CN205981278U - 基于mems的列车轮轴状态无线监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于MEMS的列车轮轴状态无线监测系统，特别是提供一种基于MEMS的铁路列车、城市轨道交通列车中轨道车辆的轮轴状态无线监测系统。该系统由安装在轨道车辆上的车辆传感装置节点、安装在轨道机车上的机车监测装置节点和安装在列车技术检修场地上的列检监测装置节点组成。车辆传感装置节点通过MEMS数字传感器采集轨道车辆轮轴轴承温度、车轮振动、车轮转速，然后通过多跳自组织无线网络将采集的监测数据发送给机车监测装置节点及列检监测装置节点，从而实现对列车中轨道车辆轮轴状态的实时监测、综合诊断，及时准确发现轴承运转不良、车轮踏面损伤、转向架横向失稳等故障及轨道车辆脱轨事故。

Description

基于MEMS的列车轮轴状态无线监测系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于MEMS的列车轮轴状态无线监测系统，特别是涉及一种基于MEMS的铁路列车、城市轨道交通列车中轨道车辆的轮轴状态无线监测系统，所属于交通运输轨道车辆技术领域。

背景技术

目前，铁路旅客列车轮轴轴承温度监测主要是采用轴箱上安装传感器探测、有线数据传输的轴温报警系统。铁路货物列车轮轴轴承温度监测、车轮踏面损伤程度监测和车辆运行品质不良监测主要是使用THDS（即车辆轴温智能探测系统）、TPDS（即铁道车辆运行品质轨旁动态监测系统）的定点轨边设备探测、远程有线数据传输的监测系统，同时THDS、TPDS对铁路旅客列车开放。THDS探测站沿着铁路线路布点平均距离为30km，TPDS探测站布点平均距离为400km。城市轨道交通列车除了部分线路上安装轴承温度监测系统外，大部分线路上尚未安装轴承温度监测系统，更未安装车轮踏面损伤程度监测系统，已经安装使用的轴承温度监测系统主要采用以下方式：定点轨边非接触式红外线轴温探测、远程有线数据传输；车载标签轴温探测、定点轨边无线接收、远程有线数据传输；车载传感器轴温探测、有线数据传输等。

现有的大部分自动化轴承温度监测和车轮踏面损伤程度监测不是全程的，不能及时发现列车运行中、调车作业中发生的轴承故障、车轮故障，危及列车运行安全。为了保证列车运行安全，轨道车辆部门一直沿用密集的人工检查作业方式，人工检查劳动强度大，露天作业条件艰苦，配件不可视部位无法检查，轨边作业容易发生人身伤害事故等诸多问题。同时，采用定点轨边设备探测方式，存在设备检修的施工（维修）天窗影响列车运行，与线路维修作业形成交叉干扰，需要线路养护（工务）、供电、通信等部门支持，冬季雪害不可避免，营业线上道作业危及人身安全等诸多问题。

当今，无线传感器网络是对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技术。而无线传感器网络在轨道车辆轮轴故障监测中只有研究，尚未应用。同时无线传感器网络在轨道车辆轮轴状态监测的研究上存在严重缺陷及不足，特别是长距离的监测数据传输、轨道车辆个体识别、无电源的铁路货车车辆无线网络节点供电等方面都没有具体解决方案。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是：

为了克服列车轮轴状态定点轨边设备探测、长距离的监测数据传输、无线网络轨道车辆个体识别、车辆无线网络节点供电方案等研究的缺陷及不足，本实用新型提供一种基于MEMS的列车轮轴状态无线监测系统。

本实用新型采用的技术方案是：

在轨道车辆每个轴箱上及在装用无轴箱滚动轴承铁路货车每个承载鞍上安装车辆传感装置节点，在轨道机车司机室安装机车监测装置节点，在列车技术检修场地值班室安装列检监测装置节点。列车组成后，机车监测装置节点、列检监测装置节点与本列车的车辆传感装置节点通过无线通信模块组成多跳自组织无线网络，进行监测数据和相关信息的传输。

