CN208505375U - 一种供电线缆位移和张力在线监控无线终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种供电线缆位移和张力在线监控无线终端，包括网关设备和节点设备，所述网关设备与节点设备之间通过LORA模块进行数据交互，所述网关设备的内部结构包括第一处理器、第一LORA模块、第一电源模块、串口、第一张力传感器、第一位移传感器、4G模块、第一壳内温度传感器以及壳外温度传感器，所述第一处理器通过4G模块与后台服务器进行数据交互；所述节点设备的内部结构包括第二处理器、第二LORA模块、第二壳内温度传感器、第二张力传感器、第二位移传感器以及第二电源模块,本实用新型可对高速铁路接触网进行位移和拉力的数据信息进行实时读取,设备支持服务器远程下载配置及对设备的远程升级，节约了后期维护成本。

Description

一种供电线缆位移和张力在线监控无线终端

技术领域

本实用新型涉及物联网数据采集领域，具体来说，涉及一种供电线缆位移和张力在线监控无线终端。

背景技术

我国幅员辽阔、内陆深广、人口众多，资源分布及工业布局不平衡，铁路运输在各种运输方式中的比较优势突出，在经济社会发展中具有特殊重要的地位和作用，铁路是国家重要的交通基础设施，也是资源型和环境友好型的运输方式之一，加快铁路发展已经成为社会各方面的共识。

为保证铁路运输安全可靠，必须对高速铁路接触网进行有效的监控(高速铁路接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的输电线路，高铁列车运行所仰赖的电流就是通过机车上端的接触网来输送的)，高速铁路接触网一旦停电或列车电弓与接触网接触不良，对列车的供电便产生影响。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种供电线缆位移和张力在线监控无线终端，对高速铁路接触网进行位移和拉力的数据信息进行实时读取，同时当位移和拉力数据超过预设值的阈值后设备能主动进行上报，可对高速铁路接触网进行有效监控，大大提高了整个铁路运输的安全性。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：包括网关设备和节点设备，所述网关设备与节点设备之间通过LORA模块进行数据交互，所述网关设备的内部结构包括第一处理器、第一LORA模块、第一电源模块、串口、第一张力传感器、第一位移传感器、4G模块、第一壳内温度传感器以及壳外温度传感器，所述第一处理器的输入端组上连有第一位移传感器、第一张力传感器、第一LORA模块、串口、第一壳内温度传感器、壳外温度传感器以及第一电源模块，所述第一处理器的输出端组上连有第一LORA模块和串口，所述第一处理器通过4G模块与后台服务器进行数据交互；所述节点设备的内部结构包括第二处理器、第二LORA模块、第二壳内温度传感器、第二张力传感器、第二位移传感器以及第二电源模块，所述第二处理器的输入端组上连有第二电源模块、第二位移传感器、第二张力传感器、第二壳内温度传感器以及第二LORA模块，所述第二处理器的输出端与第二LORA模块相连。

网关设备和节点设备之间通过LORA协议组成无线自助网络从而实现数据交互,一台网关设备最多可带500台节点设备,节点设备将采集到的拉力、位移、温度等信息通过LORA上报给网关，网关将收到信息通过4G方式上报给后台服务器,在郊区无遮挡环境下网关设备与节点设备的最远通讯距离为3KM，在市区一般环境下传输距离为1.5KM；所述网关设备采用全网通4G模块上联，待机状态下4G模块处于休眠状态，当远服务器需要查询数据时可对4G模块进行远程唤醒，既降低了功耗又保证了设备功能；所述节点设备可以通过网关设备实现远程升级，所述网关设备通过4G模块支持服务器远程下载配置以及对设备的远程升级，节约了后期维护成本。

优选的，所述第一处理器与第二处理器均采用STM32L151CBT6芯片，所述第一LORA模块与第二LORA模块均采用SX1278芯片，所述处理器。

优选的，所述第一电源模块与第二电源模块均由两个型号为BL9193-33BAPRN的CMOS型低压差线性稳压器电性连接组成，可为处理器提供稳定的电源。

优选的，所述串口由连接器与接收器电性连接组成，所述串口用于对网关设备进行功能配置、软件升级，同时该功能也可通过LORA模块实现，以实现多种方式可对网关设备进行功能配置或软件升级。

优选的，所述网关设备与节点设备均采用太阳能充电板和锂电池的供电方式，可方便部署在野外地区。

优选的，所述网关设备与节点设备的外壳均采用铸铝室外型外壳，可使防护等级达到IP67。

优选的，所述网关设备与节点设备所采用的元器件均为工业级器件，满足工业级应用要求。

本实用新型的有益效果是：

(1)对高速铁路接触网进行位移和拉力的数据信息进行实时读取，同时当位移和拉力数据超过预设值的阈值后设备能主动进行上报；

(2)设备支持服务器远程下载配置及对设备的远程升级，节约了后期维护成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例一种供电线缆位移和张力在线监控无线终端的系统框图；

图2是本实用新型实施例处理器的引脚接线图；

图3是本实用新型实施例电源模块的电路原理图；

图4是本实用新型实施例串口的电路原理图；

图5是本实用新型实施例第一张力传感器的电路原理图。

附图标记说明：

1、网关设备；2、节点设备；3、后台服务器；11、第一处理器；12、第一

LORA模块；13、第一电源模块；14、串口；15、第一张力传感器；16、第一位移传感器；17、4G模块；18、第一壳内温度传感器；19、壳外温度传感器；21、第二处理器；22、第二LORA模块；23、第二壳内温度传感器；24第二张力传感器；25、第二位移传感器；26、第二电源模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

