CN106371362A - 一种基于5t系统监测系统的车载数据传输技术 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于5T系统监测系统的车载数据传输技术，包括5T车载终端和5T双机服务器，所述5T车载终端安装在火车上，5T双机服务器，所述5T车载终端包括核心控制器，所述核心控制器的数据采集端连接有5T单元，所述5T单元包括红外线轴温探测系统、运行状态安全监测系统、早期故障轨边声学诊断系统、运行故障动态图像检测系统和运行安全监控系统；所述核心控制器的通信端口还连接有定位模块和无线通信模块，所述无线通信模块与5T双机服务器进行数据通信传输，核心控制器的电源端还连接有供电系统；所述5T双机服务器内置有5T双机数据库。本发明能够全方位实现行驶状态检测和监控，保证数据传输速率。
Description
技术领域
本发明涉及车载通信技术领域，具体为一种基于5T系统监测系统的车载数据传输技术。
背景技术
5T系统作为全路的安全防范预警系统，由红外线轴温探测系统(THDS)、货车运行状态地面安全监测系统(TPDS)、货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统(TADS)、货车运行故障动态图像检测系统(TFDS)、客车运行安全监控系统(TCDS)等5个子系统组成。5T系统共用同一数据处理服务器，采用统一的传输平台进行数据传输，有时会由于网络中断和处理程序异常而中止运行等原因，造成某一类监测数据文件在某个节点上大量堆积，而且在系统恢复正常运行后的一段时间内，还会出现因监测数据的大批量传输导致数据传输堵塞的情况。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种基于5T系统监测系统的车载数据传输技术，能够全方位实现行驶状态检测和监控，保证数据传输速率，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于5T系统监测系统的车载数据传输技术，包括5T车载终端和5T双机服务器，所述5T车载终端安装在火车上，5T双机服务器，所述5T车载终端包括核心控制器，所述核心控制器的数据采集端连接有5T单元，所述5T单元包括红外线轴温探测系统、运行状态安全监测系统、早期故障轨边声学诊断系统、运行故障动态图像检测系统和运行安全监控系统；所述核心控制器的通信端口还连接有定位模块和无线通信模块，所述无线通信模块与5T双机服务器进行数据通信传输，核心控制器的电源端还连接有供电系统；所述5T双机服务器内置有5T双机数据库。
作为本发明一种优选的技术方案，所述核心控制器采用ARM的Cortex M0芯片，所述核心控制器还连接有DDR存储器和FLASH闪存器。
作为本发明一种优选的技术方案，所述红外线轴温探测系统包括红外探测仪和红外温度传感器，所述红外探测仪和红外温度传感器都安装在火车轴承上，且输出端连接有热电转换器。
作为本发明一种优选的技术方案，所述运行状态安全监测系统包括转速传感器和超声波测距仪，所述转速传感器的输出端连接有模数转换器，超声波测距仪的输出端连接有计时器。
作为本发明一种优选的技术方案，所述早期故障轨边声学诊断系统包括超声波发射器和声波检测器，所述声波检测器的输出端连接到核心控制器的输入端。
作为本发明一种优选的技术方案，所述运行故障动态图像检测系统包括USB摄像头，所述USB摄像头通过USB数据线与核心控制器相连接，且USB摄像头内置有CMOS成像器。
作为本发明一种优选的技术方案，所述运行安全监控系统包括液晶显示器和输入键盘，所述运行安全监控系统包括液晶显示器和输入键盘的数据端连接有LCD驱动器，LCD驱动器连接到核心控制器的数据端。
作为本发明一种优选的技术方案，所述定位模块包括GPS/北斗双模定位芯片，所述GPS/北斗双模定位芯片的输入端连接有收发天线，所述GPS/北斗双模定位芯片的输出端连接有调制解调器。
作为本发明一种优选的技术方案，所述无线通信模块包括编解码器和无线网络适配器，所述编解码器的输出端连接有GPRS收发器。
