CN111791919A - 顶盖状态的监测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种顶盖状态的监测方法和系统。其中，该方法包括：状态监测装置采集顶盖状态的监测数据，其中，状态监测装置设置在当前车辆中的目标顶盖上；状态监测装置基于监测数据，确定顶盖状态是否出现异常；在顶盖状态出现异常的情况下，状态监测装置发送监测数据至网关设备，其中，网关设备设置在当前车辆中，网关设备用于对接收到的监测数据进行处理，并将处理后的监测数据发送至远程设备。本发明解决了相关技术中通过人工方式检测铁路货车的顶盖状态，导致检查效率和准确性较低的技术问题。

Description

顶盖状态的监测方法和系统

技术领域

本发明涉及铁路货车领域，具体而言，涉及一种顶盖状态的监测方法和系统。

背景技术

目前铁路货车采用敞顶结构，煤炭运输中存在严重的煤炭扬尘和撒漏现象，不仅造成货物损失，同时对沿线环境形成污染。为了解决上述问题，可以在铁路货车上加装顶盖，以有效防治煤炭运输中的扬尘和撒漏。但是，由于铁路货车成列运行、列车编组车辆多，实际应用中顶盖状态依靠人工检测，存在漏检、误检问题，影响运用效果和安全。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种顶盖状态的监测方法和系统，以至少解决相关技术中通过人工方式检测铁路货车的顶盖状态，导致检查效率和准确性较低的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种顶盖状态的监测方法，包括：状态监测装置采集顶盖状态的监测数据，其中，状态监测装置设置在当前车辆中的目标顶盖上；状态监测装置基于监测数据，确定顶盖状态是否出现异常；在顶盖状态出现异常的情况下，状态监测装置发送监测数据至网关设备，其中，网关设备设置在当前车辆中，网关设备用于对接收到的监测数据进行处理，并将处理后的监测数据发送至远程设备。

可选地，状态监测装置采集顶盖状态的监测数据包括：状态监测装置采集目标运动构件的运动数据，其中，目标运动构件为目标顶盖的开闭机构中的运动构件，运动数据包括如下至少之一：位移数据和角度数据；状态监测装置基于运动数据，确定监测数据。

可选地，在顶盖由导轨、第一可折叠盖板、第二可折叠盖板和传动链条组成的情况下，状态监测装置设置在第一可折叠盖板的头部横梁上，第二可折叠盖板的头部横梁上设置有第一感应元件，导轨的端部上设置有第二感应元件，其中，在第一可折叠盖板的头部横梁和第二可折叠盖板的头部横梁相接触的情况下，状态监测装置感应到第一感应元件；在第一可折叠盖板的头部横梁和第二可折叠盖板的头部横梁位于导轨的端部时，状态监测装置感应到第二感应元件。

可选地，状态监测装置基于监测数据，确定顶盖状态是否出现异常包括：状态监测装置调用预设算法和预设处理模型对监测数据进行处理；状态监测装置基于处理结果确定顶盖状态是否出现异常。

可选地，状态监测装置上电后处于第一工作模式，其中，在顶盖状态出现异常的情况下，状态监测装置进入第二工作模式，并发送监测数据；在顶盖状态未出现异常的情况下，状态监测装置保持处于第一工作模式。

可选地，在处于第一工作模式的情况下，状态监测装置禁止发送监测数据，或，允许发送监测数据中的部分数据。

可选地，在顶盖状态未出现异常的情况下，状态监测装置存储监测数据。

可选地，监测数据中携带有目标顶盖的第一标识信息；处理后的监测数据携带有第一标识信息，以及当前车辆的第二标识信息和位置信息，其中，位置信息由网关设备中的定位模块采集。

可选地，网关设备还用于通过近场通信模块将处理后的监测数据发送至移动终端。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种顶盖状态的监测系统，包括：状态监测装置，设置在当前车辆中的目标顶盖上，用于采集顶盖状态的监测数据，并在基于监测数据确定顶盖状态出现异常的情况下，发送监测数据；网关设备，设置在当前车辆中，与状态监测装置连接，用于对接收到的监测数据进行处理，并将处理后的监测数据发送至远程设备。

可选地，状态监测装置包括：传感器，用于采集目标运动构件的运动数据，其中，目标运动构件为目标顶盖的开闭机构中的运动构件，运动数据包括如下至少之一：位移数据和角度数据；第一处理器，与传感器连接，用于基于运动数据，确定监测数据，并基于监测数据，确定顶盖状态是否出现异常；第一通信模块，与第一处理器和网关设备连接，用于在顶盖状态出现异常的情况下，发送监测数据至网关设备。

