CN114039806A - 一种信号机的无线监测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种信号机的无线监测系统及方法，应用于轨道交通的信号机安全领域，包括：无线传输单元连接所述发送单元与所述接收单元，包括：所述发送单元，用于将所述信号机监测接口与所述监测系统CAN接口连接，得到第一数据；所述无线传输单元，用于根据拨码开关对所述第一数据进行ID标识并根据RTC时钟进行时间戳标记，得到第二数据；所述接收单元，用于将所述监测系统RS485接口与所述调度中心接口连接，根据所述Lora通信模块得到所述第二数据并通过所述RS485接口进行传输，得到信号机监测结果。本申请通过采用不同的收发模式，实现数据信息在RS485通信接口和CAN通信接口之间进行无线传输，节约了材料费且维护要更为简单，减少了设备的维护成本和安装成本。

Description

一种信号机的无线监测系统及方法
技术领域
本申请涉及轨道交通的信号机安全领域，尤其涉及一种信号机的无线监测系统及方法。
背景技术
信号机、转辙机等设备作为铁路信号的重要组成部分，在轨道交通领域得到了广泛的应用，这些设备工作状态的健康与否，将直接关系到车辆运行的安全性。因此，为了增加设备工作的可靠性，相应设备监测模块的开发和应用亦受到了业内人士的重视，在国内，对信号机、转辙机等铁路信号产品的监测产品，大部分是基于RS485、CAN或者是光纤方式传输等有线传输方式。
由于采用CAN、RS485通信的设备之间需要通过线缆连接，因此在系统部署过程中，需要考虑线缆的铺设方案与成本，此外，当出现系统扩容需求时，需要再次规划系统的布线方案，灵活性较差。
发明内容
本申请提供了一种信号机的无线监测系统及方法，旨在解决上述中存在的线缆连接布线方案复杂，成本较高，灵活性较差的问题。
为了解决上述问题，本申请提出了一种技术方案，包括以下步骤：
无线传输单元连接所述发送单元与所述接收单元，包括：
所述发送单元，用于将所述信号机监测接口与所述监测系统CAN接口连接，得到第一数据；
所述无线传输单元，用于根据拨码开关对所述第一数据进行ID标识并根据RTC时钟进行时间戳标记，得到第二数据，再根据无线通信模块连接所述发送单元和所述接收单元，并将所述第二数据传输到所述接收单元，其中无线通信模块包括Lora通信模块和天线；
所述接收单元，用于将所述监测系统RS485接口与所述调度中心接口连接，根据所述Lora通信模块得到所述第二数据并通过所述RS485接口进行传输，得到信号机监测结果。
作为优选，所述无线监测系统连接有电源单元，所述电源单元，具体用于：
根据电源模块将所述监测系统外部电源进行转化，得到内部工作电压，并根据电源监测模块判断所述内部工作电压是否正常；
否，则根据所述电源监测模块生成复位信号对所述监测系统的处理器芯片进行复位，所述电源单元包括所述电源模块和所述电源监测模块。
作为优选，所述无线传输单元将所述第二数据传输到所述接收单元时，根据SD卡将所述第二数据进行存储。
作为优选，所述无线传输单元，还用于：
将所述CAN接口，所述RS485接口，所述Lora通信模块的Lora接口划分为不限于“CAN接口接收Lora接口发送”、“Lora接口接收CAN接口发送”、“RS485接口接收Lora接口发送”、“Lora接口接收RS485接口发送”的所述收发模式。
作为优选，所述发送单元，具体用于：
将所述信号机监测接口与所述监测系统CAN接口连接；
根据所述CAN接口得到所述第一数据，再根据所述Lora接口将所述第一数据传输到所述无线传输单元。
作为优选，所述接收单元，具体用于：
将所述监测系统RS485接口与所述调度中心接口连接；
根据所述Lora接口得到所述第二数据，再根据所述RS485接口将所述第二数据传输到所述调度中心，得到所述信号机监测结果。
一种信号机的无线监测方法，包括：
通过所述发送单元将所述信号机监测接口与所述监测系统CAN接口连接，得到第一数据；
通过所述无线传输单元并根据拨码开关对所述第一数据进行ID标识并根据RTC时钟进行时间戳标记，得到第二数据，再根据无线通信模块连接所述发送单元和所述接收单元，并将所述第二数据传输到所述接收单元，其中无线通信模块包括Lora通信模块和天线；
通过所述接收单元将所述监测系统RS485接口与所述调度中心接口连接，根据所述Lora通信模块得到所述第二数据并通过所述RS485接口进行传输，得到信号机监测结果。
作为优选，所述无线监测系统连接有电源，包括：