车辆传感装置节点使用MEMS数字温度传感器采集轨道车辆轮轴轴承温度，使用MEMS数字振动传感器采集轨道车辆轮轴车轮垂直振动和轴向振动，使用MEMS数字转速传感器采集轨道车辆轮轴车轮转速，采集的监测数据经过微控制器处理、微存储器存储，然后使用无线通信模块定时通过多跳自组织无线网络进行发送。车辆传感装置节点所需电能，对于有电源轨道车辆由轨道车辆供电系统，经过电能管理模块降压、整流，为车辆传感装置节点供电。对于无电源轨道车辆由圆弧型定子永磁发电机发电，经过电能管理模块升压、整流，存储在使用超级电容器的电能存储模块中，为车辆传感装置节点供电。电能存储模块这里使用石墨烯超级电容器。车辆传感装置节点永磁发电机由安装在装用无轴箱滚动轴承铁路货车承载鞍挡边上的圆弧型定子、安装在轴承后挡上的齿圈式转子组成。定子主要由定子铁芯、钕铁硼的永磁体、定子线圈组成，转子主要由磁轭材料制成齿圈。同时在承载鞍挡边上安装MEMS数字转速传感器。

机车监测装置节点使用MEMS数字温度传感器采集环境温度，使用无线通信模块通过多跳自组织无线网络接收车辆传感装置节点发送的监测数据，各项监测数据经过微控制器处理、微存储器存储，然后使用显示器进行实时显示。对超过规定数值的轴承温度、车轮振动监测数据，使用显示器、蜂鸣器进行图像、声音的报警。报警数据可以通过GSM－R网络或其它无线网络上传给列车调度员。机车监测装置节点设有按键模块，用于操作机车监测装置节点各项功能。机车监测装置节点由轨道机车供电系统，经过电能管理模块降压、整流，为机车监测装置节点供电。机车监测装置节点显示器在屏幕上分栏同时显示轴承温度、车轮振动监测数据，并可整屏单独显示、按键切换显示内容。机车监测装置节点显示器在屏幕上采用坐标形式显示监测数据。轴承温度监测数据使用折线图显示。车轮振动监测数据使用柱形图显示。

列检监测装置节点使用MEMS数字温度传感器采集环境温度，使用无线通信模块通过多跳自组织无线网络接收机车监测装置节点及车辆传感装置节点发送的一段时间之内的监测数据，各项监测数据经过微型计算机处理、存储、分析，对超过检修限度的监测数据进行报告，并将监测数据通过局域网络向上级管理部门报送。

车辆传感装置节点采用“车辆号＋配件名称代号＋配件方位顺号”组合作为无线网络节点的名称，机车监测装置节点采用“机车号”作为无线网络节点的名称，列检监测装置节点采用“列车技术检修场地代号”作为无线网络节点的名称。列车组成后，列检监测装置节点通过广播唤醒本列车的车辆传感装置节点组成多跳自组织无线网络。列车连挂机车后，机车监测装置节点通过广播再次唤醒本列车的车辆传感装置节点组成多跳自组织无线网络。出发列车由列检监测装置节点为机车监测装置节点发送列车编组信息，无列检监测装置节点的可由车站负责发送。到达列车由机车监测装置节点及车辆传感装置节点为列检监测装置节点发送全程监测数据，无列检监测装置节点的可由车站负责接收。

车辆传感装置节点在接收到机车监测装置节点或列检监测装置节点广播后被唤醒，转入工作状态，组成多跳自组织无线网络，接收列车编组信息，完成时钟同步，然后转入待机状态。轨道车辆在车轮开始转动后，由MEMS数字转速传感器触发，车辆传感装置节点转入工作状态，轨道车辆在车轮停止转动一定时间后，因MEMS数字转速传感器停止触发，车辆传感装置节点转入待机状态。列车运行终到后，通过无线网络解散广播解散无线网络，车辆传感装置节点转入休眠状态，以节约电能。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用多跳自组织无线网络传输技术，实现对列车中轨道车辆轮轴轴承温度、车轮振动状态的实时监测、综合诊断，及时准确发现轴承运转不良、车轮踏面损伤、转向架横向失稳等故障及轨道车辆脱轨事故。本实用新型克服定点轨边设备探测的非实时性，能够延长轴承使用寿命，减轻人工检查劳动强度，解决定点轨边设备探测较高资本投入和维修人员劳动生产率低的问题，规避作业人员人身安全风险。本实用新型按照每个车辆传感装置节点功率消耗100mW，每辆轨道车辆安装8个车辆传感装置节点，每列列车编组60辆轨道车辆计算，总功率消耗48W，耗能极低。

