一种主从式免维护声屏障自动监测和报警装置的制作方法

本发明属于声屏障监测，尤其涉及一种主从式免维护声屏障自动监测和报警装置。

背景技术：

1、声屏障作为控制高速铁路噪声污染的重要措施之一，广泛安装于贯穿城市的高铁线路两侧。声屏障有多种结构形式，其中横插板式金属声屏障是最广泛使用的结构形式，约占声屏障总数的90％以上。横插板式金属声屏障由h型钢立柱和立柱间横向金属插板组成。由于长期受到高铁列车高速通过时产生的震动和气动风压的影响，存在螺栓松动和金属疲劳等问题，导致h型钢立柱的姿态发生变化，进而造成金属横插板脱落等安全隐患，对高铁的运行安全构成威胁。

2、声屏障现有的日常维护方式为人工巡检。主要检查h型钢立柱的垂直度、螺栓是否松动，以及是否有横插板脱落等问题。人工巡检方式，工作负荷大、工作效率低，巡检间隔时间长，甚至可能因问题发现不及时而导致严重后果。此外，人工巡检一般没有数据留存，难以进行智能分析，不能满足现代铁路建设和运营维护的信息化、智能化的要求。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种主从式免维护声屏障自动监测和报警装置，能自动监测h型钢立柱的倾斜角度(横向和纵向)以及横插板的安全状态，通过无线网络(专网或公网)将角度数据上传给分析平台用于分析声屏障姿态的变化趋势，并在立柱倾斜角度过大，以及横插板脱落时自动报警。

2、本发明提供了一种主从式免维护声屏障自动监测和报警装置，包括主机及与所述主机短距离通信的至少一个从机；

3、所述主机包括主机接口转换模块、主机微处理模块、主机无线通信模块、主机电源控制模块、主机供电模块、主机短距离通信模块及双轴角度计；所述双轴角度计与所述主机微处理模块连接，所述主机微处理模块通过所述主机接口转换模块与所述主机无线通信模块连接，所述主机供电模块通过所述主机电源控制模块与所述主机微处理模块连接，所述主机短距离通信模块与所述主机接口转换模块连接；

4、所述从机包括从机接口转换模块、从机微处理模块、从机短距离通信模块、从机电源控制模块、从机供电模块及加速度计；所述加速度计与所述从机微处理模块连接，所述从机微处理模块通过所述从机接口转换模块与所述从机短距离通信模块连接，所述从机短距离通信模块与所述主机短距离通信模块通信，所述从机供电模块通过所述从机电源控制模块与所述从机微处理模块连接；

5、所述主机固定在h型钢立柱外侧中部位置，所述双轴角度计的x轴和y轴分别对应立柱的横向和纵向；所述从机固定在需要重点监测的横插板外侧中部位置；

6、所述主机用于通过所述双轴角度计按照可配置的数据测量间隔时间，测量h型钢立柱的横向和纵向倾斜角度，并按照可配置的数据发送间隔时间将测量数据发送至所述主机微处理模块，并通过所述主机无线通信模块将测量数据发送至分析平台，并在测量的同时，通过所述主机微处理模块将横向和纵向倾斜角度与可配置的正常角度范围进行比对和判别，若测量数据超出范围，则生成报警信息并通过所述主机无线通信模块立即发送至分析平台；

7、所述从机用于通过所述加速度计、从机微处理模块持续监测并判别横插板的加速度值，当加速度值大于可配置的脱落判定门限，则生成报警信息并立即通过所述从机短距离通信模块发送至所述主机，由所述主机生成报警信息并立即发送至分析平台。

8、进一步地，所述双轴角度计通过数据总线及控制总线与所述主机微处理模块连接；所述主机微处理模块通过数据总线、控制总线、地址总线与所述主机接口转换模块连接；所述主机接口转换模块通过rs485总线与所述主机无线通信模块连接；所述主机供电模块通过电源线与所述主机电源控制模块连接，所述主机电源控制模块通过控制总线与所述主机微处理模块连接；主机短距离通信模块通过rs485总线与所述主机接口转换模块连接。

