CN204515504U - 5t智能跟踪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种5T智能跟踪装置，主要涉及车辆运行安全监控技术领域，该装置主要包括主控单元、RF和解码组件、解码单元、接口单元、电源检测单元、网络单元和串口单元，所述RF和解码组件、主控单元、解码单元、接口单元、电源检测单元、网络单元和串口单元间经数据总线相互连接。本实用新型根据标签回波信号的强度，利用车号信息的唯一性，自动调整读写器的滤波器的增益和带宽，从而大大提高了智能跟踪系统的读取标签性能，使跟踪更加准确。

Description

5T智能跟踪装置

技术领域

本实用新型涉及车辆运行安全监控技术领域，具体涉及一种与5T系统结合使用的5T智能跟踪装置。

背景技术

2003年铁道部运输局在组织专人调查研究的基础上，向部计划司、安监司提出了建设车辆运行安全监控预警系统的建设的规划。2004年受计划司委托，铁科院组织专家完成了六大干线5T建设可行性报告，同年9月THDS、TPDS、TADS、TFDS工程建设可研报告通过了鉴定中心的组织的专家评审，5T系统建设列入“六大干线提速安全标准线建线的十全标准”之一，得到了计划司批复。从2004年9月~2005年底在运输局装备部的统一指挥下，各生产厂家在六大干线铁路局的鼎立配合下，除浙赣线由于工程改造推迟建设外，基本完成了THDS、TPDS、TADS、TFDS系统探测站的建设。2004年底根据5T系统整合计算机设备方案，由运输局对六大干线汇聚节点以上的服务器进行了统一的招标采购，IBM 445微机服务器+Exp SCSI磁盘阵列构成了5T系统双机群集系统服务器。2005年6月~9月，完成了TPDS三级联网调试，全路共有14个路局、18个节点服务器、47个测点实现联网，TPDS测点监测数据已全部接入5T系统各级双机服务器，率先在六大干线5T系统建设中实现了三级联网、三级复示、三级管理系统，在单系统内部实现了监测数据自底而上的贯通。2005年11月，按照部运输局装备部的统一部署，在北京、济南、哈尔滨局进行了5T系统整合试点工作，铁科院协调北京康拓公司、哈科所以及TFDS设备厂家共同完成了六大干线THDS3000余套、26套TADS、46套TFDS监测数据接入以及监测数据上传至铁道部的工作，实现5T各专项应用子系统自下而上的监测数据联网上传及单一系统的联网应用，同时在5T双机服务器上实现5T系统整合的初步应用，5T系统应用在全路六大干线12个铁路局和太原局陆续开始投入运用。2006年完成了六大干线12个铁路局、636组TCDS车载设备建设任务，完成了22个客车段、36个整备所双机服务器和36个客列检之间的网络安装调试，进行了车载设备与地面无线网络的安装调试，TCDS系统于2006年6月l日开始试运行。2007年3月，根据铁道部的要求，5T系统增加了TPDS、TADS处理信息反馈的闭环控制，使得车辆安全监控、预警工作更有针对性。 2007年4月，按照部的统一部署，TPDS和超偏载系统实现了互联互通，信息相互复示、相互共享。

车辆运行安全监控系统(简称5T系统)，5T系统是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）、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）及客车运行安全监控系统（TCDS）的简称。它采用智能化、网络化、信息化技术，在铁路沿线建设5T系统探测站，实现地面设备对客货车辆运行安全的动态检测、数据集中、联网运行、远程监控、信息共享，通过建立综合的、全面的、立体的地对车安全监控体系，构筑起铁路运输的安全屏障，确保铁路运输的安全。

车辆滚动轴承故障轨边声学诊断系统TADS：通过轨边声学诊断装置，在没有热轴的情况下，可发现轴承的早期故障，将燃切轴事故的防范关口提前，减少对运输的干扰，保证运输安全、畅通。货车故障轨边图像检测系统TFDS：采用高速摄像、计算机快速处理，对货车隐蔽和常见故障进行动态检测，对货车的列检作业方式进行革命性变革。车辆轴温智能探测系统THDS：通过轨边红外线探头，探测车辆轴承的温度，监测热轴故障，防范燃切轴事故发生。通过配套故障智能跟踪装置，实现热轴车辆的车号预报和精确跟踪，确保行车安全。车辆运行品质轨边动态监测系统TPDS：通过安装在正线上的测试平台，可对运行中货车的运行状态(如蛇行失稳、货车超偏载、轮对踏面故障等进行全面监测。通过联网运行，可对报警车实施追踪，实现重点区段的全程监测，保证列车运行安全的综合效益。客车运行安全监控系统TCDS：通过车载系统对客车运行关键部件进行实时监测和诊断，通过无线、有线网络，将监控信息向地面传输、汇总，形成实时的客车安全监控运行图，使各级车辆管理部门及时掌控客车运行及安全情况，防范客车热轴、火灾事故，防范走行部、制动部、供电、电器及空调故障。    但是现有的5T系统在没有加装5T智能跟踪装置，是通过辆数、轴数、轴距、辆型等信息进行跟踪定位，但列车在运行过程中有可能重新编组或同一段时间有相同编组信息的列车，使设备不能正常跟踪定位；其次现有的车号自动识别系统，基本上使用最早一批微波射频技术和电路设计，在硬件设计上存在隐患，因而在某些特定应用环境下，车号自动识别系统存在稳定性不高的问题，大大增加了维护人员的工作量和维护成本。