可选地，在顶盖由导轨、第一可折叠盖板、第二可折叠盖板和传动链条组成的情况下，传感器设置在第一可折叠盖板的头部横梁上，第二可折叠盖板的头部横梁上设置有第一感应元件，导轨的端部上设置有第二感应元件，其中，在第一可折叠盖板的头部横梁和第二可折叠盖板的头部横梁相接触的情况下，传感器感应到第一感应元件；在第一可折叠盖板的头部横梁和第二可折叠盖板的头部横梁位于导轨的端部时，传感器感应到第二感应元件。

可选地，状态监测装置还包括：存储模块，与第一处理器连接，用于在顶盖状态未出现异常的情况下，存储监测数据。

可选地，状态监测装置还包括：第一供电模块，与传感器、第一处理器、第一通信模块和存储模块连接。

可选地，网关设备包括：第二通信模块，与状态监测装置连接，用于接收状态监测装置发送的监测数据；第二处理器，与第二通信模块连接，用于对接收到的监测数据进行处理，得到处理后的监测数据；第三通信模块，与第二处理器连接，用于将处理后的监测数据发送至远程设备。

可选地，监测数据中携带有目标顶盖的第一标识信息，其中，网关设备还包括：定位模块，用于采集当前车辆的位置信息，其中，处理后的监测数据携带有第一标识信息，以及当前车辆的第二标识信息和位置信息。

可选地，网关设备还包括：近场通信模块，与第二处理器连接，用于将处理后的监测数据发送至移动终端。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述的顶盖状态的监测方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述的顶盖状态的监测方法。

在本发明实施例中，通过在当前车辆中的顶盖上安装状态监测装置，由状态监测装置实时采集顶盖状态的监测数据，并在监测到顶盖状态出现异常之后，将监测数据经由网关设备发送至远程设备，从而实现铁路货车的顶盖状态远程实时和智能监测的目的，达到了提升监测效率及准确率，降低监测成本，提高维修效率的技术效果，进而解决了相关技术中通过人工方式检测铁路货车的顶盖状态，导致检查效率和准确性较低的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据现有技术的一种货箱顶盖监控系统的示意图；

图2是根据现有技术的一种篷布顶盖状态监控系统的示意图；

图3是根据本发明实施例的一种顶盖状态的监测方法的流程图；

图4是根据本发明实施例的一种可选的顶盖组件及开闭状态的示意图；

图5是根据本发明实施例的一种可选的顶盖关闭状态下传感器设置的示意图；

图6是根据本发明实施例的一种可选的顶盖打开状态下传感器设置的示意图；

图7是根据本发明实施例的一种可选的顶盖状态的监测系统的示意图；

图8是根据本发明实施例的一种可选的顶盖开闭状态传感器的结构框图；

图9是根据本发明实施例的一种可选的车载网关的结构框图；

图10是根据本发明实施例的一种可选的顶盖状态的监测方法的示意图；以及

图11是根据本发明实施例的一种顶盖状态的监测系统的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了实现顶盖状态监测目的，相关技术中提供了如下两种方案：第一种方案提供了一种如图1所示的货箱顶盖监控系统，包括用于感知货箱关闭的第一传感器，用于获取第一传感器发送信号的控制器，通过CAN(控制器局域网络，Controller AreaNetwork)总线输出控制信号到发动机ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)，以使ECU限定车速。第二种方案提供了一种如图2所示的篷布顶盖状态监控系统，由渣土车篷布顶盖前端的定位装置、车厢尾部的感测装置和控制装置组成，控制装置通过感测装置是否能感测到定位装置所发出的信号，判定篷布顶盖是否已到达车厢尾部的预定范围，即是否关闭严实整个车厢。

但是，采用第一种方案和第二种方案均通过有线、定时方式输出控制信号，存在车辆结构复杂、能耗较高、不满足铁路货车的监控要求的问题。为了解决上述问题，本发明提供了一种顶盖状态的监测方法和系统，可以根据铁路运煤货车成列运行、无电源供给的工作条件，对车辆活动顶盖开闭状态进行实时、精确、智能监测，对异常开闭车辆进行准确定位和远程报警。具体实现方案如下所述：

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种顶盖状态的监测方法，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图3是根据本发明实施例的一种顶盖状态的监测方法的流程图，如图3所示，该方法包括如下步骤：