根据电源模块将所述监测系统外部电源进行转化，得到内部工作电压，并根据电源监测模块判断所述内部工作电压是否正常；
否，则根据所述电源监测模块生成复位信号对所述监测系统的处理器芯片进行复位，所述电源单元包括所述电源模块和所述电源监测模块。
一种信号机的无线监测系统，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现如上述中任一项所述的一种信号机的无线监测方法。
一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被计算机执行时实现如上述中任一项所述的一种信号机的无线监测方法。
本发明具有以下有益效果：
本申请中在RS485通信接口和CAN通信接口之间采用Lora通信接口进行连接，通过采用不同的收发模式，实现数据信息在RS485通信接口和CAN通信接口之间进行无线传输，相较于现有技术中，常用的有线传输技术即线缆连接，无线传输的方式去除了数据传输线缆的束缚，在设备的扩展上更为自由，且由于不用铺设线缆，可以节约材料费，减少设备的安装成本，并且，由于无线传输模块具备即插即用、免维护的特点，因此维护要更为简单，可有效减少设备的维护成本；在电源单元中具有电源监测模块，通过对内部电压的监测，当发生电源电压异常时，会产生一个复位信号，令处理器芯片复位，保障芯片可以正常工作，不出现程序跑飞或者输出异常的现象；在无线传输单元进行数据传输时，首先将第一数据进行ID标识和标记时间戳，便于后续数据出现问题时，对数据进行追溯以及对数据进行故障调查，并且使用一块8-3编码器，将8位拨码开关的信息转换为二进制数传输给处理器，节省了芯片的引脚资源，提高了系统的运行效率；在无线传输单元对第二数据进行传输的时候，同时将其存储在SD卡中，避免数据传输错误或者装置的数据传输功能出现故障时，丢失监测数据，即使传输链路坏了，数据仍可存在在自带的SD卡里，提高了可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例实现一种信号机的无线监测系统的示意图
图2为本发明实施例实现一种实现信号机无线监测的数据无线传输系统的示意图
图3为本发明实施例实现一种信号机的无线监测方法的流程图
图4为本发明实施例实现一种无线监测系统连接有电源的方法的流程图
图5为本发明实施例实现一种信号机的无线监测系统中的一种电子设备示意图
具体实施方式
下面将结合附图，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。
本申请的权利要求书和说明书的术语“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术语在适当情况下可以互换，这仅仅是描述本申请的实施例中对相同属性的对象在描述时所采用的区分方式，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，以便包含一系列单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于那些单元，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他单元。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本申请。
实施例1
如图1所示，一种信号机的无线监测系统，包括：
发送单元10，用于将所述信号机监测接口与所述监测系统CAN接口连接，得到第一数据；
无线传输单元20，用于根据拨码开关对所述第一数据进行ID标识并根据RTC时钟进行时间戳标记，得到第二数据，再根据无线通信模块连接所述发送单元和所述接收单元，并将所述第二数据传输到所述接收单元，其中无线通信模块包括Lora通信模块和天线；
接收单元30，用于将所述监测系统RS485接口与所述调度中心接口连接，根据所述Lora通信模块得到所述第二数据并通过所述RS485接口进行传输，得到信号机监测结果；
电源单元40，用于根据电源模块将所述监测系统外部电源进行转化，得到内部工作电压，并根据电源监测模块判断所述内部工作电压是否正常；
否，则根据所述电源监测模块生成复位信号对所述监测系统的处理器芯片进行复位，所述电源单元包括所述电源模块和所述电源监测模块。