附图说明

下面，结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。此处的附图和实施例是用于对本实用新型的阐述及解释，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型的系统构成图。

图2是本实用新型的车辆传感装置节点构造图。

图3是本实用新型的无电源铁路货车车辆传感装置节点永磁发电机构造图。

图4是本实用新型的无电源铁路货车车辆传感装置节点安装图。

图5是本实用新型的机车监测装置节点构造图。

图6是本实用新型的机车监测装置节点轴承温度显示界面图。

图7是本实用新型的机车监测装置节点车轮振动显示界面图。

图8是本实用新型的列检监测装置节点构造图。

图9是本实用新型的系统工作流程图。

图中：

1－车辆传感装置节点；2－机车监测装置节点；3－列检监测装置节点。11－车辆节点数据采集单元；12－车辆节点数据处理单元；13－车辆节点无线通信单元；14－车辆节点电能供应单元；15－车辆节点MEMS数字温度传感器及接口电路；16－车辆节点MEMS数字振动传感器及接口电路；17－车辆节点MEMS数字转速传感器及接口电路；18－车辆节点微控制器；19－车辆节点微存储器；20－车辆节点无线通信模块；21－车辆节点射频天线；22－永磁发电机；23－车辆节点电能管理模块；24－车辆节点电能存储模块。31－铁路货车承载鞍；32－铁路货车滚动轴承；33－铁路货车车轴；34－永磁发电机定子；35－永磁发电机转子；36－车辆节点集成封装块。41－机车节点数据采集单元；42－机车节点数据处理单元；43－机车节点无线通信单元；44－机车节点输入输出单元；45－机车节点电能供应单元；46－机车节点MEMS数字温度传感器及接口电路；47－机车节点微控制器；48－机车节点微存储器；49－机车节点卫星授时模块；50－机车节点无线通信模块；51－机车节点射频天线；52－显示器及接口电路；53－蜂鸣器及接口电路；54－按键模块；55－机车节点电能管理模块。61－环境温度曲线；62－轴承最高温度限制曲线；63－轴承温度显示区域。71－车轮最大垂直振幅限制曲线；72－车轮最大轴向振幅限制曲线；73－车轮振幅显示区域。81－列检节点MEMS数字温度传感器及接口电路；82－微型计算机；83－列检节点卫星授时模块；84－列检节点无线通信模块；85－列检节点射频天线；86－列检节点电能管理模块；87－列检节点数据传输局域网络。

91－车辆传感装置节点工作流程；92－机车监测装置节点工作流程；93－列检监测装置节点工作流程。

具体实施方式

在图1中，在轨道车辆每个轴箱上及在装用无轴箱滚动轴承铁路货车每个承载鞍上安装车辆传感装置节点1，在轨道机车每个司机室安装机车监测装置节点2，在列车技术检修场地值班室安装列检监测装置节点3。列车组成后，机车监测装置节点2、列检监测装置节点3可以单独，也可以共同根据列车编组顺序表与本列车的车辆传感装置节点1组成多跳自组织无线网络。通过多跳自组织无线网络，车辆传感装置节点1将监测数据发送给机车监测装置节点2、列检监测装置节点3；以及机车监测装置节点2与车辆传感装置节点1共同将监测数据发送给列检监测装置节点3。