9、进一步地，所述加速度计通过数据总线及控制总线与所述从机微处理模块连接；所述从机微处理模块通过数据总线、控制总线、地址总线与所述从机接口转换模块连接；所述从机接口转换模块通过rs485总线与所述从机短距离通信模块连接；所述从机供电模块通过电源线与所述从机电源控制模块连接，所述从机电源控制模块通过控制总线与所述从机微处理模块连接。

10、进一步地，所述主机及从机设有各自的外壳。

11、进一步地，所述从机的数量范围为1至8个。

12、进一步地，主机短距离通信模块及从机短距离通信模块为蓝牙模块。

13、借由上述方案，通过主从式免维护声屏障自动监测和报警装置，具有如下技术效果：

14、1)能够实现自动在线监测，解决人工巡检的工作负荷大、工作效率低、巡检间隔时间长等问题。

15、2)通过持续的测量和数据上传，不仅解决人工巡检没有数据留存问题，而且为智能分析提供了数据基础，为合理安排声屏障维修计划提供科学依据，满足声屏障运维的信息化、智能化的要求。

16、3)通过边缘计算，本装置可对h型钢立柱异常倾斜及横插板脱落等情况进行及时、自动报警，避免因发现不及时造成的危险。

17、4)采用了低功耗控制技术，使本装置可免维护运行5年以上，满足低碳节能的要求，同时也避免增加运维人员的工作负荷。

18、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

技术特征：

1.一种主从式免维护声屏障自动监测和报警装置，其特征在于，包括主机(1)及与所述主机(1)短距离通信的至少一个从机(2)；

2.根据权利要求1所述的主从式免维护声屏障自动监测和报警装置，其特征在于，所述双轴角度计(17)通过数据总线及控制总线与所述主机微处理模块(12)连接；所述主机微处理模块(12)通过数据总线、控制总线、地址总线与所述主机接口转换模块(11)连接；所述主机接口转换模块(11)通过rs485总线与所述主机无线通信模块(13)连接；所述主机供电模块(15)通过电源线与所述主机电源控制模块(14)连接，所述主机电源控制模块(14)通过控制总线与所述主机微处理模块(12)连接；主机短距离通信模块(16)通过rs485总线与所述主机接口转换模块(11)连接。

3.根据权利要求2所述的主从式免维护声屏障自动监测和报警装置，其特征在于，所述加速度计(26)通过数据总线及控制总线与所述从机微处理模块(22)连接；所述从机微处理模块(22)通过数据总线、控制总线、地址总线与所述从机接口转换模块(21)连接；所述从机接口转换模块(21)通过rs485总线与所述从机短距离通信模块(23)连接；所述从机供电模块(25)通过电源线与所述从机电源控制模块(24)连接，所述从机电源控制模块(24)通过控制总线与所述从机微处理模块(22)连接。

4.根据权利要求3所述的主从式免维护声屏障自动监测和报警装置，其特征在于，所述主机(1)及从机(2)设有各自的外壳。

5.根据权利要求1所述的主从式免维护声屏障自动监测和报警装置，其特征在于，所述从机(2)的数量范围为1至8个。

6.根据权利要求1所述的主从式免维护声屏障自动监测和报警装置，其特征在于，所述主机短距离通信模块(16)及从机短距离通信模块(23)为蓝牙模块。

技术总结
本发明涉及一种主从式免维护声屏障自动监测和报警装置，包括主机及与主机短距离通信的至少一个从机；主机固定在H型钢立柱外侧中部位置，从机固定在需要重点监测的横插板外侧中部位置；主机通过双轴角度计测量H型钢立柱的横向和纵向倾斜角度，并将测量数据及异常倾斜报警信息发送至分析平台；从机通过加速度计、微处理模块持续监测并判别横插板的加速度值，当加速度值大于可配置的脱落判定门限，生成报警信息并发送至主机，由主机生成报警信息并立即发送至分析平台。本发明能自动监测H型钢立柱的倾斜角度以及横插板的安全状态，通过无线网络将角度数据上传给分析平台用于分析声屏障姿态的变化趋势，并在立柱倾斜角度过大，以及横插板脱落时自动报警。

技术研发人员：陈前程,张立达
受保护的技术使用者：北京天佑坦达通信技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12