步骤S302，状态监测装置采集顶盖状态的监测数据，其中，状态监测装置设置在当前车辆中的目标顶盖上。

上述步骤中的状态监测装置可以是安装在铁路货车上的顶盖开闭状态传感器，安装在目标顶盖上。铁路货车往往由多辆车辆构成，并且每个车辆上设置有多个顶盖，因此，在实际使用中，可以根据需要在每个顶盖上设置一个顶盖开闭状态传感器。

步骤S304，状态监测装置基于监测数据，确定顶盖状态是否出现异常。

上述步骤中的出现异常可以是指铁路货车在运行过程中，顶盖状态与预先设定的开闭状态不同。例如，预先设定的开闭状态可以是闭合状态，当监测到的顶盖状态为闭合状态的情况下，可以确定顶盖状态未出现异常；当监测到的顶盖状态为打开状态的情况下，可以确定顶盖状态出现异常。

步骤S306，在顶盖状态出现异常的情况下，状态监测装置发送监测数据至网关设备，其中，网关设备设置在当前车辆中，网关设备用于对接收到的监测数据进行处理，并将处理后的监测数据发送至远程设备。

上述步骤中的网关设备可以是铁路货车的每个车辆中的车载网关，每个车辆中可以设置一个网关设备，是车辆中所有状态监测装置的数据采集和处理中心，收集各传感器发送的感知层数据，集中进行数据计算分析。远程设备可以是铁路货车的地面管理平台，可以设置在远程的特定位置，该位置可以根据实际需要进行确定，主要由服务器、路由器、防火墙、专家知识库、客户端等组成，负责对顶盖状态的实时在线监测和数据分析、决策及处理，并且可以完成车辆信息管理、车载设备管理、报警管理、用户管理、数据统计与分析的功能。

网关设备与状态监测装置之间可以采用无线局域网连接，或者采用有线电缆连接。由于铁路货车的运行条件较为恶劣，传统有限电缆连接存在布线空间紧张、防护困难等问题，在本发明实施例中，为了安装方便，以无线局域网为例进行说明。网关设备与远程设备之间可以通过公网(3G/4G/5G等)或卫星通讯连接，但不仅限于此。

在一种可选的实施例中，可以通过状态监测装置感知并监测顶盖状态，得到监测数据，然后传入状态监测装置内部的微处理器，进行前端第一级运算和分析处理，判断顶盖状态是否出现异常，如果确定顶盖状态出现异常，则通过无线局域网将监测数据传输至当前车辆的网关设备，网络设备汇集当前车辆中各个状态监测装置发送的监测数据，进行第二级运算和处理，并通过公网发送给远程设备，从而远程设备可以在车辆运行全程中对顶盖状态进行实时、动态、在线智能监测，并及时通知现场作业人员对异常情况进行检修，提高维修效率。

通过本发明上述实施例，通过在当前车辆中的顶盖上安装状态监测装置，由状态监测装置实时采集顶盖状态的监测数据，并在监测到顶盖状态出现异常之后，将监测数据经由网关设备发送至远程设备，从而实现铁路货车的顶盖状态远程实时和智能监测的目的，达到了提升监测效率及准确率，降低监测成本，提高维修效率的技术效果，进而解决了相关技术中通过人工方式检测铁路货车的顶盖状态，导致检查效率和准确性较低的技术问题。

可选地，在本发明上述实施例中，状态监测装置采集顶盖状态的监测数据包括：状态监测装置采集目标运动构件的运动数据，其中，目标运动构件为目标顶盖的开闭机构中的运动构件，运动数据包括如下至少之一：位移数据和角度数据；状态监测装置基于运动数据，确定监测数据。

目前，铁路货车的顶盖的运动类型可以分为平移式和转动式，不同运动类型的顶盖可以采用不同的顶盖开闭机构进行控制，顶盖开闭机构中的部分运动构件的相对运动具有一定对应关系，因此，可以根据具体机构运动特点选择适当运动构件作为上述的目标运动构件，并通过传感器精确感知、识别其位移或角度，通过进一步分析计算可准确判断顶盖状态。

需要说明的是，为了实现监测顶盖状态的目的，上述目标运动构件可以是与顶盖状态有对应关系的任意一个运动构件，并将运动构件的角度和/或位移作为具体测量值，例如，检测顶盖的旋转角度、顶盖的位移等。

