CN105059318B - 一种便携式轨道检测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便携式轨道检测仪，包括信息接收终端和主要由MCU、加速度传感器、存储单元和无线通讯模块组成的加速度传感器主机，所述加速度传感器、存储单元和无线通讯模块均连接于所述MCU，MCU通过无线通讯模块连接于信息接收终端；另外，所述MCU还连接有霍尔传感器和无线射频读卡器；所述便携式轨道检测仪还包括若干EPC磁卡，每个EPC磁卡中均存储里程信息，供无线射频读卡器读取。本发明通过结合使用霍尔传感器、无线射频读卡器以及EPC磁卡，解决了地铁轨道检测无法使用GPS定位的问题，从而实现了地铁以及类似轨道检测的自动化和智能化，节省人力物力，且更加准确。
Description
技术领域
本发明涉及轨道检测领域，具体涉及一种便携式轨道检测仪。
背景技术
目前的轨道自动检测设备主要是使用的GPS定位方式，但GPS定位对于行驶于隧道内、信号不稳定的地铁或类似轨道来说并不适用，因此对于这类轨道通常的检查方式是人工添乘检查，即人为感知轨道的晃动情况，这种检查方式不仅耗费较多人力，且没有数据支持，人为误差大。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种便携式轨道检测仪，通过结合利用霍尔传感器、无线射频读卡器和EPC磁卡解决地铁轨道内的里程定位问题，从而实现地铁或类似环境下的轨道自动检测，节省人力物力，增加检测准确度。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种便携式轨道检测仪，包括列车和待检测轨道，另外还包括信息接收终端和主要由MCU、加速度传感器、存储单元和无线通讯模块组成的加速度传感器主机，所述加速度传感器、存储单元和无线通讯模块均连接于所述MCU，MCU通过无线通讯模块连接于信息接收终端；另外，所述MCU还连接有霍尔传感器和无线射频读卡器；所述便携式轨道检测仪还包括若干EPC磁卡，每个EPC磁卡中均存储有里程信息，供无线射频读卡器读取；其中，每个EPC磁卡均安装于待检测轨道的一个里程位置上，所述加速度传感器主机放置于列车内，所述无线射频读卡器安装于与EPC磁卡相对应的列车一侧上，而所述霍尔传感器安装于列车的车轮轴的一旁，而所述车轮轴上吸附有磁体。
需要说明的是，所述霍尔传感器、无线射频读卡器以及EPC磁卡的作用就在于定位加速度传感器探测得到的信息具体对应待检测轨道的哪一段里程。一方面，只要将所有的EPC磁卡安装于待检测轨道相应位置的一侧，并将无线射频读卡器安装于列车上与EPC磁卡相对应的一侧，当列车经过待检测轨道的某一段时，无线射频读卡器就能感应到相应EPC磁卡的存在并读取其中的里程信息，从而定位该段待检测轨道的里程位置。另一方面，霍尔传感器和磁体的结合可以在另一渠道上采集列车所行驶的里程和速度，当出现无线射频读卡器没有成功读取EPC磁卡中的里程信息的情况还可以根据霍尔传感器进行里程定位。本发明所采用的里程定位方式无需依靠信号等外部条件，即使在位于隧道内、信号不稳定的地铁轨道中也能使用，克服了GPS定位的缺点。
作为一种优选方案，每个EPC磁卡中所存储的里程信息是唯一的，并根据其所存储的唯一里程信息安装于待检测轨道的对应位置上。每个EPC磁卡中存储唯一的里程信息，可以使得无线射频读卡器读取的里程信息时唯一的，提高了里程信息和加速数据对应关系的准确性，从而提高最终检测结果的准确性。