作为本发明一种优选的技术方案，所述供电系统包括太阳能电池板，所述太阳能电池板的输出端连接有光伏逆变器，所述光伏逆变器的输出端连接有蓄电池。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于5T系统监测系统的车载数据传输技术，通过设置5T单元，利用红外线轴温探测系统进行车轴温度检测，利用运行状态安全监测系统检测运行状态，利用早期故障轨边声学诊断系统判断铁轨是否出现故障，利用运行故障动态图像检测系统进行动态图像采集，利用运行安全监控系统进行实时监控；通过设置定位模块，利用GPS/北斗双模定位芯片、收发天线和调制解调器进行实时定位操作；通过设置无线通信模块，利用线网络适配器和GPRS收发器实现了无线数据收发操作；本发明能够全方位实现行驶状态检测和监控，保证数据传输速率。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图中：1-5T车载终端；2-5T双机服务器；3-核心控制器；4-5T单元；5-红外线轴温探测系统；6-运行状态安全监测系统；7-早期故障轨边声学诊断系统；8-运行故障动态图像检测系统；9-运行安全监控系统；10-定位模块；11-无线通信模块；12-供电系统；13-5T双机数据库；14-DDR存储器；15-FLASH闪存器；16-红外探测仪；17-红外温度传感器；18-热电转换器；19-转速传感器；20-超声波测距仪；21-模数转换器；22-计时器；23-超声波发射器；24-声波检测器；25-USB摄像头；26-CMOS成像器；27-液晶显示器；28-输入键盘；29-LCD驱动器；30-GPS/北斗双模定位芯片；31-收发天线；32-调制解调器；33-编解码器；34-无线网络适配器；35-GPRS收发器；36-太阳能电池板；37-光伏逆变器；38-蓄电池。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例：
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于5T系统监测系统的车载数据传输技术，包括5T车载终端1和5T双机服务器2，所述5T车载终端1安装在火车上，5T双机服务器2，所述5T车载终端1包括核心控制器3，所述核心控制器3的数据采集端连接有5T单元4，所述5T单元4包括红外线轴温探测系统5、运行状态安全监测系统6、早期故障轨边声学诊断系统7、运行故障动态图像检测系统8和运行安全监控系统9；所述核心控制器3的通信端口还连接有定位模块10和无线通信模块11，所述无线通信模块11与5T双机服务器2进行数据通信传输，核心控制器3的电源端还连接有供电系统12；所述5T双机服务器2内置有5T双机数据库13；所述核心控制器3采用ARM的Cortex M0芯片，所述核心控制器3还连接有DDR存储器14和FLASH闪存器15；
所述红外线轴温探测系统5包括红外探测仪16和红外温度传感器17，所述红外探测仪16和红外温度传感器17都安装在火车轴承上，且输出端连接有热电转换器18；所述运行状态安全监测系统6包括转速传感器19和超声波测距仪20，所述转速传感器19的输出端连接有模数转换器21，超声波测距仪20的输出端连接有计时器22；所述早期故障轨边声学诊断系统7包括超声波发射器23和声波检测器24，所述声波检测器24的输出端连接到核心控制器3的输入端；所述运行故障动态图像检测系统8包括USB摄像头25，所述USB摄像头25通过USB数据线与核心控制器3相连接，且USB摄像头25内置有CMOS成像器26；所述运行安全监控系统9包括液晶显示器27和输入键盘28，所述运行安全监控系统9包括液晶显示器27和输入键盘28的数据端连接有LCD驱动器29，LCD驱动器29连接到核心控制器3的数据端；
所述定位模块10包括GPS/北斗双模定位芯片30，所述GPS/北斗双模定位芯片30的输入端连接有收发天线31，所述GPS/北斗双模定位芯片30的输出端连接有调制解调器32；所述无线通信模块11包括编解码器33和无线网络适配器34，所述编解码器33的输出端连接有GPRS收发器35；所述供电系统12包括太阳能电池板36，所述太阳能电池板36的输出端连接有光伏逆变器37，所述光伏逆变器37的输出端连接有蓄电池38。