可选地，在顶盖由导轨、第一可折叠盖板、第二可折叠盖板和传动链条组成的情况下，状态监测装置设置在第一可折叠盖板的头部横梁上，第二可折叠盖板的头部横梁上设置有第一感应元件，导轨的端部上设置有第二感应元件，其中，在第一可折叠盖板的头部横梁和第二可折叠盖板的头部横梁相接触的情况下，状态监测装置感应到第一感应元件；在第一可折叠盖板的头部横梁和第二可折叠盖板的头部横梁位于导轨的端部时，状态监测装置感应到第二感应元件。

在一种可选的实施例中，对于铁路货车中纵向对开叠板式顶盖为例，如图4所示，该类型的顶盖主要由导轨1、头部横梁2、挠性可折叠盖板3、传动链条4、盖板托架5、从动铰轴6等组成。两侧顶盖沿导轨1长度方向同步向导轨1中心平移至相互接触为顶盖关闭状态(如图4右侧所示)，同步远离导轨1中心至两侧为顶盖打开状态(如图4左侧所示)。如图5和6所示，为实现顶盖开闭状态监测，顶盖开闭状态传感器布置如下：在两个对开顶盖的其中一个头部横梁2上设置传感装置10，另一个头部横梁2的对应位置设置感应磁铁7，同时在两侧导轨1的端部设置感应磁铁8，其位置与顶盖完全打开时传感装置10的端部对应。

当顶盖关闭时，左右顶盖头部横梁2相互接近，传感装置10与感应磁铁7产生磁电作用，传感装置10感知顶盖关闭状态，并将信号进行分析处理后发送至车载网关。当顶盖打开时，两个顶盖相对远离，当顶盖达到全开位置时传感装置10与感应磁铁8产生磁电作用，传感装置10感知顶盖打开状态，打开状态信号分析处理后发送至车载网关。

在一种可选的实施例中，状态监测装置在感知到运动数据之后，可以通过内部信号预处理后，进入内置微处理器，进行前端第一级运算和分析处理。

可选地，在本发明上述实施例中，状态监测装置基于监测数据，确定顶盖状态是否出现异常包括：状态监测装置调用预设算法和预设处理模型对监测数据进行处理；状态监测装置基于处理结果确定顶盖状态是否出现异常。

在一种可选的实施例中，可以在状态监测装置内置相应的算法和模型，从而状态监测装置可以自行进行计算、分析和处理，对发送的监测数据进行过滤和控制，实现顶盖状态智能分析和判断，并且减少数据传输量，降低能量消耗。

可选地，在本发明上述实施例中，状态监测装置上电后处于第一工作模式，其中，在顶盖状态出现异常的情况下，状态监测装置进入第二工作模式，并发送监测数据；在顶盖状态未出现异常的情况下，状态监测装置保持处于第一工作模式。

上述步骤中的第一工作模式可以是能耗较低的工作模式，例如，睡眠模式或半睡眠模式，但不仅限于此。第二工作模式可以是正常的工作模式，此时能量消耗较大。

铁路货车在列车运行过程中顶盖一般处于稳定锁闭状态，实时监测需要持续供电和发送数据，电能消耗较大。为了降低电能消耗，在一种可选的实施例中，状态监测装置上电后处于第一工作模式，功耗保持在较低状态，状态监测装置可以在铁路货车运行过程中对顶盖状态进行静默监测，并控制状态监测装置保持第一工作模式。在监测到顶盖关闭异常的情况下，可以确定顶盖状态出现异常，进而可以激活状态监测装置进入第二工作模式，及时发送监测数据进行预警或告警，从而可以及时发出预警或报警信号。

可选地，在本发明上述实施例中，在处于第一工作模式的情况下，状态监测装置禁止发送监测数据，或，允许发送监测数据中的部分数据。

上述步骤中的部分数据可以是监测数据中必要的数据，例如，后续会导致顶盖状态出现异常的数据，但不仅限于此。

在一种可选的实施例中，为了保证状态监测装置的超低功耗，在状态监测装置确定顶盖状态未出现异常的情况下，可以不发送监测数据，或者发送监测数据中的较少部分数据，从而可以对顶盖状态进行提前预警。

可选地，在本发明上述实施例中，在顶盖状态未出现异常的情况下，状态监测装置存储监测数据。

在一种可选的实施例中，由于在确定顶盖状态未出现异常的情况下，不发送监测数据，为了在顶盖状态出现异常的情况下，可以准确判断顶盖状态出现异常的原因，需要获知顶盖状态的历史监测数据，因此，状态监测装置可以将采集到的监测数据进行存储，并在发送监测数据的时候，将所有存储的历史数据一并发送至网关设备。