在图2中，车辆传感装置节点由数据采集单元11、数据处理单元12、无线通信单元13和电能供应单元14组成。轨道车辆在车轮开始转动后，由MEMS数字转速传感器及接口电路17产生的脉冲信号触发，车辆传感装置节点转入工作状态。车辆传感装置节点使用工业级（适应－55℃～＋125℃等使用条件的）MEMS数字温度传感器及接口电路15采集轨道车辆轮轴轴承温度，使用工业级MEMS数字振动传感器及接口电路16采集轨道车辆轮轴车轮垂直振动和轴向振动，使用工业级MEMS数字转速传感器及接口电路17采集轨道车辆轮轴车轮转速，采集的监测数据经过微控制器18处理、微存储器19存储，存储的监测数据内容包括：日期、时间、列车车次、列车编组辆数、车辆编组顺位、车辆号、配件名称代号、配件方位顺号、车轮转速、轴承温度、车轮垂直振动最大振幅及频率、车轮转动每周垂直振动次数、车轮轴向振动最大振幅及频率、车轮转动每周轴向振动次数、电能存储模块电压、环境温度、监测数据发送状态等。然后使用无线通信模块20、射频天线21定时进行发送。车辆传感装置节点如果是簇头节点，应先接收普通节点发送的监测数据，存储在自身微存储器19中，然后连同自身采集的监测数据一同定时进行发送。监测数据发送成功，车辆传感装置节点接收环境温度等反馈信息，并将环境温度、监测数据发送成功反馈信息存储在每条监测数据后面。列车运行中，当监测数据数值正常时，车辆传感装置节点可以每分钟发送一次监测数据，当监测数据数值超过规定时，超过规定数值的车辆传感装置节点应当减小时间间隔进行发送。无线通信模块20的发射功率限定为20dBm，工作频率这里采用915MHz。

车辆传感装置节点所需电能，对于有电源轨道车辆由轨道车辆供电系统，经过电能管理模块23降压、整流，为车辆传感装置节点供电。对于铁路货车等无电源轨道车辆由圆弧型定子永磁发电机22发电，经过电能管理模块23升压、整流，存储在使用超级电容器的电能存储模块24中，为车辆传感装置节点供电。电能存储模块这里使用石墨烯超级电容器（电压不超过3.3V，容量不小于3F）作为储能器件。

在图3中，铁路货车等无电源轨道车辆在无轴箱滚动轴承承载鞍31内侧挡边圆弧面上开槽，安装永磁发电机圆弧型定子34，包括定子铁芯、钕铁硼的永磁体、定子线圈。在轴承后挡上安装永磁发电机齿圈式转子35，或将轴承后挡直接加工制成齿圈式转子35。由定子34、转子35共同组成圆弧型定子永磁发电机。当车轮转动时，车轴33、滚动轴承32的内圈、连同转子35一同转动，在定子34的铁芯内产生交变磁通，从而在定子34的线圈内产生电流（永磁发电机在铁路货车运行速度120km/h时功率不低于100mW）。

铁路货车等无电源轨道车辆在无轴箱滚动轴承承载鞍31内侧挡边圆弧面上开槽内安装MEMS数字转速传感器及接口电路17。当转子35转动时，MEMS数字转速传感器及接口电路17产生脉冲信号，根据二个及固定个数脉冲信号时间间隔，计算出转子35转动角速度及转速，计算出车轮振动相位。根据车轮振动相位，判断车轮振动是固定的、还是偶发的，是由车轮故障产生的、还是由钢轨故障产生的。

在图4中，铁路货车等无电源轨道车辆在无轴箱滚动轴承承载鞍31鞍面沟槽内安装车辆传感装置节点数据采集单元（MEMS数字转速传感器及接口电路除外）、数据处理单元、无线通信模块、电能管理模块及电能存储模块的集成封装块36，在承载鞍31内侧挡边圆弧面上安装永磁发电机圆弧型定子34、MEMS数字转速传感器及接口电路17，在承载鞍31外侧挡边外侧安装射频天线21。MEMS数字温度传感器及接口电路应靠近轴承外圈。

车辆传感装置节点在轴箱上或承载鞍31上安装后，通过数据接口写入基本信息和监测程序。基本信息内容包括：车辆号（型号、编号）、配件名称代号、配件方位顺号，作为无线网络节点的唯一名称。基本信息和监测程序写入完成后，将数据接口封闭。铁路货车承载鞍31不属于互换配件，检修时检测合格的装回原车、原位。

