柱或其它建筑物；定位装置固定接触线的位置，使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不脱离，并将接触线的水平负荷传给支柱；支柱与基础用以承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷，并将接触悬挂固定在规定的位置和高度上。总体上来说，接触网参数繁多，系统复杂，故障率高，对铁路机车的安全运营具有重大影响，同时也会形成重大的社会稳定问题。
3.目前，有许多厂家为确保机车安全运营，可靠、快速定位接触网故障位置，投入大量的科学研究，提出了多种接触网号码牌自动识别方法。如专利cn113468958a通过拍摄立柱号码牌照片采用结构特征方法、决策树和模板匹配等方法自动确定号码牌位置；专利cn110929726a利用预设的检测网络，采用卷积神经网络，通过双阶段网络架构检测号码牌；专利cn111008619a充分利用小目标深层语义信息的深层语义信息，自动识别深层语义信息的卷积层，从而自动检测出高精度的支柱号牌字符； cn104615974a专利基于跟踪算法的连续支柱号牌图像识别方法，利用已知的支柱位置和号牌顺序反推中间支柱号码；专利cn108509950a基于概率特征加权融合技术，对铁路接触网图像内的铁路接触网支柱号牌目标区域进行小目标区域鲁棒自动抽取，利用二值化图像处理技术自动化识别接触网支柱号牌；专利cn108710878b利用支柱号牌轮廓投影矩阵，采用字符分割方法识别立柱号码；专利cn110728269b利用深度学习的图像处理方法，结合接触网立柱杆号的连续性，分析高铁接触网2c巡检的图像，从而达到支柱杆号号码牌精确识别； cn101763505b 专利基于投影对称性的车牌字符特征，采用分类方法，获取和提取号码牌。
4.以上方法均利用摄像头拍摄接触网立柱号码牌图像，采取特征对比法、双阶段网络架构法、数据跟踪算法、概率特征加权融合等技术分析处理图像，从而得到相对正确的接触网立杆号码牌，但受检测车运行速度、成像气候条件、摄像头光照、地理条件等多种因素，造成数据处理量大，运行效率低，图像识别误差率高。因此急需借助信息化技术、无线射频技术、数据库技术探索出新的接触网号码牌，以方便接触网信息的提取，从而服务于接触网的检修和故障诊断。


技术实现要素：

5.本实用新型为解决传统的图像识别接触网立柱号码牌存在的识别精度不高、误差
大的问题，提供了一种基于无线射频的接触网立柱号码牌，通过在立柱号码牌上设置无线射频集成模块，将存贮在模块内的立柱类型、立柱高度、接触线导高、接触线拉出值、接触线定位装置信息、ldk里程以及号码牌数值通孔无线射频模块传送给终端数据处理主机。
6.本实用新型是这样实现的：
7.一种基于无线射频的接触网立柱号码牌，包括：
8.通过抱箍或螺栓与接触网立柱连接的立杆号码牌（1）；
9.安装在所述立杆号码牌（1）上的射频标签（2）；
10.与所述射频标签（2）进行无线数据交互的数据阅读器（3）；
11.与所述数据阅读器（3）进行数据交互的终端数据处理机（4）；其中：
12.所述射频标签（2）包括电源模块（2-5）和存储数据用的存贮器（2-4），所述存贮器（2-4）通过基带控制模块（2-3）与射频模块（2-2）连接，所述基带控制模块（2-3）和射频模块（2-2）均与射频天线（2-1）连接；所述电源模块（2-5）分别与射频天线（2-1）、射频模块（2-2）、基带控制模块（2-3）和存贮器（2-4）的电源电子连接。
13.优选地，为了实现间歇式控制，即可节约电能，所述射频标签（2）还包括控制电源模块（2-5）工作状态的电源管理单元（2-6），所述电源管理单元（2-6）控制电源模块（2-5）间歇式对射频模块（2-2）进行供电，所述射频模块（2-2）的工作频率为2.4ghz。
14.优选地，为了保证无线通信的可靠性和时效性，所述射频标签（2）和数据阅读器（3）通过蓝牙技术进行数据交互。