作为一种优选方案，所述加速度传感器主机放置于列车内的水平位置上。放置于列车内的水平位置上可以保证加速度传感器所测数据的准确性，避免受其他外部因素的影响。
作为一种优选方案，所述无线射频读卡器包括壳体，壳体的正面为信息读取面，所述信息读取面与EPC磁卡相对平行。令无线射频读卡器的信息读取面与EPC磁卡相对平行，则能够保证无线射频读卡器与EPC磁卡之间有足够大的信息感应面积，保证无线射频读卡器的信息读取率。
作为一种优选方案，所述信息接收终端为手持可移动终端。所述手持移动终端可采用平板电脑、智能手机等移动通讯设备，使用灵活，便于携带，可以随时随地查看检测结果。
作为一种优选方案，所述MCU包括数据图形生成模块和EXCEL表格生成模块。数据图形生成模块和EXCEL表格生成模块分别负责利用加速度数据、里程信息以及其对应关系生成数据图形和EXCEL表格，数据图形简单直观，一目了然，EXCEL表格便于作各类数据分析，从而为使用者提供了不同的轨道检测数据表现形式，能迎合更多样的需求。
作为一种优选方案，所述无线通讯模块为蓝牙模块或WIFI模块。
基于上述便携式轨道检测仪的轨道检测方法包括如下步骤：
S1预先在每个EPC磁卡中存储唯一的里程信息；
S2将各个EPC磁卡根据其所存储的里程信息安装于待检测轨道相应位置上；
S3将加速度传感器主机放置于列车内的水平位置上；将磁体吸附在列车的车轮轴上，而所述霍尔传感器则安装于该车轮轴的一旁；将无线射频读卡器安装于列车上与EPC磁卡相对应的一侧；
S4令列车行驶于所述待检测轨道上，此时加速度传感器不间断地将测得的列车加速度传输至MCU中，与此同时，列车每经过一个EPC磁卡，无线射频读卡器读取该EPC磁卡中的里程信息并传输至MCU中；另外，每当列车车轮轴转动一周，所吸附的磁铁片也随之转动一周，霍尔传感器则切割一次磁场并产生一个信号传输至MCU，所述MCU根据信号之间的时间间隔和列车车轮轴的周长得出列车行驶里程和速度；
S5所述MCU中的数据图形生成模块以列车加速度为纵坐标、里程信息为横坐标，根据列车加速度数据和里程信息的一一对应关系生成数据图形，并通过无线通讯模块传输至信息接收终端；
S6所述MCU中的EXCEL表格生成模块生成EXCEL表格后，根据列车加速度数据和里程信息的一一对应关系，将列车加速度数据和里程信息的数值记录在EXCEL表格中，存储于所述存储单元；检测结束后通过无线通讯模块传输至信息接收终端中以供查看。
需要说明的是，所述无线射频读卡器包括壳体，壳体的正面为信息读取面，步骤S3中，所述信息读取面与EPC磁卡相对平行地进行安装。
本发明的有益效果在于：
1、通过分别结合使用无线射频读卡器和EPC磁卡、霍尔传感器和磁体，使得在轨道检测中里程定位无需依靠信号等外部条件，即使在位于隧道内、信号不稳定的地铁轨道中也能使用，克服了GPS定位的缺点；
2、采用了两种独立的里程定位方式，保证了里程定位的准确性，有效地避免了只设置一种里程定位方式时可能遇到的装置失效而无法确定里程位置的问题；
3、通过有效的里程定位，实现了地铁以及类似轨道检测的自动化和智能化，节省人力物力，且更加准确。
附图说明
图1为本发明的连接示意框图；
图2为本发明的安装模型示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