在图5中，机车监测装置节点由数据采集单元41、数据处理单元42、无线通信单元43、输入输出单元44和电能供应单元45组成。机车监测装置节点使用工业级MEMS数字温度传感器及接口电路46采集环境温度，用于轨道车辆轴承温度温升的计算。MEMS数字温度传感器及接口电路46应安装在轨道机车司机室外面车钩缓冲装置附近，以减少轨道机车自身散热的影响。列车组成后，根据列车编组顺序表，无线通信模块50、射频天线51负责与本列车的车辆传感装置节点组成多跳自组织无线网络，同时为车辆传感装置节点发送日期、时间、列车车次、列车编组辆数、车辆编组顺位等列车编组信息。列车开车后，机车监测装置节点接收本列车的车辆传感装置节点发送的监测数据，并将接收的监测数据经过微控制器47处理、微存储器48存储。存储的监测数据内容包括：日期、时间、列车车次、列车编组辆数、车辆编组顺位、车辆号、配件名称代号、配件方位顺号、车轮转速、轴承温度、车轮垂直振动最大振幅及频率、车轮转动每周垂直振动次数、车轮轴向振动最大振幅及频率、车轮转动每周轴向振动次数、电能存储模块电压、环境温度、监测数据发送状态等。机车监测装置节点使用显示器及接口电路52实时显示监测数据。对超过规定数值的轴承温度、车轮振动监测数据，通过显示器接口电路52图像、蜂鸣器及接口电路53声音进行报警。机车监测装置节点设有按键模块54，用于：开机、关机、组织网络、解散网络、监测数据查询、监测数据上传、报警数据确认、报警数据上传、录入列车车次、显示界面切换等功能。当发生监测数据报警时，按压报警数据确认按键，停止蜂鸣器及接口电路53声音报警。按压报警数据上传按键，报警数据可以通过GSM－R网络或其它无线网络上传给列车调度员。卫星授时模块49实现机车监测装置节点时间与北京时间同步。

机车监测装置节点由轨道机车供电系统，经过电能管理模块55降压、整流，为机车监测装置节点供电。机车监测装置节点安装后，通过数据接口写入基本信息和监测程序。基本信息内容包括：机车号（型号、编号）、司机室位数，作为无线网络节点的名称。

在图6中，机车监测装置节点显示器使用折线图显示轴承温度监测数据。折线图以时间为X轴，以温度为Y轴，在象限上显示环境温度曲线61、轴承最高温度限制曲线62，在轴承温度显示区域63内显示全部轴承或重点轴承温度曲线。

在图7中，机车监测装置节点显示器使用柱形图显示车轮振动监测数据。柱形图以时间为X轴，以振幅为Y轴，在象限上显示车轮最大垂直振幅限制曲线71、车轮最大轴向振幅限制曲线72，在车轮振幅显示区域73内显示全部车轮或重点车轮垂直振幅柱形图形、轴向振幅柱形图形。

在图8中，列检监测装置节点由MEMS数字温度传感器及接口电路81、微型计算机82、卫星授时模块83、无线通信模块84、射频天线85、电能管理模块86和数据传输局域网络87组成。列检监测装置节点使用MEMS数字温度传感器及接口电路81采集环境温度，用于无机车监测装置节点时轨道车辆轴承温度温升的计算，也用于与机车监测装置节点采集的环境温度比较，修正机车监测装置节点MEMS数字温度传感器误差。列检监测装置节点使用无线通信模块84、射频天线85接收机车监测装置节点、车辆传感装置节点发送的监测数据。各项监测数据经过微型计算机82处理、存储、分析，对超过检修限度的监测数据进行报告，并将监测数据通过数据传输局域网络87向上级管理部门报送。列检监测装置节点经过电能管理模块86对电源降压、整流，为列检监测装置节点相关用电模块供电。卫星授时模块83实现列检监测装置节点时间与北京时间同步。

