CN209739078U - 一种鱼雷罐车实时精确定位设备 - Google Patents

Abstract

一种鱼雷罐车实时精确定位设备，用于钢铁厂中对承载钢水的鱼雷罐车实时定位，包括控制电路、差分基站、北斗/GPS接收器、定位基站、UWB信标和脉冲编码传感器；控制电路与北斗/GPS接收器、UWB信标和脉冲编码传感器建立连接关系；差分基站与北斗/GPS接收器建立连接关系，北斗/GPS接收器用于鱼雷罐车在开阔区域进行定位；定位基站设置在行车轨道的侧部，UWB信标设置在鱼雷罐车上，定位基站与UWB信标建立连接关系，UWB信标用于鱼雷罐车在无北斗/GPS信号区域或信号弱的区域进行定位；脉冲编码传感器用于检测鱼雷罐车的运行速度并监测鱼雷罐车在行车轨道上的运行方向。实现鱼雷罐车的实时精确定位。

Description

一种鱼雷罐车实时精确定位设备

技术领域

本实用新型实施例涉及定位技术领域，具体涉及一种鱼雷罐车实时精确定位设备。

背景技术

鱼雷罐车又名鱼雷型混铁车，是一种大型铁水运输设备，具有热损失小，保温时间长，节约能源等优点。它还可以储存铁水，以协调炼铁与炼钢临时出现的不平衡状态，同时，可替代炼钢的混铁炉和普通的铁水罐车，也可在铁水运输过程中完成脱硫、脱磷等操作工序。

目前，鱼雷罐车定位主要有两种方式。第一、人工方式，不设置任何设备完全由人工获取；第二、RFID方式，RFID方式是在车上安装RFID标签，在地面上安装标签阅读器，或者在车上安装阅读器，地面上安装标签。现有技术中，人工定位方式，数据不及时，必须人工现场确认，效率低容易出错，现场人员工作环境差，工作环境危险。RFID定位方式定位比较粗放、定位精度为区域级，实时性比较差，可以避免人工到现场确认，在一定程度上降低了劳动强度，降低了生产安全风险，但不能实时精确掌握鱼雷罐位置，更不能作为铁路车辆控制的基础数据。

实用新型内容

为此，本实用新型实施例提供一种鱼雷罐车实时精确定位设备，实现鱼雷罐车全铁路线路范围内的精确定位，实现在厂区内部的铁路线路和非厂区内部的铁路线路上的鱼雷罐车的精确定位，可靠精确的定位信息为调度管理带来了方便，更可作为其他应用系统的基础数据。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：一种鱼雷罐车实时精确定位设备，用于钢铁厂中对承载钢水的鱼雷罐车实时定位，所述鱼雷罐车运行于行车轨道中，包括控制电路、差分基站、北斗/GPS接收器、定位基站、UWB信标和脉冲编码传感器；所述控制电路与所述北斗/GPS接收器、UWB信标和脉冲编码传感器建立连接关系；所述差分基站与所述北斗/GPS接收器建立连接关系，北斗/GPS接收器用于鱼雷罐车在开阔区域进行定位；所述定位基站设置在所述行车轨道的侧部，所述UWB信标设置在所述鱼雷罐车上，定位基站与UWB信标建立连接关系，UWB信标用于鱼雷罐车在无北斗/GPS信号区域或信号弱的区域进行定位；所述脉冲编码传感器用于检测鱼雷罐车的运行速度并监测鱼雷罐车在行车轨道上的运行方向。

作为鱼雷罐车实时精确定位设备的优选方案，所述控制电路的逻辑运算芯片包括单片机STC15F1K60XW-LQFP44、看门狗芯片SP7060、温度采集芯片DS18B20、74HC373、74HC245、电容、电阻和电感。

作为鱼雷罐车实时精确定位设备的优选方案，所述北斗/GPS接收器采用OEM7700，北斗/GPS接收器连接有北斗/GPS天线。

作为鱼雷罐车实时精确定位设备的优选方案，所述脉冲编码传感器采用德意达DF16传感器。

作为鱼雷罐车实时精确定位设备的优选方案，还包括LoRa无线通讯模块，所述LoRa无线通讯模块与所述控制电路建立连接关系并用于进行无线数据传输，LoRa无线通讯模块采用M-HL9-LF低功耗模块。