本发明的工作原理：所述5T车载终端1用于安装在行驶的火车上，能够方便快捷地实现对火车整个运行情况的状态采集以及控制进行数据传输操作；所述5T双机服务器2用于接收数据并且将接收到的数据进行分析处理汇总，并及时做出调整反应；所述5T单元4用于采集包括列车基本信息、各子系统的监测信息和预警信息、数据传输记录信息等；
所述核心控制器3采用ARM的Cortex M0芯片，Cortex-M0是目前最小的ARM处理器，该处理器的芯片面积非常小，能耗极低，且编程所需的代码占用量很少，这就使得开发人员可以直接跳过16位系统，以接近8位系统的成本开销获取32位系统的性能。Cortex-M0处理器超低的门数开销，使得它可以用在仿真和数模混合设备中；所述GPS/北斗双模定位芯片30采用N303系列模块芯片，该模块芯片是一款支持BD2B1/GPSL1频点的的双模导航定位模块，模块内部集成了泰斗自主研发的新一代BD2B1/GGPSL1双模SOC基带芯片，和一款国产的BD2B1/GPPSL1双模射频芯片，为车载和船船载等导航终端产品的制造提供了高灵敏度、低功耗、低成本的BD2B1/GPSBL1双模解决方案；
(1)所述红外线轴温探测系统5用于探测车子在行驶过程中的轮轴的实时温度，所述红外探测仪16通过红外线测量当前的温度分布情况并且绘制成直观分布图，所述红外温度传感器17实时采集当前的温度值，并通过热电转换器18将温度信号转换成数字信号，转换后的数据送到核心控制器3的数据端；所述运行状态安全监测系统6用于监测当前的车子行驶是否安全，所述转速传感器19采集当前的转速信息，采集到的转速数据通过模数转换器21转换成数字信号，所述超声波测距仪20用于进行超声波信号发送和接收，所述计时器22用于计算接收发送时间，并将测量时间送入到核心控制器3，所述核心控制器3通过测量时间与速度计算出实时距离；
(2)所述早期故障轨边声学诊断系统7用于对火车行驶中是否出现故障进行分析检测，所述超声波发射器23发出超声波信号，辐射至各个机械结构，所述声波检测器24根据反射回来的信号波谱进行分析，判断当前是否出现故障；所述运行故障动态图像检测系统8用于是实现视频图像采集，所述USB摄像头25用于不间断拍摄图像数据，所述CMOS成像器26将采集到的图像直接转换成数字信号，再通过USB数据线将数据传输至核心控制器3；所述运行安全监控系统9用于实现本地监控观测，所述液晶显示器27可以显示当前采集到的各个模块数据及绘制出的影像数据，所述输入键盘28用于输入操作命令，所述LCD驱动器29实现输入输出相互之间的电平转换；
(3)所述核心控制器3内搭载有基于Linux的操作系统，所述FLASH闪存器15内存储有用于进行数据处理和控制的程序，核心控制器3接收到数据后调用指令开始进行计算处理，处理后的数据存储至DDR存储器14并建立动态数据库；所述定位模块10用于进行定位操作，所述GPS/北斗双模定位芯片30可以根据当前的信号强弱，选择GPS定位系统还是北斗定位系统，从而保证定位的精确性，所述收发天线31可以将信号进行放大，GPS/北斗双模定位芯片30将放大后的数据送入调制解调器32进行解调还原，送入核心控制器3得到经纬度信息；
(4)所述无线通信模块11用于进行无线数据传输，所述编解码器33将待发送数据进行编码操作，所述无线网络适配器34用于进行网络传输的参数配置，所述GPRS收发器35将编码后的数据按照配置好的传输通道发送出去，所述5T双机服务器2接收来自无线通信模块11的数据，按照内置程序进行数据分析、评判，并且最终建立5T双机数据库13；
(5)所述太阳能电池板36用于将太阳能转换成交流电能，所述光伏逆变器37将输出的交流电变换成稳定的直流电并且给蓄电池38进行充电，所述蓄电池38再将输出电压提供给各个工作单元模块。