15.优选地，所述立杆号码牌（1）包括标记有立柱编号的金属底板和封装塑料壳体（2-8）；在所述金属底板表面涂覆反光膜。
16.优选地，所述金属底板为2mm厚的铝合金板，所述反光膜的逆反射系数不低于ⅳ级。
17.优选地，所述数据阅读器（3）包括接收天线、调制电路、微处理器、存储器、解调电路和通信接口；所述微处理器通过调制电路与接收天线连接，所述微处理器的i/o端子分别与存储器、解调电路和通信接口连接。
18.优选地，所述终端数据处理机（4）包括lcd屏、终端微处理器、蓝牙通讯模块、终端电源模块和终端电源管理模块；所述终端微处理器的i/o端子分别与蓝牙通讯模块、终端电源模块和lcd屏连接；所述电源模块和终端电源管理模块连接。
19.本实用新型具有的优点和积极效果是：
20.本实用新型公开的接触网立柱号码牌，通过在沿线两侧的立柱号码牌上安装无线射频技术的电子标签，将接触网立柱类型、立柱高度、接触线导高、接触线拉出值、接触线定位装置信息、ldk里程以及号码牌数值等信息提前预设在电子标签内，进而实现对接触网立柱类型、立柱高度、接触线导高、接触线拉出值、接触线定位装置信息、ldk里程以及号码牌数值的无线交换，与传统的图像处理技术相比较，不受环境变化（比如大雾）的影响，同时，电子标签内的数据可以根据需要进行读写、编辑；本实用新型采用技术比较成熟的蓝牙技术进行无线通信，可靠性高。
附图说明
21.图1是本实用新型优选实施例中被测部的结构图；
22.图2是本实用新型优选实施例中测试部的结构图；
23.图3是本实用新型优选实施例中射频标签的电路图；
24.图4是本实用新型优选实施例中数据阅读器的电路图；
25.图5是本实用新型优选实施例中终端数据处理机的电路图。
26.图中：1、立杆号码牌；2、射频标签；2-1、射频天线；2-2、射频模块；2-3、基带控制模块；2-4、存贮器；2-5、电源模块；2-6、电源管理单元；2-7、磁铁；2-8、封装塑料壳体；2-9、固定螺栓；3、数据阅读器；3-1、阅读天线；3-2、调制电路；3-3、解调电路；3-4、阅读微处理器；3-5、阅读通信模块；3-6、阅读存贮器；4、终端数据处理机；4-1、终端微处理器；4-2、蓝牙通讯模块；4-3、lcd屏；4-4、终端电源模块；4-5、终端电源管理模块。
具体实施方式
27.为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
28.本实用新型中的基于无线射频的接触网立柱号码牌，是在传统的接触网立杆号码牌基于上加装射频标签，从而实现数据信息的实时性。传统的号码牌只是一个三位数或四位数的代码，标志铁路里程，可用信息少，与检修车等外部设备联络少，利用率低，而新型号码牌借助无线射频标签技术，将与立柱有关的接触网立柱类型、立柱高度、接触线导高、接触线拉出值、接触线定位装置信息、ldk里程以及号码牌数值集成在标签的存贮单元内，利用天线主动对外发送信号，方便接触网检测车、接触巡视工利用数据阅读器获取点位接触网参数，减轻接触网的维护强度，动态提示接触网状态，从而降低接触网故障率，提高机车运行安全性、可靠性，提升旅客体验感。
29.请参阅图1至图5；一种基于无线射频的接触网立柱号码牌，包括立杆号码牌1、射频标签2、数据阅读器3和终端数据处理机4；其中：
30.所述立杆号码牌1由金属板制成，板面标注三位数或四位数，用于标识接触网立柱数字编号，立杆号码牌1通过抱箍或螺栓与接触网立柱可靠连接；所述射频标签2为有源射频标签，主要作用为无接触数据存贮、数据发射，以满足检测车的信息化需求；所述数据阅读器3通过蓝牙技术与射频标签2、终端数据处理机4进行不接触快速数据信息交换，将立柱类型、立柱高度、接触线导高、接触线拉出值、接触线定位装置信息、ldk里程以及号码牌数值的信息代码存贮入标签的存贮器或读出以上信息发送给终端数据处理机4；所述终端数据处理机4接收数据阅读器3发送的接触网相关信息（立柱类型、立柱高度、接触线导高、接触线拉出值、接触线定位装置信息、ldk里程以及号码牌数值的信息），并进行信息的显示和存储。