作为鱼雷罐车实时精确定位设备的优选方案，还包括电源管理电路，所述电源管理电路连接有太阳能电板、蓄电池和DC/DC电路，电源管理电路包括三极管、光耦、电阻、电感二极管、逻辑芯片STC12C5410AD和LM317。

作为鱼雷罐车实时精确定位设备的优选方案，所述太阳能电板采用KXDS-PVM-100W18V100W单晶硅太阳能电池。

作为鱼雷罐车实时精确定位设备的优选方案，所述蓄电池采用60AH铅酸蓄电池。

作为鱼雷罐车实时精确定位设备的优选方案，所述DC/DC电路包括电源芯片XL4016、电容、电阻、二极管和电感。

作为鱼雷罐车实时精确定位设备的优选方案，所述UWB信标采用RS-Tag-1型车载UWB信标。

本实用新型实施例具有如下优点：通过OEM7700北斗/GPS定位器、DF16脉冲编码传感器及采集电路、RS-Tag-1型UWB信标、控制电路、LoRa无线通讯模块、DC/DC电路、太阳能电池板、铅酸蓄电池等实现鱼雷罐车在铁路站场、厂房内部的全区域实时精确定位。BD/GPS定位实现开阔区域定位、UWB定位信标实现厂房内部定位，脉冲编码传感器对鱼雷罐车运行脉冲编码进行计算并结合运行方向实现逻辑定位；逻辑定位北斗/GPS、UWB的相互监督校核，从而实现多重组合定位。本实用新型实施例实现鱼雷罐车的实时精确定位，并将定位信息发送到调度中心或其它需要精确位置信息设备；采用多种模式保证定位的准确性，确保单一设备故障时不影响定位结果；采用太阳能供电技术为无源鱼雷罐车上的设备提供能源，并采用电源管理技术和节能策略确保能源可靠供给。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种鱼雷罐车实时精确定位设备结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种鱼雷罐车实时精确定位设备控制电路示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种鱼雷罐车实时精确定位设备DC/DC电路示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种鱼雷罐车实时精确定位设备电源管理电路示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型实施例涉及的算法或方法属于现有技术，本实用新型目的的实现不依赖于硬件结构中的程序方法，本实用新型请求保护的是实现本发明目的的硬件结构的组成和连接关系，不请求对其中方法的保护。本实用新型实施例中的电路元件符号采用的是通用符号，并没有自创的电路符号，本领域的技术人员应当能理解本实用新型附图电路中采用的电子元件和连接关系。

具体的，参见图1，提供一种鱼雷罐车实时精确定位设备，用于钢铁厂中对承载钢水的鱼雷罐车实时定位，所述鱼雷罐车运行于行车轨道中，包括控制电路1、差分基站2、北斗/GPS接收器3、定位基站4、UWB信标5和脉冲编码传感器6；所述控制电路1与所述北斗/GPS接收器3、UWB信标5和脉冲编码传感器6建立连接关系；所述差分基站2与所述北斗/GPS接收器3建立连接关系，北斗/GPS接收器3用于鱼雷罐车在开阔区域进行定位；所述定位基站4设置在所述行车轨道的侧部，所述UWB信标5设置在所述鱼雷罐车上，定位基站4与UWB信标5建立连接关系，UWB信标5用于鱼雷罐车在无北斗/GPS信号区域或信号弱的区域进行定位；所述脉冲编码传感器6用于检测鱼雷罐车的运行速度并监测鱼雷罐车在行车轨道上的运行方向。

参见图2、图3和图4，鱼雷罐车实时精确定位设备的一个实施例中，所述控制电路1的逻辑运算芯片包括单片机STC15F1K60XW-LQFP44、看门狗芯片SP7060、温度采集芯片DS18B20、74HC373、74HC245、电容、电阻和电感。所述北斗/GPS接收器3采用OEM7700，北斗/GPS接收器3连接有北斗/GPS天线12。所述脉冲编码传感器采用德意达DF16传感器。所述UWB信标5采用RS-Tag-1型车载UWB信标5。此外，还包括LoRa无线通讯模块7，所述LoRa无线通讯模块7与所述控制电路1建立连接关系并用于进行无线数据传输，LoRa无线通讯模块7采用M-HL9-LF低功耗模块。还包括电源管理电路8，所述电源管理电路8连接有太阳能电板9、蓄电池10和DC/DC电路11，电源管理电路8包括三极管、光耦、电阻、电感二极管、逻辑芯片STC12C5410AD和LM317，电源管理电路8在控制电路1的控制下实现充电、放电、部分设备供电、断电等。所述太阳能电板9采用KXDS-PVM-100W18V100W单晶硅太阳能电池。所述蓄电池10采用60AH铅酸蓄电池。所述DC/DC电路11包括电源芯片XL4016、电容、电阻、二极管和电感。