在图9中，机车监测装置节点、列检监测装置节点、车辆传感装置节点通过多跳自组织无线网络进行数据传输。

列检监测装置节点工作流程93为：开机。进行系统初始化、完成卫星授时。连接局域网络。出发列车组成后，在列检监测装置节点中录入出发列车车次。通过列车车次在车站列车编组信息系统中获取列车编组信息——列车编组顺序表，包括车辆编组顺位、车辆号等，也可手工录入列车编组信息。列检监测装置节点通过无线通信模块进行广播，完成与列车编组顺序表中车辆传感装置节点组成多跳自组织无线网络，列检监测装置节点具备同时与多个多跳自组织无线网络通信能力。为车辆传感装置节点提供标准时钟。采集环境温度。接收、存储、显示、分析车辆在终到解散网络后至出发列车组成前的时间段内监测数据。报告故障车辆，为列车出发技术检查作业提供信息。监测数据通过局域网络上传给上级管理部门。列车连挂机车后，在列检监测装置节点中录入本务机车号。通过机车号，列检监测装置节点与机车监测装置节点组成自组织无线网络。为机车监测装置节点发送列车编组信息。到达列车接入前，在列检监测装置节点中录入到达列车车次。通过列车车次在车号自动识别系统或车站列车编组信息系统中获取列车编组信息——列车编组顺序表，包括车辆编组顺位、车辆号等，也可手工录入列车编组信息。列车接入停车后，在列检监测装置节点中录入本务机车号。列检监测装置节点通过无线通信模块进行广播，完成与机车监测装置节点、列车编组顺序表中车辆传感装置节点组成多跳自组织无线网络。采集环境温度。接收、存储、显示、分析车辆在列车出发后至终到解散网络前的时间段内监测数据。报告故障车辆，为列车到达技术检查作业提供信息。监测数据通过局域网络上传给上级管理部门。因列车自出发至到达，轨道机车、轨道车辆都不一定为原编组，故需从机车监测装置节点和车辆传感装置节点同时接收监测数据，接收的重复监测数据合并。

机车监测装置节点工作流程92为：开机。进行系统初始化，完成卫星授时。机车连挂列车后，在机车监测装置节点中录入出发列车车次。通过列车车次及机车号完成与列检监测装置节点组成自组织无线网络。获取列车编组信息，无列车技术检修场地的，机车监测装置节点可以通过GSM－R网络或其它无线网络从车站列车编组信息系统中获取列车编组信息。机车监测装置节点通过无线通信单元进行广播，完成与列车编组顺序表中车辆传感装置节点组成多跳自组织无线网络。为车辆传感装置节点提供标准时钟。通过MEMS数字温度传感器采集环境温度。接收车辆传感装置节点监测数据。存储、显示、分析监测数据。超过报警数值进行图像、声音报警。按压报警数据确认按键停止声音报警。按压报警数据上传按键，通过GSM－R网络或其它无线网络将报警数据上报列车调度员。列车终到后，机车监测装置节点与列检监测装置节点组成自组织无线网络。并将存储的监测数据发送给列检监测装置节点。列车终到站无列车技术检修场地的，可以通过GSM－R网络或其它无线网络将存储的监测数据发送给车站，由车站转传给上级管理部门。机车监测装置节点完成监测数据上传后，按压解散无线网络按键，进行多跳自组织无线网络解散，机车监测装置节点转入停机状态，并可关机。

车辆传感装置节点工作流程91为：车辆传感装置节点不工作时处于休眠状态，当被机车监测装置节点或列检监测装置节点广播唤醒后，进行系统初始化，转入工作状态。与列检监测装置节点组成多跳自组织无线网络。接收列车编组信息。完成时钟同步。将未发送给列检监测装置节点的监测数据发送给列检监测装置节点。然后车辆传感装置节点转入待机状态。当接收到机车监测装置节点广播后，转入工作状态。与机车监测装置节点组成多跳自组织无线网络。接收列车编组信息。完成时钟同步。然后车辆传感装置节点转入待机状态。当轨道车辆车轮转动时，永磁发电机发电，MEMS数字转速传感器触发车辆传感装置节点转入工作状态。一边MEMS数字传感器采集监测数据。数据处理单元处理、存储监测数据。一边检查或重新组成多跳自组织无线网络。接收列车编组信息。完成时钟同步。定时发送监测数据。如果是簇头节点，还要先接收、存储普通节点监测数据，然后再定时发送全部监测数据。当轨道车辆车轮停止转动后，永磁发电机停止发电，MEMS数字转速传感器停止触发车辆传感装置节点一定时间后，车辆传感装置节点转入待机状态。当车辆传感装置节点接收到机车监测装置节点无线网络解散广播后，断开多跳自组织无线网络，转入休眠状态。