31.在本优选实施例中：立杆号码牌包括金属底板、反光膜和连接件，所述金属底板选用2mm厚的铝合金板，金属底板的双面涂覆反光膜，其逆反射系数在ⅳ级及以上；金属底板上标记有立柱编号，所述立柱编号颜色采用白底、黑字、黑框，双面显示；连接件采用根据接触网立柱结构外形选用双抱箍卡子或双螺栓固定。
32.射频标签2包括射频天线2-1、射频模块2-2、基带控制模块2-3、存贮器2-4、电源模块2-5、电源管理单元2-6、磁铁2-7、封装塑料壳体2-8、固定螺栓2-9。天线用于接收或发送读/写模块发来的数据信号，电源模块采用纽扣电池方式，通过电源管理单元间歇式对射频
模块进行供电，以固定间隔频率，主动对外进行发射，采用2.4ghz频率，将存储器模块内的立柱类型、立柱高度、接触线导高、接触线拉出值、接触线定位装置信息、ldk里程以及号码牌数值的数据通过基带控制模块进行调制解调定期发射。
33.数据阅读器3包括阅读天线3-1、调制电路3-2、解调电路3-3、阅读微处理器3-4、阅读通信模块3-5和阅读存储器模块3-6。当写入信息时，阅读器从终端数据处理机4读入信息，经调制电路的信号载波，通过阅读天线传送给射频标签2；当读取数据时，阅读器靠近射频标签2至有效通讯距离内，接收到射频标签2发射出的无线电信号波形，并经过解调电路3-3进行解调，恢复原信号，由阅读微处理器3-4进行数据分析和转译，通过阅读通信模块3-5发送至终端数据处理机4。
34.终端数据处理机4可安装在接触网检修车上，也可巡检人员手持式使用，包括终端微处理器4-1、蓝牙通讯模块4-2、lcd屏4-3、终端电源模块4-4和终端电源管理模块4-5。巡检人员进行区间检查或检修车检测时，终端数据处理机4通过数据阅读器3主动接收沿线设置的有源射频标签2发送的数据信息。
35.本实用新型中，基于无线射频的接触网立柱号码牌主要包括立杆号码牌1、射频标签2、数据阅读器3、终端数据处理机4，其中：射频标签2与立杆号码牌1之间为结构一体化设计；数据阅读器3与终端数据处理机4之间为一体化设计，可安装于接触网检测车上，也可制作成手持式巡检机。
36.立杆号码牌1为金属底板材质，号码数字以及图案边框符合《tb/t 2493-2018 铁路线路及信号标志牌》要求，号码牌板面的双面涂覆逆反系数ⅳ级及以上的反光膜，安装高度距离轨面5500
±
500mm，安装方式根据接触网立柱结构特征采用抱箍或螺栓安装，并采取防松措施。
37.射频标签2 内置唯一数字id，固定方式：采用塑料壳体磁铁2-7、固定螺栓2-9与号码牌可靠连接。工作时，射频标签2通过数据阅读器3激活，同时通过天线2-1形成双向通信通道，接收外部传送的接触网立柱类型、立柱高度、接触线导高、接触线拉出值、接触线定位装置信息、ldk里程以及号码牌数值的信息，经过基带控制模块2-3调制，译出有效的信息写入射频标签的存贮器2-4。正常运营后，射频标签的射频模块2-2、基带控制模块2-3调制外部设备所需的信息，根据设定频率，通过射频天线2-1发送出去，方便数据阅读器3和终端数据处理机4接收及处理。
38.数据阅读器3通过内置的阅读天线3-1、调制电路3-2、阅读微处理器3-4向射频标签2发送数据，同时接收射频标签2回传的数据，并将数据上传于终端数据处理机4进行显示。
39.所述射频标签2的型号为：galileo-dtmiu；所述数据阅读器3的型号为：galileo-dtmis；所述终端数据处理机4的型号为：galileo-dtmidh-r。
40.以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，也可采用无源射频标签，并没有对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。