一种一体化风险物姿态位移监测装置的制作方法

本技术涉及轨道交通周边风险物的监测，具体涉及一种一体化风险物姿态位移监测装置。

背景技术：

1、随着我国高铁运营里程和运营年限的不断增加，轨道交通周边行车安全越来越重要，而对于轨道交通周边风险物的监测也成为很重要的一环。

2、目前对于轨道交通周边风险物体的监测，传统方法还是基于视觉识别或者分体式传感器技术，视觉识别技术受天气影响较大，且远距离识别风险物体的姿态和位移精度有限；而分体式传感器是通过姿态传感器和位移传感器分别安装在风险物周边，各自独立对风险物进行监测，不具备相互触发的能力，导致结果不能实时同步检校，经常会发生误报、错报的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种一体化风险物姿态位移监测装置，该装置实现了姿态和位移的同步测量，在降低采集成本、能耗成本的同时，能够通过相互触发方法对两个模块的结果进行检校，从而提高风险物监测结果的实时性、准确性，提高了高铁运营的实时安全效率。

2、为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种一体化风险物姿态位移监测装置，包括主控模块、姿态监测模块和位移监测模块，所述姿态监测模块和位移监测模块分别与所述主控模块耦接；所述姿态监测模块内设有加速度传感器，用于监测风险物的加速度；所述位移监测模块包括采集子模块、拉线盒和脉冲编码器，所述采集子模块与所述脉冲编码器耦接，拉线盒的轴与脉冲编码器的轴连接，拉线盒的轴带动脉冲编码器的轴转动。

4、在本实用新型中，优选的，所述加速度传感器为adxl203芯片，所述姿态监测模块内还设有加速度传感器控制电路，所述加速度传感器与加速度传感器控制电路耦接。

5、在本实用新型中，优选的，所述加速度传感器控制电路包括电阻r9、电阻r10和三极管q1，所述电阻r9的一端接三极管q1的基极，电阻r10的一端接三极管q1的发射极、另一端接地，三极管q1的集电极接电源。

6、在本实用新型中，优选的，所述主控模块包括微控制子模块、4g通信子模块、lora通信子模块、485通信子模块、flash存储子模块、时钟子模块和a/d转换子模块，所述微控制子模块分别与4g通信子模块、lora通信子模块、485通信子模块、flash存储子模块、时钟子模块、a/d转换子模块耦接。

7、在本实用新型中，优选的，所述lora通信子模块包括芯片u1、电阻r51、电阻r68、电阻r78、电阻r98、电阻r102、电阻r103、电阻r104、电容c40、电容c41和发光二极管led3；所述芯片u1的型号为m-as-605，电阻r51的一端接芯片u1的mp1引脚，电阻r68的一端接芯片u1的mp0引脚、另一端接地，电阻r78的一端接芯片u1的led引脚、另一端接发光二极管led3的负极，发光二极管led3的正极接电源，电阻r98的一端接芯片u1的cfg引脚、另一端接电源，电阻r102的一端接芯片u1的nrst引脚、另一端接电源，电阻r103的一端接芯片u1的rxd引脚，电阻r104的一端接芯片u1的txd引脚；电容c40的一端接芯片u1的nrst引脚、另一端接地，电容c41的一端接芯片u1的vcc引脚、另一端接地。

8、在本实用新型中，优选的，所述主控模块、姿态监测模块和位移监测模块分别独立设有唤醒电路，所述唤醒电路为光电耦合式唤醒电路或逻辑门式唤醒电路。

9、在本实用新型中，优选的，所述光电耦合式唤醒电路包括光电耦合器u20、电阻r100和电阻r101，光电耦合器u20的型号为ps2801-1，电阻r100的一端接光电耦合器u20的第一引脚、另一端接电源，电阻r101的一端接光电耦合器u20的第三引脚、另一端接地，光电耦合器u20的第四引脚接电源。

10、在本实用新型中，优选的，所述逻辑门式唤醒电路包括逻辑门芯片u19、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电容c5、电容c6、电容c54、电容c60、电容c62、电容c63、电容c64、电容c65；逻辑门芯片u19的型号为sn74hc32drg4，电容c5的一端接逻辑门芯片u19的1a引脚、另一端接地，电容c6的一端接逻辑门芯片u19的1b引脚、另一端接地，电容c54的一端接逻辑门芯片u19的2a引脚、另一端接地，电容c60的一端接逻辑门芯片u19的2b引脚、另一端接地，电阻r7的一端接逻辑门芯片u19的2b引脚；电容c64的一端接逻辑门芯片u19的4b引脚、另一端接地，电阻r8的一端接逻辑门芯片u19的4b引脚，电容c65的一端接逻辑门芯片u19的4a引脚、另一端接地，电阻r9的一端接逻辑门芯片u19的4a引脚；电容c62的一端接逻辑门芯片u19的vcc引脚、另一端接地，电容c63的一端接逻辑门芯片u19的vcc引脚、另一端接地，逻辑门芯片u19的vcc引脚接电源。