可选地，在本发明上述实施例中，监测数据中携带有目标顶盖的第一标识信息；处理后的监测数据携带有第一标识信息，以及当前车辆的第二标识信息和位置信息，其中，位置信息由网关设备中的定位模块采集。

上述步骤中的第一标识信息可以是目标顶盖的编号，第二标识信息可以是当前车辆的编号，但不仅限于此，也可以是其他能够唯一标识的信息。定位模块可以是网关设备中内置的卫星定位模块，例如，可以是BDS(BeiDou Navigation Satellite System，中国北斗卫星导航系统)和GPS(Global Positioning System，全球定位系统)的双模卫星定位模块，但不仅限于此。

在一种可选的实施例中，不同的状态监测装置安装在不同的顶盖上，因此，状态监测装置可以内置第一标识信息，并在发送监测数据的同时，将第一标识信息加入监测数据中。不同车辆中设置有不同的网关设备，因此，网关设备中可以内置第二标识信息，并通过内置的定位模块获取当前车辆的具体位置信息，从而在发送处理后的监测数据的同时，可以将第二标识信息和位置信息加入处理后的监测数据中，从而基于处理后的监测数据中携带的第一标识信息、第二标识信息和位置信息，远程设备可以准确定位车辆的运行位置，并确定顶盖状态出现异常的车辆和顶盖位，方便现场作业人员进行快速处置。

可选地，在本发明上述实施例中，网关设备还用于通过近场通信模块将处理后的监测数据发送至移动终端。

上述步骤中的近场通信模块可以是蓝牙等短距离无线通信模块，移动终端可以是现场作业人员的智能手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑等，但不仅限于此。

在一种可选的实施例中，移动终端设置于车辆顶盖开闭作业现场，由现场作业人员手持，也即，现场作业人员在铁路货车上对车辆进行维修、检查等，此时，为了提升数据传输速率，移动终端可以直接通过短距离通信方式获取监测数据，指导现场作业。

下面结合图7至图10对本发明一种优选的实施例进行详细说明。

如图7所示，顶盖状态的监测方法的执行系统可以由顶盖开闭状态传感器10、车载网关20、地面管理平台30和现场移动终端40等共同组成，顶盖开闭状态传感器10和车载网关20安装于列车中每个车辆上，地面管理平台30分布于远程任意适当位置，移动终端40设于车辆顶盖开闭作业现场。其中：

顶盖开闭状态传感器10实现顶盖状态的感知、数据预处理、数据发送功能，如图8所示，可以由MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)传感器11、微处理器12、存储模块13、无线通讯模块14、电能供应模块15等组成，封装于同一壳体内。顶盖开闭状态传感器10采用物联网电池自供电，采用无线局域网(如图7中的虚线所示)与车载网关20连接，同时内置算法及模型，对监测数据进行预处理后再传输，减少数据传输量，降低能量消耗。同时在内置算法的控制下，顶盖开闭状态传感器10处于常态睡眠或半睡眠模式，功耗保持于极低状态，在顶盖状态出现异常的情况下，顶盖开闭状态传感器10激活进入工作模式，及时发出预警或报警信号。

车载网关20是同一辆车辆上所有顶盖开闭状态传感器10发送的监测数据的采集和处理中心，如图9所示，可以由微处理器21、局域网通讯模块22、近场通讯模块23、公网通讯模块24、卫星通讯模块25、存储模块26、电能供应模块27和卫星定位模块28组成。车载网关20收集各个顶盖开闭状态传感器10发送的监测数据，集中进行数据分析、处理、判断和决策，将监测数据实时通过3G/4G/5G公网(如图7中的实线所示)或卫星通讯(如图7中的点划线所示)发送至云端地面管理平台30，或通过蓝牙等短距离无线通信(如图7中的双点划线所示)将感知数据直接发送至现场移动终端40。同时，车载网关20内集成BDS/GPS双模卫星定位模块28，可以将车辆运行位置实时发送至地面管理平台30。

地面管理平台30设置于远程适当位置，可以由防火墙、数据服务器、路由器专家知识库、应用客户终端等组成，完成车辆信息管理、车载设备管理、报警管理、用户管理、数据统计与分析的功能，负责对顶盖状态的实时在线监测和数据分析、决策及处理。