上述系统的一种实施方式为：首先在发送单元10中，将信号机的监测接口和本无线监测系统的CAN通信接口连接，然后就可以通过该接口获得信号机的工作状态的监测数据，该数据即为第一数据，然后在无线传输单元20中，根据一个八位拨码开关对第一数据进行ID标识，并且使用一块8-3编码器，将8位拨码开关的信息转换为二进制数传输给处理器，再通过RTC时钟功能对第一数据进行信号机设备工作状态信息的时间戳标记，在进行上述操作之后，生成处理后的信号机工作状态监测数据，即第二数据，然后通过无线通信模块将发送单元和接收单元通过无线传输的方式连接起来，将从发送单元获得的第一数据经过处理后，把第二数据发送到接收单元中，然后在接收单元30中，将本无线监测系统的RS485接口与调度中心的接口连接，将从无线传输单元中获得的第二数据，通过该接口传输到调度中心中去，实现调度中心对于信号机设备的工作状态的监测，即得到了信号机监测结果，在电源单元40中，该单元是对整体无线监测系统提供电源支持，通过电源模块41将外部输入电源转换为板卡(电路板)内部工作所需要的工作电压并为板卡内部元器件提供必要的电源的防护，同时由电源监测模块42实时监测板卡的内部工作电压是否正常，若发现电源异常，则向处理器芯片输出一路复位信号，将处理器芯片复位。本实施例的有益效果是：在电源单元中具有电源监测模块，通过对内部电压的监测，当发生电源电压异常时，会产生一个复位信号，令处理器芯片复位，保障芯片可以正常工作，不出现程序跑飞或者输出异常的现象；在无线传输单元进行数据传输时，首先将第一数据进行ID标识和标记时间戳，便于后续数据出现问题时，对数据进行追溯以及对数据进行故障调查，并且使用一块8-3编码器，将8位拨码开关的信息转换为二进制数传输给处理器，节省了芯片的引脚资源，提高了系统的运行效率；在无线传输单元对第二数据进行传输的时候，同时将其存储在SD卡中，避免数据传输错误或者装置的数据传输功能出现故障时，丢失监测数据，即使传输链路坏了，数据仍可存在在自带的SD里，提高了可靠性。
实施例2
如图2所示，一种实现信号机无线监测系统的数据无线传输系统，包括：
收发模式划分模块100：用于在无线传输单元20中，将所述CAN接口，所述RS485接口，所述Lora通信模块的Lora接口划分为不限于“CAN接口接收Lora接口发送”、“Lora接口接收CAN接口发送”、“RS485接口接收Lora接口发送”、“Lora接口接收RS485接口发送”的所述收发模式；
接收数据模块200：用于在发送单元10中，将所述信号机监测接口与所述监测系统CAN接口连接；
根据所述CAN接口得到所述第一数据，再根据所述Lora接口将所述第一数据传输到所述无线传输单元；
发送数据模块300：用于在接收单元30中，将所述监测系统RS485接口与所述调度中心接口连接；
根据所述Lora接口得到所述第二数据，再根据所述RS485接口将所述第二数据传输到所述调度中心，得到所述信号机监测结果。
上述系统的一种实施方式为：首先在收发模式划分模块100中，根据无线传输单元20对不同通信接口的收发模式进行划分，本方案中采用Lora通信接口连接CAN通信接口和RS485通信接口，为了实现这两个接口之间数据的无线传输，所以划分为“CAN接口接收Lora接口发送”、“Lora接口接收CAN接口发送”、“RS485接口接收Lora接口发送”、“Lora接口接收RS485接口发送”这四种收发模式，因为Lora通信模块中有Lora通信接口和天线，可以进行无线传输，所以通过上述的四种收发模式可以兼容发送/接收两种模式下与不同接口连接的应用场景，设定好收发模式之后，接着在接收数据模块200中，根据发送单元10将信号机的监测接口和本无线监测系统的CAN通信接口连接，然后就可以通过该接口获得信号机的工作状态的监测数据，该数据即为第一数据，然后根据“CAN接口接收Lora接口发送”这一收发模式，将第一数据进行传输，传输到无线传输单元中，接着在发送数据模块300中，根据接收单元30将本无线监测系统的RS485接口与调度中心的接口连接，根据“Lora接口接收RS485接口发送”这一收发模式，将通过Lora接口从无线传输单元中获得的第二数据经过RS485接口进行传输，将第二数据传输到调度中心中，完成调度中心对信号机设备工作状态的实时监测，即得到信号机监测结果。本实施例的有益效果是：本申请中在RS485通信接口和CAN通信接口之间采用Lora通信接口进行连接，通过采用不同的收发模式，实现数据信息在RS485通信接口和CAN通信接口之间进行无线传输，相较于现有技术中，常用的有线传输技术即线缆连接，无线传输的方式去除了数据传输线缆的束缚，在设备的扩展上更为自由，且由于不用铺设线缆，可以节约材料费，减少设备的安装成本，并且，由于无线传输模块具备即插即用、免维护的特点，因此维护要更为简单，可有效减少设备的维护成本。
