CN106585672A - 一种火车车轮信号采集方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种火车车轮信号采集方法及装置，应用于火车管理领域，其中，所述火车车轮信号采集方法，包括以下步骤：S1）令处理器进入休眠状态；S2）一旦检测到脉冲信号，唤醒所述处理器，并转入步骤S3），其中，所述脉冲信号由信号变换电路对按设定位置安装的感应线圈在火车车轮经过时所产生的正负电压信号进行处理得到；S3）读取当前时间信息；S4）将所述时间信息通过无线网络发射发送出去，并返回步骤S1）；本发明采用无线网络的方式来发送所检测到的火车车轮信号，并且可以根据该信号来实现对火车类型的识别以及火车车辆的判辆，相比现有的车轮传感器或者车轮信号采集装置更为高效和实用。

Description

一种火车车轮信号采集方法及装置

技术领域

本发明涉及铁路管理技术领域，特别是涉及一种火车车轮信号采集方法及装置。

背景技术

目前的铁路AEI系统中，需要使用大量的车轮传感器。现有的车轮传感器主要分两类：

一类为安装于铁轨上的车轮检测传感器，业内称之为磁钢，磁钢安装于铁轨内侧，通过电缆方式，将采集的电信号，传递给AEI设备，此类传感器可以精确采集车轮信息，通过车轮信息可以实现车辆判辆和识别车辆类型，不过此种传感器因为有信号电缆，存在着施工布线工作量大，容易引入感应电压损坏后续设备的问题。另一类为安装于轨道中间的传感器，其采用电源供电和无线通信方式，这类采用电池供电的无线车轮检测传感器，几乎没有施工工作量，可以判辆，但无法识别车辆类型。

综上所述，目前的车轮传感器要么存在在现场施工布线上工作量大、容易引入干扰的问题，要么存在所采集的信号无法满足铁路对车辆进行识别的要求的问题，从而导致其不能够很好地满足铁路现场实际需求的问题，需要进行改进。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种火车车轮信号采集方法及装置，用于解决现有车轮传感器在现场施工布线上工作量大、容易引入干扰以及无法满足现场信号采集要求的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供以下技术方案：

一种火车车轮信号采集方法，包括以下步骤：S1)令处理器进入休眠状态；S2)一旦检测到脉冲信号，唤醒所述处理器，并转入步骤S3)，其中，所述脉冲信号由信号变换电路对按设定位置安装的感应线圈在火车车轮经过时所产生的正负电压信号进行处理得到；S3)读取当前时间信息；S4)将所述时间信息通过无线网络发射发送出去，并返回步骤S1)。

在一优选实施方案中，在所述步骤2)中，所述信号变换电路对正负电压信号进行处理包括：对所述正负电压信号依次进行低通滤波和脉冲转换的步骤。

在一优选实施方案中，在对所述正负电压信号进行低通滤波前还包括对所述正负电压信号进行超电压保护的步骤。

在一优选实施方案中，所述无线网络为蓝牙无线网络、WIFI无线网络、zigbee无线网络、3G无线通信网络、4G无线通信网络中的一种或多种。

在一优选实施方案中，所述处理器为可编程逻辑处理器。

一种火车车轮信号采集装置，包括：感应线圈，用于在火车车轮经过时所产生的正负电压信号；信号变换电路模块，连接所述感应线圈，用于将所述正负电压信号变换成脉冲信号；处理器，分别连接所述信号变换电路模块和无线通信模块，用于在检测到脉冲信号时唤醒并读取当前时间信息，将所述时间信息通过无线网络发射发送出去，否则进入休眠状态；所述无线通信模块，连接所述处理器，用于接入无线网络与外部设备进行数据通信。

在一优选实施方案中，所述信号变换电路模块至少包括用于对所述正负电压信号依次进行低通滤波和脉冲转换的低通滤波电路单元和脉冲变换电路单元。

在一优选实施方案中，所述信号变换电路模块还包括用于在对所述正负电压信号进行低通滤波前对所述正负电压信号进行超电压保护的超电压保护电路单元。

在一优选实施方案中，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、zigbee模块、3G无线网络通信模块或4G无线网络通信模块中的一种或多种。

在一优选实施方案中，所述处理器为可编程逻辑处理器。

如上所述，本发明具有以下有益效果：本发明通过对火车车轮信号进行采集，并进行相应的处理来得到该火车车轮经过时间的信息进行记录，并通过无线网络的方式将采集到的信息发送给外部设备，从而为外部设备对火车类型的识别以及火车车辆的判辆提供依据，相比现有的车轮传感器或者车轮信号采集装置更为高效和实用。