移动终端40车辆顶盖开闭作业现场，由现场作业人员手持，通过车载网关20或地面管理平台30接收顶盖状态的监测数据并指导现场人员及时作业。

如图10所示，顶盖开闭状态传感器10感知顶盖状态后，通过内部信号预处理、进入内置微处理器12，进行前端第一级运算和分析处理，接着通过无线局域网将顶盖状态数据传输至车载网关20。车载网关20汇集各监测数据，进行第二级运算和处理，将必要数据通过4G/5G公网发送至远程地面管理平台30。地面管理平台30可以在车辆运行全程中对顶盖状态进行实时、动态、在线智能监测。车载网关20内置有车辆车号和卫星定位系统，当顶盖状态出现异常时，地面管理平台30可以立即获知异常车辆在铁路线路的运行位置、顶盖异常车辆的车号和顶盖位，并可通过移动终端通知现场人员处置。

通过上述方案，通过在顶盖开闭机构活动构件上设置顶盖开闭状态传感器，对运动构件的运动数据进行高分辨率检测，顶盖状态检测数据精准；顶盖开闭状态传感器通过车辆无线局域网与车载网关连接，车载网关通过4G/5G或卫星定位系统与远程管理平台连接，实现顶盖开闭状态的动态、实时检测和监测；顶盖开闭状态传感器采用微机电技术，通过内置微处理器和相应算法、模型，可以进行就地计算、分析和处理，过滤和控制监测数据的发送，实现顶盖状态的智能分析和判断；顶盖开闭状态传感器采用睡眠或半睡眠模式的低功耗设计策略，实现了铁路货车在运行过程中降低能耗的目的；顶盖开闭状态传感器不需外接电源，同时与其它设备采用无线网络连接，车体无布线问题，结构简单、紧凑、重量轻、体积小；顶盖开闭状态传感器与车载网关通过无线网络连接，车载网关可以向云端发送异常车辆的实时位置、车号和具体顶盖状态，顶盖状态定位准确。

实施例2

根据本发明实施例，提供了一种顶盖状态的监测系统，该系统可以执行上述实施例中的顶盖状态的监测方法，具体实现方案和应用场景与上述实施例相同，在此不做赘述。

图11是根据本发明实施例的一种顶盖状态的监测系统的示意图，如图11所示，该系统包括：

状态监测装置10，设置在当前车辆中的目标顶盖上，用于采集顶盖状态的监测数据，并在基于监测数据确定顶盖状态出现异常的情况下，发送监测数据。

上述的状态监测装置可以是安装在铁路货车上的顶盖开闭状态传感器，安装在目标顶盖上。铁路货车往往由多辆车辆构成，并且每个车辆上设置有多个顶盖，因此，在实际使用中，可以根据需要在每个顶盖上设置一个顶盖开闭状态传感器。出现异常可以是指铁路货车在运行过程中，顶盖状态与预先设定的开闭状态不同。例如，预先设定的开闭状态可以是闭合状态，当监测到的顶盖状态为闭合状态的情况下，可以确定顶盖状态未出现异常；当监测到的顶盖状态为打开状态的情况下，可以确定顶盖状态出现异常。

网关设备20，设置在当前车辆中，与状态监测装置连接，用于对接收到的监测数据进行处理，并将处理后的监测数据发送至远程设备30。

上述的网关设备可以是铁路货车的每个车辆中的车载网关，每个车辆中可以设置一个网关设备，是车辆中所有状态监测装置的数据采集和处理中心，收集各传感器发送的感知层数据，集中进行数据计算分析。远程设备可以是铁路货车的地面管理平台，可以设置在远程的特定位置，该位置可以根据实际需要进行确定，主要由服务器、路由器、防火墙、专家知识库、客户端等组成，负责对顶盖状态的实时在线监测和数据分析、决策及处理，并且可以完成车辆信息管理、车载设备管理、报警管理、用户管理、数据统计与分析的功能。

网关设备与状态监测装置之间可以采用无线局域网连接，或者采用有线电缆连接。由于铁路货车的运行条件较为恶劣，传统有限电缆连接存在布线空间紧张、防护困难等问题，在本发明实施例中，为了安装方便，以无线局域网为例进行说明。网关设备与远程设备之间可以通过公网(3G/4G/5G等)或卫星通讯连接，但不仅限于此。

可选地，在本发明上述实施例中，状态监测装置包括：传感器，用于采集目标运动构件的运动数据，其中，目标运动构件为目标顶盖的开闭机构中的运动构件，运动数据包括如下至少之一：位移数据和角度数据；第一处理器，与传感器连接，用于基于运动数据，确定监测数据，并基于监测数据，确定顶盖状态是否出现异常；第一通信模块，与第一处理器和网关设备连接，用于在顶盖状态出现异常的情况下，发送监测数据至网关设备。

