CN109141356A - 用于路基垂直管道倾斜度的检测终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低功耗、低成本和安装维护方便的用于路基垂直管道倾斜度的检测终端。该用于路基垂直管道倾斜度的检测终端系统整体功耗低，可以在管道内工作较长时间，其成本较低和安装维护也方便，而且整个检测过程避免了人为干预，可以大大保证测得垂直管道倾角数据的精度与准确度，另外，为了进一步便于提供现场运行信息，所述工作状态指示灯与控制器连接，通过控制工作状态指示灯的闪烁频率来指示不同的系统工作状态，以便更好的将系统的运行信息反馈给用户。适合在道路交通领域推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及道路交通领域，具体涉及一种用于路基垂直管道倾斜度的检测终端。
背景技术
由于我国的现有路基修建于不同的时间，而且大多铺设在户外，受当时的技术等条件的限制和长时间的自然条件侵蚀，导致其路基存在许多安全隐患，比如，岩溶、隐穴、地下开采等，路基会产生侧移。为了准确地掌握路基的侧移状态和侧移量的大小，制订科学的维修养护对策，就要求必须对有关高速铁路的路基侧移量进行实时测量，同时对监控数据进行实时处理。
现有的路基侧移量检测方法需要有人工的干预，这就使得测量设备功耗高，检测速度慢，且耗时长，不能满足实时测量的目的，而且，影响施工或观测不直观等诸多弊病，数据的可靠性低和鲁棒性差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低功耗、低成本和安装维护方便的用于路基垂直管道倾斜度的检测终端。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：该用于路基垂直管道倾斜度的检测终端，包括倾角传感器组件、控制单元、3.7V锂电池，所述3.7V锂电池分别与倾角传感器组件、控制单元电连接，所述3.7V锂电池与控制单元之间设置有稳压电路，所述3.7V锂电池与倾角传感器组件之间设置有升压电路，并且所述升压电路还与控制单元相连，所述3.7V锂电池与控制器之间还设置有电池电压检测电路，所述倾角传感器组件与控制单元通过总线通信电路相连，所述控制单元上连接有蓝牙组件、加速度传感器、工作状态指示灯，所述3.7V伏锂电池上连接有无线充电接收电路，所述无线充电接收电路与3.7V锂电池之间设置有锂电池充电管理/切换电路。
进一步的是，所述无线充电接收电路包括无线充电接收端、与无线充电接收端相连的用于接收磁场能量的无线接收线圈，所述无线充电接收端采用TD3168集成芯片。
进一步的是，所述锂电池充电管理/切换电路采用CN3052A集成芯片。
进一步的是，所述稳压电路采用TPS63031集成芯片。
进一步的是，所述升压电路采用TPS61085集成芯片。
进一步的是，所述控制单元采用STC12LE5A32S2集成芯片。
进一步的是，所述总线通信电路采用SP3485集成芯片。
进一步的是，所述倾角传感器组件采用PCT-SH-1S高精度数字单轴倾角传感器组件。
进一步的是，所述蓝牙组件采用HC05收发一体式蓝牙模块。
进一步的是，所述加速度传感器采用MMA7361集成芯片。
本发明的有益效果：该用于路基垂直管道倾斜度的检测终端系统整体功耗低，可以在管道内工作较长时间，其成本较低和安装维护也方便，而且整个检测过程避免了人为干预，可以大大保证测得垂直管道倾角数据的精度与准确度，另外，为了进一步便于提供现场运行信息，所述工作状态指示灯与控制器连接，通过控制工作状态指示灯的闪烁频率来指示不同的系统工作状态，以便更好的将系统的运行信息反馈给用户。
附图说明
图1是本发明用于路基垂直管道倾斜度的检测终端的系统框图；
附图标记说明：驱动装置1、绕线盘2、绳索3、检测终端4。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
如图1所示，该用于路基垂直管道倾斜度的检测终端，包括倾角传感器组件、控制单元、3.7V锂电池，所述3.7V锂电池分别与倾角传感器组件、控制单元电连接，所述3.7V锂电池与控制单元之间设置有稳压电路，所述3.7V锂电池与倾角传感器组件之间设置有升压电路，并且所述升压电路还与控制单元相连，所述3.7V锂电池与控制器之间还设置有电池电压检测电路，所述倾角传感器组件与控制单元通过总线通信电路相连，所述控制单元上连接有蓝牙组件、加速度传感器、工作状态指示灯，所述3.7V伏锂电池上连接有无线充电接收电路，所述无线充电接收电路与3.7V锂电池之间设置有锂电池充电管理/切换电路。该用于路基垂直管道倾斜度的检测终端的工作过程如下所述，当控制单元通过蓝牙组件接收到“测量”指令时，控制单元进入全速工作状态并结束低速模式，先利用电池电压检测电路检查锂电池的实际电压，若电压正常，开启升压电路使倾角传感器组件开始工作，若电压不足，则通过无线充电接收电路接收外界提供的磁场能量给锂电池充电，紧接着，若电压恢复正常时，在驱动装置1的控制下，检测终端4沿垂直管道向下运动，同时不断的检测加速度传感器的加速度值，加速度传感器是为了检测终端4的运动状态，当运动到指定的点时关闭驱动装置1使检测终端4处于静止，此时，倾角传感器组件开始工作，倾角传感器组件检测的数据会定期存储于控制单元的EEPROM中，直到测量过程完毕，当控制单元通过蓝牙组件接收到地面控制仪“读取采集的倾角数据”指令时，控制单元从EEPROM中按特定的算法取出数据，通过蓝牙组件发送出去，控制单元再次进入低速模式，以便降低系统整体功耗，可以在管道内工作较长时间，其成本较低和安装维护也方便，而且整个检测过程避免了人为干预，可以大大保证测得垂直管道倾角数据的精度与准确度，另外，为了进一步便于提供现场运行信息，所述工作状态指示灯与控制器连接，通过控制工作状态指示灯的闪烁频率来指示不同的系统工作状态，以便更好的将系统的运行信息反馈给用户。