附图说明

图1为本发明一种火车车轮信号采集方法的流程图。

图2为本发明一种火车车轮信号采集装置在一实施方式中的原理图。

图3为本发明火车车轮信号采集装置中信号变换电路模块的原理图。

图4为本发明一种火车车轮信号采集装置在另一实施方式中的原理图。

附图标号说明

1 火车车轮信号采集装置

11 感应线圈

12 信号变换电路模块

121 超电压保护电路单元

122 低通滤波电路单元

123 脉冲变换电路单元

13 可编程逻辑处理器

14 无线通信模块

15 电源模块

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例1

请参阅图1，本实施例提供一种火车车轮信号采集方法，其可以包括以下步骤：

步骤S1，处理器进入休眠状态。

在具体实施中，处理器可以为可编程逻辑处理器，在没有火车经过时，让处理器处于休眠状态，可以达到降低功耗的目的。

步骤S2，一旦检测到脉冲信号，则唤醒所述处理器，并转入步骤S3。

在具体实施中，所述脉冲信号是一个电压跳变信号，其是由按设定位置安装的感应线圈在有火车车轮经过时产生的正负电压信号变换得来，具体的，可以由一信号变换电路对该正负电压信号进行处理得到。

在一优选实施例中，对所述正负电压信号进行处理的步骤可以包括：对所述正负电压信号依次进行低通滤波和脉冲转换的步骤，即先对正负电压信号进行低通滤波处理，然后再进行脉冲转换处理。需要说明的是，对电信号进行低通滤波处理和脉冲转换可以借鉴现有技术，其实现方式可以根据具体情况来选择，本发明并不对如何实现低通滤波和脉冲转换的实现硬件做限制。

在一优选实施例中，在对所述正负电压信号进行低通滤波处理之前，还可以包括一对所述正负电压信号进行超电压保护的步骤，以防止正负电压信号出现意外尖峰电压是对实现后续步骤的硬件造成损坏。

步骤S3，读取当前时间信息。

在具体实施中，可以读取当前时间来作为产生该脉冲信号的火车车轮的经过时间，然后将该时间信息发送至外部设备，以供外部设备来识别经过火车的车辆类型和判辆。

在具体实施中，该时间信息为火车车轮经过磁钢这个时间点的时间。实际应用中，本实施例可以保证每列火车各个车轮时间点的相对时间精度误差低于0.1毫秒以内。

步骤S4，无线发射数据，即将所述时间信息通过无线网络发射发送出去，并返回步骤S1。

在具体实施中，将时间信息通过无线网络发送给外部设备，由外部设备对该时间信息进行处理来实现火车的判辆和类型识别。

具体的，这里的无线网络可以为蓝牙无线网络、WIFI无线网络、zigbee无线网络等短距离的无线网络通信方式；也可以为3G无线通信网络、4G无线通信网络等远距离的无线网络通信方式。在具体实施时，可以采用上述一种或多种无线网络来进行数据传输。

实施例2

本实施例还提供了一种火车车轮信号采集装置，见图2，该火车车轮信号采集装置1可以包括感应线圈11，用于在火车车轮经过时所产生的正负电压信号；信号变换电路模块12，连接所述感应线圈，用于将所述正负电压信号变换成脉冲信号；处理器13，分别连接所述信号变换电路模块和无线通信模块，用于在检测到脉冲信号时唤醒并读取当前时间信息，将所述时间信息通过无线网络发射发送出去，否则进入休眠状态；所述无线通信模块14，连接所述处理器，用于接入无线网络与外部设备进行数据通信。

在具体实施中，处理器可以为可编程逻辑处理器，例如单片机、FPGA等，需要理解的是，该处理器是包括有供写入计算机程序或者处理器可以读取计算机程序的储存器的一类处理器，可以在该可编程逻辑处理器中写入计算机程序来实现脉冲信号检测、并读取时间信息和发送该时间信息，以及对处理器的休眠和唤醒。

在一优选实施例中，见图3，所述信号变换电路模块可以至少包括用于对所述正负电压信号依次进行低通滤波和脉冲转换的低通滤波电路单元122和脉冲变换电路单元123。通过对感应线圈产生的正负电压信号的处理可以更为方便处理器的处理。

在一优选实施例中，所述信号变换电路模块还可以包括用于在对所述正负电压信号进行低通滤波前对所述正负电压信号进行超电压保护的超电压保护电路单元121，该超电压保护电路单元同样可以借鉴现有的过压保护电路来实现，本发明并不限制超电压保护电路单元的实现方式。