上述的传感器可以是如图8所示的MEMS传感器11，第一处理器可以是如图8所示的微处理器12，第一通信模块可以是如图8所示的无线通讯模块14。

可选地，在顶盖由导轨、第一可折叠盖板、第二可折叠盖板和传动链条组成的情况下，传感器设置在第一可折叠盖板的头部横梁上，第二可折叠盖板的头部横梁上设置有第一感应元件，导轨的端部上设置有第二感应元件，其中，在第一可折叠盖板的头部横梁和第二可折叠盖板的头部横梁相接触的情况下，传感器感应到第一感应元件；在第一可折叠盖板的头部横梁和第二可折叠盖板的头部横梁位于导轨的端部时，传感器感应到第二感应元件。

可选地，第一处理器还用于调用预设算法和预设处理模型对监测数据进行处理，并基于处理结果确定顶盖状态是否出现异常。

可选地，状态监测装置上电后处于第一工作模式，其中，在顶盖状态出现异常的情况下，状态监测装置进入第二工作模式，并发送监测数据；在顶盖状态未出现异常的情况下，状态监测装置保持处于第一工作模式。

可选地，第一通信模块还用于在处于第一工作模式的情况下，状态监测装置禁止发送监测数据，或，允许发送监测数据中的部分数据。

可选地，在本发明上述实施例中，状态监测装置还包括：存储模块，与第一处理器连接，用于在顶盖状态未出现异常的情况下，存储监测数据。

上述的存储模块可以是如图8所示的存储模块13。

可选地，在本发明上述实施例中，状态监测装置还包括：第一供电模块，与传感器、第一处理器、第一通信模块和存储模块连接。

上述的第一供电模块可以是如图8所示的电能供应模块15。

可选地，在本发明上述实施例中，网关设备包括：第二通信模块，与状态监测装置连接，用于接收状态监测装置发送的监测数据；第二处理器，与第二通信模块连接，用于对接收到的监测数据进行处理，得到处理后的监测数据；第三通信模块，与第二处理器连接，用于将处理后的监测数据发送至远程设备。

上述的第二通信模块可以是如图9所示的局域网通讯模块22，第二处理器可以是如图9所示的微处理器21，第三通信模块可以是如图9所示的公网通讯模块24或卫星通讯模块25。

可选地，在本发明上述实施例中，监测数据中携带有目标顶盖的第一标识信息，其中，网关设备还包括：定位模块，用于采集当前车辆的位置信息，其中，处理后的监测数据携带有第一标识信息，以及当前车辆的第二标识信息和位置信息。

上述的第一标识信息可以是目标顶盖的编号，第二标识信息可以是当前车辆的编号，但不仅限于此，也可以是其他能够唯一标识的信息。定位模块可以是如图9所示的卫星定位模块28，例如，可以是BDS/GPS的双模卫星定位模块，但不仅限于此。

可选地，在本发明上述实施例中，网关设备还包括：近场通信模块，与第二处理器连接，用于将处理后的监测数据发送至移动终端。

上述的近场通信模块可以是如图9所示的近场通讯模块23，例如，可以是蓝牙等短距离无线通信模块。移动终端可以是现场作业人员的智能手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑等，但不仅限于此。

实施例3

根据本发明实施例，提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述实施例1中的顶盖状态的监测方法。

实施例4

根据本发明实施例，提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述实施例1中的顶盖状态的监测方法。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种顶盖状态的监测方法，其特征在于，包括：

状态监测装置采集顶盖状态的监测数据，其中，所述状态监测装置设置在当前车辆中的目标顶盖上；

所述状态监测装置基于所述监测数据，确定所述顶盖状态是否出现异常；

在所述顶盖状态出现异常的情况下，所述状态监测装置发送所述监测数据至网关设备，其中，所述网关设备设置在所述当前车辆中，所述网关设备用于对接收到的监测数据进行处理，并将处理后的监测数据发送至远程设备。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，状态监测装置采集顶盖状态的监测数据包括：

所述状态监测装置采集目标运动构件的运动数据，其中，所述目标运动构件为所述目标顶盖的开闭机构中的运动构件，所述运动数据包括如下至少之一：位移数据和角度数据；

所述状态监测装置基于所述运动数据，确定所述监测数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述顶盖由导轨、第一可折叠盖板、第二可折叠盖板和传动链条组成的情况下，所述状态监测装置设置在第一可折叠盖板的头部横梁上，第二可折叠盖板的头部横梁上设置有第一感应元件，所述导轨的端部上设置有第二感应元件，其中，