实施例3
如图3所示，一种信号机的无线监测方法，包括以下步骤：
S11、通过所述发送单元将所述信号机监测接口与所述监测系统CAN接口连接，得到第一数据；
S12、通过所述无线传输单元并根据拨码开关对所述第一数据进行ID标识并根据RTC时钟进行时间戳标记，得到第二数据，再根据无线通信模块连接所述发送单元和所述接收单元，并将所述第二数据传输到所述接收单元，其中无线通信模块包括Lora通信模块和天线；
S13、通过所述接收单元将所述监测系统RS485接口与所述调度中心接口连接，根据所述Lora通信模块得到所述第二数据并通过所述RS485接口进行传输，得到信号机监测结果。
在实施例3中，首先通过所述发送单元将所述信号机监测接口与所述监测系统CAN接口连接，得到第一数据，然后通过所述无线传输单元并根据拨码开关对所述第一数据进行ID标识并根据RTC时钟进行时间戳标记，得到第二数据，再根据无线通信模块连接所述发送单元和所述接收单元，并将所述第二数据传输到所述接收单元，其中无线通信模块包括Lora通信模块和天线，接着通过所述接收单元将所述监测系统RS485接口与所述调度中心接口连接，根据所述Lora通信模块得到所述第二数据并通过所述RS485接口进行传输，最后得到信号机监测结果。
实施例4
如图4所示，一种无线监测系统连接有电源的方法，包括以下步骤：
S21、根据电源模块将所述监测系统外部电源进行转化，得到内部工作电压，并根据电源监测模块判断所述内部工作电压是否正常；
S22、否，则根据所述电源监测模块生成复位信号对所述监测系统的处理器芯片进行复位，所述电源单元包括所述电源模块和所述电源监测模块。
在实施例4中，首先根据电源模块将所述监测系统外部电源进行转化，得到内部工作电压，并根据电源监测模块判断所述内部工作电压是否正常，然后如果判断结果为是，则继续工作，如果结果为否，则根据所述电源监测模块生成复位信号对所述监测系统的处理器芯片进行复位，所述电源单元包括所述电源模块和所述电源监测模块。
实施例5
如图5所示，一种电子设备，包括存储器501和处理器502，所述存储器501用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器502执行以实现上述的任一一种方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的电子设备的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序使计算机执行时实现如上述的任一一种方法。
示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器501中，并由处理器502执行，并由输入接口505和输出接口506完成数据的I/O接口传输，以完成本发明,一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在计算机设备中的执行过程。
计算机设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。计算机设备可包括，但不仅限于，存储器501、处理器502,本领域技术人员可以理解，本实施例仅仅是计算机设备的示例，并不构成对计算机设备的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如计算机设备还可以包括输入器507、网络接入设备、总线等。
处理器502可以是中央处理单元(CentralProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器502、数字信号处理器502(DigitalSignalProcessor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-ProgRAM503mableGateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器502可以是微处理器502或者该处理器502也可以是任何常规的处理器502等。