在一具体实施例中，无线通信模块可以为短距离无线通信模块，例如WIFI模块、蓝牙模块、ZIGBEE模块、或者其它无线短距离通信方式，无线通信模块也可以远距离无线通信模块，例如2G/3G/4G无线网络通信模块等来实现。当然，这里也可以采用多种无线通信模块组合，根据当前网络信号最佳的一种无线网络来发送该时间信息。

在实际实施中，可以在每条铁轨安装两个本发明提供的火车车轮采集装置，并保证两个火车车轮采集装置安装距离为已知的某固定距离，该距离通常为27cm±2cm，无线接收处理主机上运行有处理程序，程序接收到各点时间数据以后，根据同一个车轮经过两个磁钢的时间差，按照安装距离除以该时间差，可以计算出当前列车的运行速度；根据速度值，乘以前后轮经过同一个火车车轮采集装置的时间差，可以计算出该车的轴距；根据铁道部发布的火车车型标准轴距表，可以根据该表识别出该车车辆类型。简单来说，本发明先比现有磁钢或者车轮传感器具有更为齐备的信号采集功能，且其还具备现有磁钢或者车轮传感器所不具备的在现场施工安装上的简化性，能够避免现场繁杂的布线施工，实用性较高。

在一具体实施例中，见图4，上述装置还可以包括一电源模块15，具体可以为蓄电池或者干电池等，该电源模块分别连接于处理器、无线通信模块及信号变换电路模块这些需电模块，从而不需要外界对装置进行供电，在对装置进行安装的时候可以无需额外的线路布设，大大降低了安装难度和施工难度。

综上所述，本发明通过对火车车轮信号进行采集，并进行相应的处理来得到该火车车轮经过时间的信息进行记录，并通过无线网络的方式将采集到的信息发送给外部设备，从而为外部设备对火车类型的识别以及火车车辆的判辆提供依据，相比现有的车轮传感器或者车轮信号采集装置更为高效和实用。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种火车车轮信号采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1)令处理器进入休眠状态；

S2)一旦检测到脉冲信号，唤醒所述处理器，并转入步骤S3)，其中，所述脉冲信号由信号变换电路对按设定位置安装的感应线圈在火车车轮经过时所产生的正负电压信号进行处理得到；

S3)读取当前时间信息；

S4)将所述时间信息通过无线网络发射发送出去，并返回步骤S1)。

2.根据权利要求1所述的火车车轮信号采集方法，其特征在于：在所述步骤2)中，所述信号变换电路对正负电压信号进行处理包括：对所述正负电压信号依次进行低通滤波和脉冲转换的步骤。

3.根据权利要求2所述的火车车轮信号采集方法，其特征在于：在对所述正负电压信号进行低通滤波前还包括对所述正负电压信号进行超电压保护的步骤。

4.根据权利要求1所述的火车车轮信号采集方法，其特征在于：所述无线网络为蓝牙无线网络、WIFI无线网络、zigbee无线网络、3G无线通信网络、4G无线通信网络中的一种或多种。

5.根据权利要求1-4任一所述的火车车轮信号采集方法，其特征在于：所述处理器为可编程逻辑处理器。

6.一种火车车轮信号采集装置，其特征在于，包括：

感应线圈，用于在火车车轮经过时所产生的正负电压信号；

信号变换电路模块，连接所述感应线圈，用于将所述正负电压信号变换成脉冲信号；

处理器，分别连接所述信号变换电路模块和无线通信模块，用于在检测到脉冲信号时唤醒并读取当前时间信息，将所述时间信息通过无线网络发射发送出去，否则进入休眠状态；

所述无线通信模块，连接所述处理器，用于接入无线网络与外部设备进行数据通信。

7.根据权利要求6所述的火车车轮信号采集装置，其特征在于：所述信号变换电路模块至少包括用于对所述正负电压信号依次进行低通滤波和脉冲转换的低通滤波电路单元和脉冲变换电路单元。

8.根据权利要求7所述的火车车轮信号采集装置，其特征在于：所述信号变换电路模块还包括用于在对所述正负电压信号进行低通滤波前对所述正负电压信号进行超电压保护的超电压保护电路单元。

9.根据权利要求6所述的火车车轮信号采集装置，其特征在于：所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、zigbee模块、3G无线网络通信模块或4G无线网络通信模块中的一种或多种。

10.根据权利要求6-9任一所述的火车车轮信号采集装置，其特征在于：所述处理器为可编程逻辑处理器。