在所述第一可折叠盖板的头部横梁和所述第二可折叠盖板的头部横梁相接触的情况下，所述状态监测装置感应到所述第一感应元件；

在所述第一可折叠盖板的头部横梁和所述第二可折叠盖板的头部横梁位于所述导轨的端部时，所述状态监测装置感应到所述第二感应元件。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述状态监测装置基于所述监测数据，确定所述顶盖状态是否出现异常包括：

所述状态监测装置调用预设算法和预设处理模型对所述监测数据进行处理；

所述状态监测装置基于处理结果确定所述顶盖状态是否出现异常。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述状态监测装置上电后处于第一工作模式，其中，在所述顶盖状态出现异常的情况下，所述状态监测装置进入第二工作模式，并发送所述监测数据；在所述顶盖状态未出现异常的情况下，所述状态监测装置保持处于所述第一工作模式。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在处于所述第一工作模式的情况下，所述状态监测装置禁止发送所述监测数据，或，允许发送所述监测数据中的部分数据。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述顶盖状态未出现异常的情况下，所述状态监测装置存储所述监测数据。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监测数据中携带有所述目标顶盖的第一标识信息；所述处理后的监测数据携带有所述第一标识信息，以及所述当前车辆的第二标识信息和位置信息，其中，所述位置信息由所述网关设备中的定位模块采集。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网关设备还用于通过近场通信模块将所述处理后的监测数据发送至移动终端。

10.一种顶盖状态的监测系统，其特征在于，包括：

状态监测装置，设置在当前车辆中的目标顶盖上，用于采集顶盖状态的监测数据，并在基于所述监测数据确定所述顶盖状态出现异常的情况下，发送所述监测数据；

网关设备，设置在所述当前车辆中，与所述状态监测装置连接，用于对接收到的监测数据进行处理，并将处理后的监测数据发送至远程设备。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述状态监测装置包括：

传感器，用于采集目标运动构件的运动数据，其中，所述目标运动构件为所述目标顶盖的开闭机构中的运动构件，所述运动数据包括如下至少之一：位移数据和角度数据；

第一处理器，与所述传感器连接，用于基于所述运动数据，确定所述监测数据，并基于所述监测数据，确定所述顶盖状态是否出现异常；

第一通信模块，与所述第一处理器和所述网关设备连接，用于在所述顶盖状态出现异常的情况下，发送所述监测数据至所述网关设备。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，在所述顶盖由导轨、第一可折叠盖板、第二可折叠盖板和传动链条组成的情况下，所述传感器设置在第一可折叠盖板的头部横梁上，第二可折叠盖板的头部横梁上设置有第一感应元件，所述导轨的端部上设置有第二感应元件，其中，

在所述第一可折叠盖板的头部横梁和所述第二可折叠盖板的头部横梁相接触的情况下，所述传感器感应到所述第一感应元件；

在所述第一可折叠盖板的头部横梁和所述第二可折叠盖板的头部横梁位于所述导轨的端部时，所述传感器感应到所述第二感应元件。

13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述状态监测装置还包括：

存储模块，与所述第一处理器连接，用于在所述顶盖状态未出现异常的情况下，存储所述监测数据。

14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述状态监测装置还包括：

第一供电模块，与所述传感器、所述第一处理器、所述第一通信模块和所述存储模块连接。

15.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述网关设备包括：

第二通信模块，与所述状态监测装置连接，用于接收所述状态监测装置发送的监测数据；

第二处理器，与所述第二通信模块连接，用于对所述接收到的监测数据进行处理，得到所述处理后的监测数据；

第三通信模块，与所述第二处理器连接，用于将处理后的监测数据发送至所述远程设备。

16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述监测数据中携带有所述目标顶盖的第一标识信息，其中，所述网关设备还包括：

定位模块，用于采集所述当前车辆的位置信息，其中，所述处理后的监测数据携带有所述第一标识信息，以及所述当前车辆的第二标识信息和位置信息。

17.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述网关设备还包括：

近场通信模块，与所述第二处理器连接，用于将所述处理后的监测数据发送至移动终端。

18.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至9中任意一项所述的顶盖状态的监测方法。

19.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至9中任意一项所述的顶盖状态的监测方法。

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