列车尾部风压智能监测控制装置的制作方法

1.本实用新型涉及列车风压监测技术领域，尤其涉及列车尾部风压智能监测控制装置。


背景技术：

2.铁路货运列车按规定需要在列车尾部(列车的最后一节车厢)加挂尾部风压监测装置(带辅助排风功能)，位于驾驶室的乘务员要随时查看列车尾部风压值是否在规定的范围内，现有的列车尾部风压监测装置存在以下问题：
3.1、数据传输方式单一、容易被干扰、可靠性不高；列车尾部风压数据是通过无线电以点对点的方式发送到列车前端机车驾驶室；点对点的无线通信方式在使用过程中易受相近频段的干扰，受地理环境影响导致通信盲区区段较多，导致驾驶室不能可靠的掌握列尾风压值，给行车安全带来隐患。
4.2、监测装置需要定期充电，对于货运列车，列尾无法提供车载电源，现有列尾风压监测装置都是采用电池供电的方式，电池供电需要定期给电池充电，导致作业环节多维护成本较高。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供列车尾部风压智能监测控制装置，解决了上述背景技术中提出的技术问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：列车尾部风压智能监测控制装置，包括壳体、列尾车头装置、列尾风压装置，所述壳体内设置有监测主控板、风压传感器、高频电磁阀、可充电锂电池。
7.所述监测主控板集成了mcu数据处理单元、rs485数据采集单元、无线点对点扩频通信单元、4g/5g无线传输单元、北斗短报文单元、语音播报单元、电源管理单元、模拟量采集单元、高频电磁阀控制单元。
8.所述rs485数据采集单元由led显示管和光照度传感器组成，所述无线点对点扩频通信单元、4g/5g无线传输单元、北斗短报文单元通过天线装置、移动基站、卫星系统实现，所述语音播报单元通过语音播报器实现，所述电源管理单元由太阳能板、可充电锂电池组成，所述模拟量采集单元通过风压传感器实现，所述高频电磁阀控制单元通过高频电磁阀实现。
9.所述风压智能监测控制装置的壳体由上壳体和下壳体组成，所述上壳体上设置有太阳能板、led警示灯、led显示管、光照度传感器、确认按钮、扬声器。
10.优选的，所述监测主控板的输入端与风压传感器、确认按钮、光照度传感器、太阳能板、可充电锂电池电性连接。
11.优选的，所述监测主控板输出端与led警示灯、led显示管、扬声器、高频电磁阀连接。
12.优选的，所述下壳体上设置有列车风源管接口、排风口、太阳能板出线口、外部供电接口、天线接口、制动管接口。
13.优选的，所述上下壳体之间有防水密封圈，所述风压传感器安装在制动管接口和风源管接口上。
14.与相关技术相比较，本实用新型提供的列车尾部风压智能监测控制装置具有如下有益效果：
15.1、本实用新型提供列车尾部风压智能监测控制装置，采用多种数据传输方式互为冗余，4g/5g作为优选数据传输方式，当遇到4g/5g盲区时自动转换至无线点对点扩频通信进行数据传输，如果无线点对点扩频通信也因地形环境影响出现数据通信盲区时，设备自动转换至北斗短报文模式进行数据传输。
16.2、本发明提供一种列车尾部风压智能监测控制装置，在太阳能板产生的功率充足时优先使用太阳能板提供的电源，并利用富余的太阳能电源给电池充电；当太阳能板产生的功率不足以给控制系统供电则能源管理单元选择电池给控制系统供电，解决了监测装置需要定期充电；维护成本高的问题，基本保证无需人工充电维护。
17.3、本发明提供一种列车尾部风压智能监测控制装置，成本投入低、性价比高、生产方便、维修维护简单，信号互补后实现无盲区运行，减少对列车无线语音通讯的干扰、实现数据实时监控、运行稳定可靠、噪音低，提高了乘务员的值乘环境，降低了原设备维护、维修成本高，运行盲区多的弊端。
18.4、本发明提供一种列车尾部风压智能监测控制装置，主要是使用4g/5g+北斗短报文+无线点对点传输通道进行数据传输，实现无盲区数据传输。
附图说明
19.图1为本实用新型的结构示意图；