实用新型内容

针对上述现有技术，本实用新型的目的在于提供一种5T智能跟踪装置，其与5T系统结合使用，利用车号信息的唯一性，来自动识别列车车次和车辆车号，使跟踪更加准确。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

 一种5T智能跟踪装置，其特征在于，该装置主要包括以下部件：

主控单元：控制RF和解码组件开机工作，接收车号数据，缓存车号数据，并向上位机发送车号数据；

RF和解码组件：与射频天线连接，有列车经过时，打开功放开关，辐射微波信号，并接收标签返回的信息，解调后送到基带部分解码，得到车号数据，并将车号数据传至主控单元；

解码单元：接收射频模块解调后的模拟信号，对模拟信号进行滤波、放大后的信号经过高速ADC芯片采集后转换为数字信号送入FPGA芯片进行运算解码处理，提取标签信息；

接口单元：完成磁头信号的处理和指示；

电源检测单元：检测需要测试的电源，提供其他板件需要的工作电源；

网络单元：实现智能跟踪装置设备与外部网络间的正常通信，；

串口单元：为设备的通信单元，实现智能跟踪装置与外部设备的串口通讯；

所述RF和解码组件、主控单元、解码单元、接口单元、电源检测单元、网络单元和串口单元间经数据总线相互连接。

在本实用新型中，所述主控单元的主处理器采用单片机STM32F103R8T6，单片机STM32F103R8T6连接有第一串口接口电路、第二串口接口电路、第三串口接口电路和电源检测接口电路，第一串口接口电路接串口单元通讯接口，第二串口接口电路接解码单元通讯接口，第三串口接口电路接网络单元。该主控单元的主要工作是：1、送出开机信号KJXH_OUT，控制解码单元及RF单元的开机工作，   2、通过串口2对解码单元发送命令，接收解码单元送来的车号数据和自检数据，3、通过串口1接收串口单元由上位机来的开机信号KJXH_IN，向上位机发送接收到的车号数据和自检数据，4、通过串口1，调整拨位开关，通过单元串口，向主控单元下载程序，5、控制数码管的显示，6、通过串口4与网络单元通讯，外部设备通过网络单元的网络接口或者是串口与智能跟踪装置通讯，接收历史车号数据和自检数据，7、采用自身的AD转换电路，对电源检测单元调理的电源进行AD转换，以确定设备工作在正常的电源范围内，8、提供USB接口，9、提供程序调试接口，10、提供电源指示和工作指示灯。

在本实用新型中，电源检测单元内设置有+12V电源调理电路、–12V电源调理电路、+5V电源调理电路、+3.3V电源调理电路和+1.8V电源调理电路。

在本实用新型中，所述网络单元主要由单片机、网络芯片、存储器构成，所述单片机连接网络芯片和存储器，后台计算机通过网络单元查询接车数据和自检数据，接车数据和自检数据通过主控单元传输给所述存储器存储。

在本实用新型中，所述单片机为STM32F103R8T6。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

一、本实用新型根据标签回波信号的强度，自动调整读写器的滤波器的增益和带宽，从而大大提高了智能跟踪系统的读取标签性能；

二、本实用新型采用两路信号相互补偿还原的方式，当某一路信号出现误码时，可以根据与之相对应的另一路数据作为参考，并还原出正确的标签数据，通过实地现场过车测试，在高速过车情况下，标签读取次数平均可提高至2～3次。