所述的总线通信电路与传感器电路间采用RS485通信协议。所述的蓝牙电路与控制单元间采用RS232串口通信协议。所述的总线通信电路与控制单元间采用RS232串口通信协议。
所述无线充电接收电路包括无线充电接收端、与无线充电接收端相连的用于接收磁场能量的无线接收线圈，所述无线充电接收端采用TD3168集成芯片。所述无线充电接收端与无线充电发射端一一对应，无线充电发射端也连接有一个无线发射线圈，当无线充电发射端通电时，它并不会向外发射电磁波，而只是在周围形成一个非辐射的磁场，这个磁场用来和无线充电接收端联络，激发接收端的共振，从而以很小的消耗为代价来传输能量，所述的无线充电发射端采用T5336集成芯片，所述的无线充电接收线圈和无线充电发射线圈均采用铜线绕制的线圈。进一步的是，所述锂电池充电管理/切换电路采用CN3052A集成芯片。
为了保证检测装置的各个部件能够正常工作，通常电源的的供电电压要与部件的工作电压相匹配，为达到上述目的，所述锂电池输出的电压通过稳压电路和升压电路可以得到所需的各种工作电压。为了进一步降低功耗以及考虑到实际的工作电压的问题，所述稳压电路优选升降压型DC-DC转换电路TPS63031集成芯片，所述的升压电路优选升压型DC-DC转换电路TPS61085集成芯片，其使能端与控制单元相连，便于节能。
为了进一步获得锂电池的实际电压，所述的电池电压检测电路采用串联电阻分压方式获得可采集电压，并经过RC低通滤波器滤波，控制单元使用AD采集当前的电压，并转换成电池的实际电压，便于实时监测电池的工作情况以及及时充电。
为了进一步降低功耗，所述控制单元优选为STC12LE5A32S2集成芯片。另外，每次装置测量时间不会很长，大部分时间都是处在非测量状态或空闲状态，为了避免在非测量状态或空闲状态造成不必要的功耗，上述可以在非测量状态或空闲状态设置成低速模式，只有接收到开始工作指令时才恢复全速工作状态。
为了进一步能够便于操作传感器电路，所述的总线通信电路优选SP3485集成芯片，其与传感器电路间采用RS485协议通信，控制单元与总线通信电路间采用RS232协议通信。
进一步的是，所述倾角传感器组件采用PCT-SH-1S高精度数字单轴倾角传感器。PCT-SH-1S高精度数字单轴倾角传感器是针对工业现场控制领域订制的，高分辨率达到0.001°，内置高精度16bit A/D差分转换器，通过5阶滤波算法，最终输出单方向的倾角值，来保证垂直管道倾角数据的精度与准确度。
为了进一步能够便于操作蓝牙电路，所述的蓝牙电路优选HC05收发一体式蓝牙模块，其与控制单元间采用RS232协议通信。
为了更准确的判断运动状态，所述的加速度传感器采用MMA7361集成芯片。
Claims (10)
1.用于路基垂直管道倾斜度的检测终端，其特征在于：包括倾角传感器组件、控制单元、3.7V锂电池，所述3.7V锂电池分别与倾角传感器组件、控制单元电连接，所述3.7V锂电池与控制单元之间设置有稳压电路，所述3.7V锂电池与倾角传感器组件之间设置有升压电路，并且所述升压电路还与控制单元相连，所述3.7V锂电池与控制器之间还设置有电池电压检测电路，所述倾角传感器组件与控制单元通过总线通信电路相连，所述控制单元上连接有蓝牙组件、加速度传感器、工作状态指示灯，所述3.7V伏锂电池上连接有无线充电接收电路，所述无线充电接收电路与3.7V锂电池之间设置有锂电池充电管理/切换电路。
2.如权利要求1所述的用于路基垂直管道倾斜度的检测终端，其特征在于：所述无线充电接收电路包括无线充电接收端、与无线充电接收端相连的用于接收磁场能量的无线接收线圈，所述无线充电接收端采用TD3168集成芯片。
3.如权利要求1所述的用于路基垂直管道倾斜度的检测终端，其特征在于：所述锂电池充电管理/切换电路采用CN3052A集成芯片。
4.如权利要求1所述的用于路基垂直管道倾斜度的检测终端，其特征在于：所述稳压电路采用TPS63031集成芯片。
5.如权利要求1所述的用于路基垂直管道倾斜度的检测终端，其特征在于：所述升压电路采用TPS61085集成芯片。
6.如权利要求1所述的用于路基垂直管道倾斜度的检测终端，其特征在于：所述控制单元采用STC12LE5A32S2集成芯片。
7.如权利要求1所述的用于路基垂直管道倾斜度的检测终端，其特征在于：所述总线通信电路采用SP3485集成芯片。
8.如权利要求1所述的用于路基垂直管道倾斜度的检测终端，其特征在于：所述倾角传感器组件采用PCT-SH-1S高精度数字单轴倾角传感器。
9.如权利要求1所述的用于路基垂直管道倾斜度的检测终端，其特征在于：所述蓝牙组件采用HC05收发一体式蓝牙模块。
10.如权利要求1所述的用于路基垂直管道倾斜度的检测终端，其特征在于：所述加速度传感器采用MMA7361集成芯片。
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