20.图2为本实用新型的壳体结构框图。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.实施例一：
23.请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：列车尾部风压智能监测控制装置，包括壳体、列尾车头装置、列尾风压装置，壳体内设置有监测主控板、风压传感器、高频电磁阀、可充电锂电池。
24.监测主控板集成了mcu数据处理单元、rs485数据采集单元、无线点对点扩频通信单元、4g/5g无线传输单元、北斗短报文单元、语音播报单元、电源管理单元、模拟量采集单元、高频电磁阀控制单元。
25.rs485数据采集单元由led显示管和光照度传感器组成，无线点对点扩频通信单元、4g/5g无线传输单元、北斗短报文单元通过天线装置、移动基站、卫星系统实现，语音播
报单元通过语音播报器实现，电源管理单元由太阳能板、可充电锂电池组成，模拟量采集单元通过风压传感器实现，高频电磁阀控制单元通过高频电磁阀实现。
26.风压智能监测控制装置的壳体由上壳体和下壳体组成，上下壳体之间有防水密封圈，风压传感器安装在制动管接口和风源管接口上，上壳体上设置有太阳能板、led警示灯、led显示管、光照度传感器、确认按钮、扬声器，下壳体上设置有列车风源管接口、排风口、太阳能板出线口、外部供电接口、天线接口、制动管接口。
27.监测主控板的输入端与风压传感器、确认按钮、光照度传感器、太阳能板、可充电锂电池电性连接，监测主控板输出端与led警示灯、led显示管、扬声器、高频电磁阀连接。
28.实施例二：
29.请参阅图1-2所示，在实施例一的基础上，本实用新型提供一种技术方案：壳体上设置有太阳能板、led警示灯、led显示管、光照度传感器、确认按钮、扬声器，下壳体上设置有列车风源管接口、排风口、太阳能板出线口、外部供电接口、天线接口、制动管接口。
30.监测主控板的输入端与风压传感器、确认按钮、光照度传感器、太阳能板、可充电锂电池电性连接，监测主控板输出端与led警示灯、led显示管、扬声器、高频电磁阀连接。
31.本实施例中，电源管理单元实时监测电池和太阳能板的电压；在太阳能板产生的功率充足时优先使用太阳能板提供的电源；并利用富余的太阳能电源给电池充电；当太阳能板产生的功率不足以给控制系统供电，则电源管理单元选择电池给控制系统供电；控制系统通过低功耗设计保证一个光照日可将电池充满，充满电的电池在太阳能板不产生能源的情况下可维持监测装置连续运行2个昼夜，基本保证无需人工充电维护。
32.工作原理：通过风压传感器获取风压数据，然后将数据并送给mcu数据处理单元做处理，mcu数据处理单元优先通过4g/5g数据传输单元以发送-应答的交互方式将风压数据发送到列车前端机车平板电脑上，若无应答mcu数据单元认为4g/5g传输通道不可达则切换到无线点对点扩频通信单元发送风压数据，若无应答则切换到北斗卫星短报文单元传输数据。采用多种数据传输方式互为冗余，4g/5g作为优选数据传输方式，当遇到4g/5g盲区时自动转换至无线点对点扩频通信进行数据传输，如果无线点对点扩频通信也因地形环境影响出现数据通信盲区时，设备自动转换至北斗短报文模式进行数据传输。
33.本发明给监测装置增加太阳能板，在主控制器上增加电源管理单元，电源管理单元实时监测电池和太阳能板的电压；在太阳能板产生的功率充足时(比如晴天)优先使用太阳能板提供的电源；并利用富余的太阳能电源给电池充电；当太阳能板产生的功率不足以给控制系统供电(比如夜晚或者阴天)，则电源管理单元选择电池给控制系统供电；控制系统通过低功耗设计保证一个光照日可将电池充满，充满电的电池在太阳能板不产生能源的情况下可维持监测装置连续运行2个昼夜，基本保证无需人工充电维护。
34.司机控制平板电脑接收到尾部风压智能监测装置发送的数据后，按照定制软件要求实时显示出来，后台服务器也对所有的数据进行记录，并对数据做了相应的处理，可以按照设定要求进行语音提示、报警、数字显示、灯显等方式表示出来。并具备列车尾部风压查询、列车尾部低风压报警、列车尾部排风制动、电池电量告警、日志数据记录、识别一对一关系设备id功能。