实施例1：

如图1-5所示，一种供电线缆位移和张力在线监控无线终端，包括网关设备1和节点设备2，所述网关设备1与节点设备2之间通过LORA模块进行数据交互，所述网关设备1的内部结构包括第一处理器11、第一LORA模块12、第一电源模块13、串口14、第一张力传感器15、第一位移传感器16、4G模块17、第一壳内温度传感器18以及壳外温度传感器19，所述第一处理器11的输入端组上连有第一位移传感器16、第一张力传感器15、第一LORA模块12、串口14、第一壳内温度传感器18、壳外温度传感器19以及第一电源模块13，所述第一处理器11的输出端组上连有第一LORA模块12和串口14，所述第一处理器11通过4G模块17与后台服务器3进行数据交互；所述节点设备2的内部结构包括第二处理器21、第二LORA模块22、第二壳内温度传感器23、第二张力传感器24、第二位移传感器25以及第二电源模块26，所述第二处理器21的输入端组上连有第二电源模块26、第二位移传感器25、第二张力传感器24、第二壳内温度传感器23以及第二LORA模块22，所述第二处理器2的输出端与第二LORA模块22相连。

网关设备1和节点设备2之间通过LORA协议组成无线自助网络从而实现数据交互,一台网关设备1最多可带500台节点设备2,节点设备2将采集到的拉力、位移、温度等信息通过LORA模块上报给网关设备1，网关设备1将收到信息通过4G方式上报给后台服务器3,在郊区无遮挡环境下网关设备1与节点设备2的最远通讯距离为3KM，在市区一般环境下传输距离为1.5KM；所述网关设备1采用全网通4G模块17上联，待机状态下4G模块17处于休眠状态，当远服务器需要查询数据时可对4G模块17进行远程唤醒，既降低了功耗又保证了设备功能；所述节点设备2可以通过网关设备1实现远程升级，所述网关设备1通过4G模块17支持服务器远程下载配置以及对设备的远程升级，节约了后期维护成本；所述第一处理器11与第二处理器21均采用STM32L151CBT6芯片，所述第一LORA模块12与第二LORA模块22均采用SX1278芯片；所述第一电源模块13与第二电源模块26均由两个型号为BL9193-33BAPRN的CMOS型低压差线性稳压器电性连接组成，可为处理器提供稳定的电源；所述网关设备1与节点设备2的外壳均采用铸铝室外型外壳，可使防护等级达到IP67；所述网关设备1与节点设备2均采用太阳能充电板和锂电池的供电方式，可方便部署在野外地区；所述网关设备1与节点设备2所采用的元器件均为工业级器件，满足工业级应用要求。

实施例2：

如图1-5所示，本实施例在实施例1的基础上，所述串口14由连接器与接收器电性连接组成，所述串口用于对网关设备进行功能配置、软件升级，同时该功能也可通过LORA模块实现，以实现多种方式可对网关设备进行功能配置或软件升级。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种供电线缆位移和张力在线监控无线终端，其特征在于，包括网关设备和节点设备，所述网关设备与节点设备之间通过LORA模块进行数据交互，所述网关设备的内部结构包括第一处理器、第一LORA模块、第一电源模块、串口、第一张力传感器、第一位移传感器、4G模块、第一壳内温度传感器以及壳外温度传感器，所述第一处理器的输入端组上连有第一位移传感器、第一张力传感器、第一LORA模块、串口、第一壳内温度传感器、壳外温度传感器以及第一电源模块，所述第一处理器的输出端组上连有第一LORA模块和串口，所述第一处理器通过4G模块与后台服务器进行数据交互；所述节点设备的内部结构包括第二处理器、第二LORA模块、第二壳内温度传感器、第二张力传感器、第二位移传感器以及第二电源模块，所述第二处理器的输入端组上连有第二电源模块、第二位移传感器、第二张力传感器、第二壳内温度传感器以及第二LORA模块，所述第二处理器的输出端与第二LORA模块相连。

2.根据权利要求1所述的一种供电线缆位移和张力在线监控无线终端，其特征在于，所述第一处理器与第二处理器均采用STM32L151CBT6芯片，所述第一LORA模块与第二LORA模块均采用SX1278芯片。

3.根据权利要求1所述的一种供电线缆位移和张力在线监控无线终端，其特征在于，所述第一电源模块与第二电源模块均由两个型号为BL9193-33BAPRN的CMOS型低压差线性稳压器电性连接组成。

4.根据权利要求1所述的一种供电线缆位移和张力在线监控无线终端，其特征在于，所述串口由连接器与接收器电性连接组成。

5.根据权利要求1所述的一种供电线缆位移和张力在线监控无线终端，其特征在于，所述网关设备与节点设备均采用太阳能充电板和锂电池的供电方式。

6.根据权利要求1所述的一种供电线缆位移和张力在线监控无线终端，其特征在于，所述网关设备与节点设备的外壳均采用铸铝室外型外壳。

7.根据权利要求1所述的一种供电线缆位移和张力在线监控无线终端，其特征在于，所述网关设备与节点设备所采用的元器件均为工业级器件，满足工业级应用要求。