附图说明

图1为本实用新型的整体框图；

图2为主控单元的结构框图。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。

一种5T智能跟踪装置，其特征在于，该装置主要包括以下部件：

主控单元：控制RF和解码组件开机工作，接收车号数据，缓存车号数据，并向上位机发送车号数据；RF和解码组件：与射频天线连接，有列车经过时，打开功放开关，辐射微波信号，并接收标签返回的信息，解调后送到基带部分解码，得到车号数据，并将车号数据传至主控单元；解码单元：接收射频模块解调后的模拟信号，对模拟信号进行滤波、放大后的信号经过高速ADC芯片采集后转换为数字信号送入FPGA芯片进行运算解码处理，提取标签信息；接口单元：完成磁头信号的处理和指示；电源检测单元：检测需要测试的电源，提供其他板件需要的工作电源；网络单元：实现智能跟踪装置设备与外部网络间的正常通信；串口单元：为设备的通信单元，实现智能跟踪装置与外部设备的串口通讯；所述RF和解码组件、主控单元、解码单元、接口单元、电源检测单元、网络单元和串口单元间经数据总线相互连接。

所述主控单元的主处理器采用单片机STM32F103R8T6，单片机STM32F103R8T6连接有第一串口接口电路、第二串口接口电路、第三串口接口电路和电源检测接口电路，第一串口接口电路接串口单元通讯接口，第二串口接口电路接解码单元通讯接口，第三串口接口电路接网络单元。该主控单元的主要工作是：1、送出开机信号KJXH_OUT，控制解码单元及RF单元的开机工作，   2、通过串口2对解码单元发送命令，接收解码单元送来的车号数据和自检数据，3、通过串口1接收串口单元由上位机来的开机信号KJXH_IN，向上位机发送接收到的车号数据和自检数据，4、通过串口1，调整拨位开关，通过单元串口，向主控单元下载程序，5、控制数码管的显示，6、通过串口4与网络单元通讯，外部设备通过网络单元的网络接口或者是串口与智能跟踪装置通讯，接收历史车号数据和自检数据，7、采用自身的AD转换电路，对电源检测单元调理的电源进行AD转换，以确定设备工作在正常的电源范围内，8、提供USB接口，9、提供程序调试接口，10、提供电源指示和工作指示灯。

电源检测单元内设置有+12V电源调理电路、–12V电源调理电路、+5V电源调理电路、+3.3V电源调理电路和+1.8V电源调理电路。

所述接口单元完成磁钢信号的处理。电源指示，由主控单元处理到总线再到前面板的发光二极管；车号自检，由主控单元处理到总线再到前面板的发光二极管；功放指示，由解码单元处理到总线再到前面板的发光二极管；接收车号，接收解码器的车号数据，由主控单元处理到总线再到前面板的发光二极管；发送车号，向上位机发送接收到的车号，由主控单元处理到总线再到前面板的发光二极管。

需要说明的是，上文所列的实施例只是本实用新型所介绍的优选实施例，本领域技术人员在此基础上，完全可以设计出更多的实施例，因此不在此处赘述。

Claims (5)

1.一种5T智能跟踪装置，其特征在于，该装置主要包括以下部件：

主控单元：控制RF和解码组件开机工作，接收车号数据，缓存车号数据，并向上位机发送车号数据；

RF和解码组件：与射频天线连接，有列车经过时，打开功放开关，辐射微波信号，并接收标签返回的信息，解调后送到基带部分解码，得到车号数据，并将车号数据传至主控单元；

解码单元：接收射频模块解调后的模拟信号，对模拟信号进行滤波、放大后的信号经过高速ADC芯片采集后转换为数字信号送入FPGA芯片进行运算解码处理，提取标签信息；

接口单元：完成磁头信号的处理和指示；

电源检测单元：检测需要测试的电源，提供需要的工作电源；

网络单元：实现智能跟踪装置设备与外部网络间的正常通信；

串口单元：为设备的通信单元，实现智能跟踪装置与外部设备的串口通讯；

所述RF和解码组件、主控单元、解码单元、接口单元、电源检测单元、网络单元和串口单元间经数据总线相互连接。

2.根据权利要求1所述的5T智能跟踪装置，其特征在于，所述主控单元的主处理器采用单片机STM32F103R8T6，单片机STM32F103R8T6连接有第一串口接口电路、第二串口接口电路、第三串口接口电路和电源检测接口电路，第一串口接口电路接串口单元通讯接口，第二串口接口电路接解码单元通讯接口，第三串口接口电路接网络单元。

3.根据权利要求1所述的5T智能跟踪装置，其特征在于，所述电源检测单元内设置有+12V电源调理电路、–12V电源调理电路、+5V电源调理电路、+3.3V电源调理电路和+1.8V电源调理电路。

4.根据权利要求1所述的5T智能跟踪装置，其特征在于，所述网络单元主要由单片机、网络芯片、存储器构成，所述单片机连接网络芯片和存储器。

5.根据权利要求4所述的5T智能跟踪装置，其特征在于，所述单片机为STM32F103R8T6。