如图1、图2所示，一种便携式轨道检测仪，包括列车6和待检测轨道7，另外还包括信息接收终端1和主要由MCU21、加速度传感器23、存储单元22和无线通讯模块24组成的加速度传感器主机2，所述加速度传感器23、存储单元22和无线通讯模块24均连接于所述MCU21，MCU 21通过无线通讯模块24连接于信息接收终端1；另外，所述MCU 21还连接有霍尔传感器3和无线射频读卡器4；所述便携式轨道检测仪还包括若干EPC磁卡5，每个EPC磁卡5中均存储有里程信息，供无线射频读卡器4读取；其中，每个EPC磁卡5均安装于待检测轨道7的一个里程位置上，所述加速度传感器主机放置于列车6内，所述无线射频读卡器4安装于与EPC磁卡5相对应的列车6一侧上，而所述霍尔传感器3安装于列车6的车轮轴8的一旁，而所述车轮轴8上吸附有磁体(图中未示)。所述加速度传感器23采用MMA加速度传感器。
进一步地，每个EPC磁卡中所存储的里程信息是唯一的，并根据其所存储的唯一里程信息安装于待检测轨道的对应位置上。每个EPC磁卡中存储唯一的里程信息，可以使得无线射频读卡器读取的里程信息时唯一的，提高了里程信息和加速数据对应关系的准确性，从而提高最终检测结果的准确性。
进一步地，所述加速度传感器主机放置于列车内的水平位置上。放置于列车内的水平位置上可以保证加速度传感器所测数据的准确性，避免受其他外部因素的影响。
进一步地，所述无线射频读卡器包括壳体，壳体的正面为信息读取面，所述信息读取面与EPC磁卡相对平行。令无线射频读卡器的信息读取面与EPC磁卡相对平行，则能够保证无线射频读卡器与EPC磁卡之间有足够大的信息感应面积，保证无线射频读卡器的信息读取率。
进一步地，所述信息接收终端为手持可移动终端，具体可采用平板电脑、智能手机等移动通讯设备，使用灵活，便于携带，可以随时随地查看检测结果。
进一步地，所述MCU包括数据图形生成模块和EXCEL表格生成模块。数据图形生成模块和EXCEL表格生成模块分别负责利用加速度数据、里程信息以及其对应关系生成数据图形和EXCEL表格，数据图形简单直观，一目了然，EXCEL表格便于作各类数据分析，从而为使用者提供了不同的轨道检测数据表现形式，能迎合更多样的需求。
更进一步地，所述无线通讯模块为蓝牙模块或WIFI模块。
基于上述便携式轨道检测仪的轨道检测方法包括如下步骤：
S1预先在每个EPC磁卡5中存储唯一的里程信息，如100m、200m；
S2将各个EPC磁卡5根据其所存储的里程信息安装于待检测轨道7相应位置上，具体可安装于待检测轨道相应位置的一侧隧道壁上；
S3如图2所示，将加速度传感器主机2放置于列车6驾驶室的地面上，将霍尔传感器3和无线射频读卡器4分别安装于列车6第一个车轮的车轮轴8的一旁以及列车6驾驶室上与EPC磁卡5相对应的一侧；其中，所述无线射频读卡器4包括壳体，壳体的正面为信息读取面，安装时，需要使无线射频读卡器4的信息读取面与EPC磁卡5相对平行；
S4令列车6行驶于所述待检测轨道7上，加速度传感器23不间断地将测得的列车加速度传输至MCU 21中，与此同时，列车6每经过一个EPC磁卡5，无线射频读卡器4作出感应并读取该EPC磁卡5中的里程信息并传输至MCU 21中；另外，每当列车6的车轮轴8转动一周，所吸附的磁铁片也随之转动一周，霍尔传感器3则切割一次磁场，获得一个信号并传输至MCU21，所述MCU 21根据信号之间的时间间隔和列车6的车轮轴8的周长得出列车行驶里程和速度；
S5所述MCU 21中的数据图形生成模块以列车加速度为纵坐标、里程信息为横坐标，根据列车加速度数据和里程信息的一一对应关系生成数据图形，如波形图，并通过无线通讯模块24传输至信息接收终端1；
S6所述MCU 21中的EXCEL表格生成模块生成EXCEL表格后，根据列车加速度数据和里程信息的一一对应关系，将列车加速度数据和里程信息的数值记录在EXCEL表格中，存储于所述存储单元22；检测结束后通过无线通讯模块24传输至信息接收终端1中以供查看。