11、在本实用新型中，优选的，所述脉冲编码器采用欧姆龙e6b2-cwz6c。

12、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

13、1、本实用新型的一体化风险物姿态位移监测装置的多个模块一体化集成，同时可根据安装方式改变姿态监测模块的安装位置，以适应水平安装与垂直安装。

14、2、主控模块、姿态监测模块和位移监测模块采用各自独立工作的方式，同时支持相互唤醒，以便于监测结果的相互检校，减少错报、误报的情况。

15、3、通过脉冲采集信号计算拉线盒固定半径，可以适用各种不同类型的拉线盒，实现了风险物位移的精确计算。

技术特征：

1.一种一体化风险物姿态位移监测装置，其特征在于，包括主控模块、姿态监测模块和位移监测模块，所述姿态监测模块和位移监测模块分别与所述主控模块耦接；

2.根据权利要求1所述的一体化风险物姿态位移监测装置，其特征在于，所述加速度传感器为adxl203芯片，所述姿态监测模块内还设有加速度传感器控制电路，所述加速度传感器与加速度传感器控制电路耦接。

3.根据权利要求2所述的一体化风险物姿态位移监测装置，其特征在于，所述加速度传感器控制电路包括电阻r9、电阻r10和三极管q1，所述电阻r9的一端接三极管q1的基极，电阻r10的一端接三极管q1的发射极、另一端接地，三极管q1的集电极接电源。

4.根据权利要求1所述的一体化风险物姿态位移监测装置，其特征在于，所述主控模块包括微控制子模块、4g通信子模块、lora通信子模块、485通信子模块、flash存储子模块、时钟子模块和a/d转换子模块，所述微控制子模块分别与4g通信子模块、lora通信子模块、485通信子模块、flash存储子模块、时钟子模块、a/d转换子模块耦接。

5.根据权利要求4所述的一体化风险物姿态位移监测装置，其特征在于，所述lora通信子模块包括芯片u1、电阻r51、电阻r68、电阻r78、电阻r98、电阻r102、电阻r103、电阻r104、电容c40、电容c41和发光二极管led3；

6.根据权利要求1所述的一体化风险物姿态位移监测装置，其特征在于，所述主控模块、姿态监测模块和位移监测模块分别独立设有唤醒电路，所述唤醒电路为光电耦合式唤醒电路或逻辑门式唤醒电路。

7.根据权利要求6所述的一体化风险物姿态位移监测装置，其特征在于，所述光电耦合式唤醒电路包括光电耦合器u20、电阻r100和电阻r101，光电耦合器u20的型号为ps2801-1，电阻r100的一端接光电耦合器u20的第一引脚、另一端接电源，电阻r101的一端接光电耦合器u20的第三引脚、另一端接地，光电耦合器u20的第四引脚接电源。

8.根据权利要求6所述的一体化风险物姿态位移监测装置，其特征在于，所述逻辑门式唤醒电路包括逻辑门芯片u19、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电容c5、电容c6、电容c54、电容c60、电容c62、电容c63、电容c64、电容c65；

9.根据权利要求1所述的一体化风险物姿态位移监测装置，其特征在于，所述脉冲编码器采用欧姆龙e6b2-cwz6c。

技术总结
本技术涉及轨道交通周边风险物的监测技术领域，公开了一种一体化风险物姿态位移监测装置，包括主控模块、姿态监测模块和位移监测模块，所述姿态监测模块和位移监测模块分别与所述主控模块耦接；所述姿态监测模块内设有加速度传感器，用于监测风险物的加速度；所述位移监测模块包括采集子模块、拉线盒和脉冲编码器，所述采集子模块与所述脉冲编码器耦接，拉线盒的轴与脉冲编码器的轴连接，拉线盒的轴带动脉冲编码器的轴转动；该装置的多个模块一体化集成，同时可根据安装方式改变姿态监测模块的安装位置，以适应水平安装与垂直安装。

技术研发人员：薛骐,张冠军,石德斌,洪江华,杨云洋,郭彬,魏好,王磊,赵梦杰,房博乐,杨双旗,谷洪业,秦守鹏,张宇
受保护的技术使用者：中国铁路设计集团有限公司
技术研发日：20230621
技术公布日：2024/1/15