Claims (7)

1.一种基于MEMS的列车轮轴状态无线监测系统，其特征是：由安装在轨道车辆轴箱的及安装在装用无轴箱滚动轴承铁路货车承载鞍的车辆传感装置节点、安装在轨道机车司机室的机车监测装置节点和安装在列车技术检修场地值班室的列检监测装置节点组成；机车监测装置节点、列检监测装置节点与本列车的车辆传感装置节点组成多跳自组织无线网络。

2.根据权利要求1所述的列车轮轴状态无线监测系统，其特征是：所述的车辆传感装置节点通过MEMS数字温度传感器采集轨道车辆轮轴轴承温度，通过MEMS数字振动传感器采集轨道车辆轮轴车轮振动，通过MEMS数字转速传感器采集轨道车辆轮轴车轮转速，采集的监测数据经过微控制器处理、微存储器存储，然后通过无线通信单元进行发送；车辆传感装置节点所需电能，有电源轨道车辆由轨道车辆供电系统供电，无电源轨道车辆由永磁发电机、电能管理模块、使用超级电容器的电能存储模块组成的电能供应单元供电。

3.根据权利要求2所述的列车轮轴状态无线监测系统，其特征是：所述的车辆传感装置节点永磁发电机由安装在装用无轴箱滚动轴承铁路货车承载鞍上的圆弧型定子、安装在轴承后挡上的齿圈式转子组成；定子主要由定子铁芯、永磁体、定子线圈组成，转子主要由磁轭材料制成齿圈；当车轮转动时带着转子一同转动，在定子铁芯内产生交变磁通，从而在定子线圈内产生电流。

4.根据权利要求1所述的列车轮轴状态无线监测系统，其特征是：所述的机车监测装置节点通过MEMS数字温度传感器采集环境温度，通过无线通信单元接收车辆传感装置节点发送的监测数据，各项监测数据经过微控制器处理、微存储器存储，然后通过显示器进行实时显示；对超过规定数值的轴承温度、车轮振动监测数据，通过显示器、蜂鸣器进行报警。

5.根据权利要求4所述的列车轮轴状态无线监测系统，其特征是：所述的机车监测装置节点显示器在屏幕上分栏同时显示轴承温度、车轮振动监测数据，并可整屏单独显示、按键切换显示内容；轴承温度监测数据使用折线图显示，折线图以时间为X轴，以温度为Y轴，同时显示环境温度曲线、轴承最高温度限制曲线、全部轴承或重点轴承温度曲线；车轮振动监测数据使用柱形图显示，柱形图以时间为X轴，以振幅为Y轴，同时显示车轮最大垂直振幅限制曲线、车轮最大轴向振幅限制曲线、全部车轮或重点车轮垂直振幅柱形图形、轴向振幅柱形图形。

6.根据权利要求1所述的列车轮轴状态无线监测系统，其特征是：所述的列检监测装置节点通过无线通信模块接收机车监测装置节点及车辆传感装置节点发送的监测数据，各项监测数据经过微型计算机处理、存储、分析，对超过检修限度的监测数据进行报告，并将监测数据通过局域网络向上级管理部门报送。

7.根据权利要求1所述的列车轮轴状态无线监测系统，其特征是：所述的机车监测装置节点、列检监测装置节点可以单独，也可以共同根据列车编组顺序表与本列车的车辆传感装置节点组成多跳自组织无线网络；车辆传感装置节点采用“车辆号＋配件名称代号＋配件方位顺号”组合作为无线网络节点的名称，机车监测装置节点采用“机车号”作为无线网络节点的名称，列检监测装置节点采用“列车技术检修场地代号”作为无线网络节点的名称；轨道车辆在车轮开始转动后车辆传感装置节点转入工作状态，在车轮停止转动一定时间后车辆传感装置节点转入待机状态；列车在运行终到后，解散无线网络，车辆传感装置节点转入休眠状态，以节约电能。