对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，作出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种便携式轨道检测仪，包括列车和待检测轨道，其特征在于，还包括信息接收终端和主要由MCU、加速度传感器、存储单元和无线通讯模块组成的加速度传感器主机，所述加速度传感器、存储单元和无线通讯模块均连接于所述MCU，MCU通过无线通讯模块连接于信息接收终端；另外，所述MCU还连接有霍尔传感器和无线射频读卡器；所述便携式轨道检测仪还包括若干EPC磁卡，每个EPC磁卡中均存储有里程信息，供无线射频读卡器读取；其中，每个EPC磁卡均安装于待检测轨道的一个里程位置上，所述加速度传感器主机放置于列车内，所述无线射频读卡器安装于与EPC磁卡相对应的列车一侧上，而所述霍尔传感器安装于列车的车轮轴的一旁，而所述车轮轴上吸附有磁体。
2.根据权利要求1所述的一种便携式轨道检测仪，其特征在于，每个EPC磁卡中所存储的里程信息是唯一的，并根据其所存储的唯一里程信息安装于待检测轨道的对应位置上。
3.根据权利要求1所述的一种便携式轨道检测仪，其特征在于，所述加速度传感器主机放置于列车内的水平位置上。
4.根据权利要求1所述的一种便携式轨道检测仪，其特征在于，所述无线射频读卡器包括壳体，壳体的正面为信息读取面，所述信息读取面与EPC磁卡相对平行。
5.根据权利要求1所述的一种便携式轨道检测仪，其特征在于，所述信息接收终端为手持可移动终端。
6.根据权利要求1所述的一种便携式轨道检测仪，其特征在于，所述MCU包括数据图形生成模块和EXCEL表格生成模块。
7.根据权利要求1所述的一种便携式轨道检测仪，其特征在于，所述无线通讯模块为蓝牙模块或WIFI模块。
8.一种利用权利要求1所述便携式轨道检测仪的轨道检测方法，包括待检测轨道和列车，其特征在于：
S1预先在每个EPC磁卡中存储唯一的里程信息；
S2将各个EPC磁卡根据其所存储的里程信息安装于待检测轨道相应位置上；
S3将加速度传感器主机放置于列车内的水平位置上；将磁体吸附在列车的车轮轴上，而所述霍尔传感器则安装于该车轮轴的一旁；将无线射频读卡器安装于列车上与EPC磁卡相对应的一侧；
S4令列车行驶于所述待检测轨道上，此时加速度传感器不间断地将测得的列车加速度传输至MCU中，与此同时，列车每经过一个EPC磁卡，无线射频读卡器读取该EPC磁卡中的里程信息并传输至MCU中；另外，每当列车车轮轴转动一周，所吸附的磁铁片也随之转动一周，霍尔传感器则切割一次磁场并产生一个信号传输至MCU，所述MCU根据信号之间的时间间隔和列车车轮轴的周长得出列车行驶里程和速度；
S5所述MCU中的数据图形生成模块以列车加速度为纵坐标、里程信息为横坐标，根据列车加速度数据和里程信息的一一对应关系生成数据图形，并通过无线通讯模块传输至信息接收终端；
S6所述MCU中的EXCEL表格生成模块生成EXCEL表格后，根据列车加速度数据和里程信息的一一对应关系，将列车加速度数据和里程信息的数值记录在EXCEL表格中，存储于所述存储单元；检测结束后通过无线通讯模块传输至信息接收终端中以供查看。
9.根据权利要求8所述的轨道检测方法，其特征在于，所述无线射频读卡器包括壳体，壳体的正面为信息读取面，步骤S3中，所述信息读取面与EPC磁卡相对平行地进行安装。
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