该基于5T系统监测系统的车载数据传输技术，通过设置5T单元4，利用红外线轴温探测系统6进行车轴温度检测，利用运行状态安全监测系统7检测运行状态，利用早期故障轨边声学诊断系统8判断铁轨是否出现故障，利用运行故障动态图像检测系统9进行动态图像采集，利用运行安全监控系统进行实时监控；通过设置定位模块10，利用GPS/北斗双模定位芯片30、收发天线31和调制解调器32进行实时定位操作；通过设置无线通信模块11，利用线网络适配器34和GPRS收发器35实现了无线数据收发操作；本发明能够全方位实现行驶状态检测和监控，保证数据传输速率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于5T系统监测系统的车载数据传输技术，包括5T车载终端(1)和5T双机服务器(2)，所述5T车载终端(1)安装在火车上，5T双机服务器(2)，其特征在于：所述5T车载终端(1)包括核心控制器(3)，所述核心控制器(3)的数据采集端连接有5T单元(4)，所述5T单元(4)包括红外线轴温探测系统(5)、运行状态安全监测系统(6)、早期故障轨边声学诊断系统(7)、运行故障动态图像检测系统(8)和运行安全监控系统(9)；所述核心控制器(3)的通信端口还连接有定位模块(10)和无线通信模块(11)，所述无线通信模块(11)与5T双机服务器(2)进行数据通信传输，核心控制器(3)的电源端还连接有供电系统(12)；所述5T双机服务器(2)内置有5T双机数据库(13)。
2.根据权利要求1所述的一种基于5T系统监测系统的车载数据传输技术，其特征在于：所述核心控制器(3)采用ARM的Cortex M0芯片，所述核心控制器(3)还连接有DDR存储器(14)和FLASH闪存器(15)。
3.根据权利要求1所述的一种基于5T系统监测系统的车载数据传输技术，其特征在于：所述红外线轴温探测系统(5)包括红外探测仪(16)和红外温度传感器(17)，所述红外探测仪(16)和红外温度传感器(17)都安装在火车轴承上，且输出端连接有热电转换器(18)。
4.根据权利要求1所述的一种基于5T系统监测系统的车载数据传输技术，其特征在于：所述运行状态安全监测系统(6)包括转速传感器(19)和超声波测距仪(20)，所述转速传感器(19)的输出端连接有模数转换器(21)，超声波测距仪(20)的输出端连接有计时器(22)。
5.根据权利要求1所述的一种基于5T系统监测系统的车载数据传输技术，其特征在于：所述早期故障轨边声学诊断系统(7)包括超声波发射器(23)和声波检测器(24)，所述声波检测器(24)的输出端连接到核心控制器(3)的输入端。
6.根据权利要求1所述的一种基于5T系统监测系统的车载数据传输技术，其特征在于：所述运行故障动态图像检测系统(8)包括USB摄像头(25)，所述USB摄像头(25)通过USB数据线与核心控制器(3)相连接，且USB摄像头(25)内置有CMOS成像器(26)。
7.根据权利要求1所述的一种基于5T系统监测系统的车载数据传输技术，其特征在于：所述运行安全监控系统(9)包括液晶显示器(27)和输入键盘(28)，所述运行安全监控系统(9)包括液晶显示器(27)和输入键盘(28)的数据端连接有LCD驱动器(29)，LCD驱动器(29)连接到核心控制器(3)的数据端。
8.根据权利要求1所述的一种基于5T系统监测系统的车载数据传输技术，其特征在于：所述定位模块(10)包括GPS/北斗双模定位芯片(30)，所述GPS/北斗双模定位芯片(30)的输入端连接有收发天线(31)，所述GPS/北斗双模定位芯片(30)的输出端连接有调制解调器(32)。
9.根据权利要求1所述的一种基于5T系统监测系统的车载数据传输技术，其特征在于：所述无线通信模块(11)包括编解码器(33)和无线网络适配器(34)，所述编解码器(33)的输出端连接有GPRS收发器(35)。
10.根据权利要求1所述的一种基于5T系统监测系统的车载数据传输技术，其特征在于：所述供电系统(12)包括太阳能电池板(36)，所述太阳能电池板(36)的输出端连接有光伏逆变器(37)，所述光伏逆变器(37)的输出端连接有蓄电池(38)。
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