存储器501可以是计算机设备的内部存储单元，例如计算机设备的硬盘或内存。存储器501也可以是计算机设备的外部存储设备，例如计算机设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(SmartMediaCard,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(FlashCard)等,进一步地，存储器501还可以既包括计算机设备的内部存储单元也包括外部存储设备,存储器501用于存储计算机程序以及计算机设备所需的其他程序和数据,存储器501还可以用于暂时地存储在输出器508，而前述的存储介质包括U盘、移动硬盘、只读存储器ROM503、随机存储器RAM504、碟盘或光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (10)

1.一种信号机的无线监测系统，其中发送单元与信号机连接，接收单元与调度中心连接，其特征在于，无线传输单元连接所述发送单元与所述接收单元，包括：
所述发送单元，用于将所述信号机监测接口与所述监测系统CAN接口连接，得到第一数据；
所述无线传输单元，用于根据拨码开关对所述第一数据进行ID标识并根据RTC时钟进行时间戳标记，得到第二数据，再根据无线通信模块连接所述发送单元和所述接收单元，并将所述第二数据传输到所述接收单元，其中无线通信模块包括Lora通信模块和天线；
所述接收单元，用于将所述监测系统RS485接口与所述调度中心接口连接，根据所述Lora通信模块得到所述第二数据并通过所述RS485接口进行传输，得到信号机监测结果。
2.根据权利要求1所述的一种信号机的无线监测系统，其特征在于，所述无线监测系统连接有电源单元，所述电源单元，具体用于：
根据电源模块将所述监测系统外部电源进行转化，得到内部工作电压，并根据电源监测模块判断所述内部工作电压是否正常；
否，则根据所述电源监测模块生成复位信号对所述监测系统的处理器芯片进行复位，所述电源单元包括所述电源模块和所述电源监测模块。
3.根据权利要求1所述的一种信号机的无线监测系统，其特征在于，所述无线传输单元将所述第二数据传输到所述接收单元时，根据SD卡将所述第二数据进行存储。
4.根据权利要求1所述的一种信号机的无线监测系统，其特征在于，所述无线传输单元，还用于：
将所述CAN接口，所述RS485接口，所述Lora通信模块的Lora接口划分为不限于“CAN接口接收Lora接口发送”、“Lora接口接收CAN接口发送”、“RS485接口接收Lora接口发送”、“Lora接口接收RS485接口发送”的所述收发模式。
5.根据权利要求4所述的一种信号机的无线监测系统，其特征在于，所述发送单元，具体用于：
将所述信号机监测接口与所述监测系统CAN接口连接；
根据所述CAN接口得到所述第一数据，再根据所述Lora接口将所述第一数据传输到所述无线传输单元。
6.根据权利要求4所述的一种信号机的无线监测系统，其特征在于，所述接收单元，具体用于：
将所述监测系统RS485接口与所述调度中心接口连接；
根据所述Lora接口得到所述第二数据，再根据所述RS485接口将所述第二数据传输到所述调度中心，得到所述信号机监测结果。
7.一种信号机的无线监测方法，用于制作权利要求1所述的一种信号机的无线监测系统，其特征在于，包括：
通过所述发送单元将所述信号机监测接口与所述监测系统CAN接口连接，得到第一数据；
通过所述无线传输单元并根据拨码开关对所述第一数据进行ID标识并根据RTC时钟进行时间戳标记，得到第二数据，再根据无线通信模块连接所述发送单元和所述接收单元，并将所述第二数据传输到所述接收单元，其中无线通信模块包括Lora通信模块和天线；
通过所述接收单元将所述监测系统RS485接口与所述调度中心接口连接，根据所述Lora通信模块得到所述第二数据并通过所述RS485接口进行传输，得到信号机监测结果。
8.根据权利要求7所述的一种信号机的无线监测方法，其特征在于，所述无线监测系统连接有电源，包括：
根据电源模块将所述监测系统外部电源进行转化，得到内部工作电压，并根据电源监测模块判断所述内部工作电压是否正常；
否，则根据所述电源监测模块生成复位信号对所述监测系统的处理器芯片进行复位，所述电源单元包括所述电源模块和所述电源监测模块。
9.一种信号机的无线监测系统，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现如权利要求7-8中任一项所述的一种信号机的无线监测方法。
10.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被计算机执行时实现如权利要求7-8中任一项所述的一种信号机的无线监测方法。
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