具体的，将本实用新型实施例用于钢铁厂中对承载钢水的鱼雷罐车实现全线路、全厂区的实时精确定位，并通过集成有LoRa无线通讯模块7的无线传输设备将定位信息发送到调度中心，让调度人员或其它设备准确实时了解当前鱼雷罐的位置。本实用新型通过北斗/GPS接收器3实现铁路开阔区域大范围内的实时定位并通过差分基站2进行修正提高定位精度，从而使鱼雷罐车在可接收到BD/GPS信号区域的定位精度达到厘米级。在高炉下、厂房内等无北斗/GPS信号区域或信号比较弱的区域采用UWB超宽带无线定位；在鱼雷罐车上设置UWB信标5，并结合轨旁定位基站4实现实时精确定位。通过脉冲编码传感器6实时检测鱼雷罐车的运行速度，并对速度进行编码，控制电路1通过脉冲数量并监测鱼雷罐车在轨道上的运行方向，实现行车历程计算，从而计算鱼雷罐车的实时位置。脉冲编码传感器6与北斗/GPS和UWB信标5实现补充和校核，确保任何单一设备故障时定位装置仍能准确定位，并且能够实时检测设备故障。鱼雷罐车为无源设备，为了保证定位装置的正常工作，在鱼雷罐车上安装了蓄电池10和太阳能电板9，太阳能电板9将阳光转换为电能，并将电能存储到蓄电池10中为设备提供能源。装置采取了能源管理电路能够对电池电量的充放进行管理，电池电量进行检测，当电池能量低于设定值时，装置通过无线通道向调度中心告警。本实用新型设计的节能策略，控制电路1可以根据当前鱼雷罐车的运行状态控制各个功能模块的开启或休眠从而到达节能目的。

本实用新型实施例通过OEM7700北斗/GPS定位器、DF16脉冲编码传感器6及采集电路、RS-Tag-1型UWB信标5、控制电路1、LoRa无线通讯模块7、DC/DC电路11、太阳能电池板、铅酸蓄电池10等实现鱼雷罐车在铁路站场、厂房内部的全区域实时精确定位。BD/GPS定位实现开阔区域定位、UWB定位信标实现厂房内部定位，脉冲编码传感器6对鱼雷罐车运行脉冲编码进行计算并结合运行方向实现逻辑定位；逻辑定位北斗/GPS、UWB的相互监督校核，从而实现多重组合定位。本实用新型实施例实现鱼雷罐车的实时精确定位，并将定位信息发送到调度中心或其它需要精确位置信息设备；采用多种模式保证定位的准确性，确保单一设备故障时不影响定位结果；采用太阳能供电技术为无源鱼雷罐车上的设备提供能源，并采用电源管理技术和节能策略确保能源可靠供给。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种鱼雷罐车实时精确定位设备，用于钢铁厂中对承载钢水的鱼雷罐车实时定位，所述鱼雷罐车运行于行车轨道中，其特征在于，包括控制电路、差分基站、北斗/GPS接收器、定位基站、UWB信标和脉冲编码传感器；所述控制电路与所述北斗/GPS接收器、UWB信标和脉冲编码传感器建立连接关系；所述差分基站与所述北斗/GPS接收器建立连接关系，北斗/GPS接收器用于鱼雷罐车在开阔区域进行定位；所述定位基站设置在所述行车轨道的侧部，所述UWB信标设置在所述鱼雷罐车上，定位基站与UWB信标建立连接关系，UWB信标用于鱼雷罐车在无北斗/GPS信号区域或信号弱的区域进行定位；所述脉冲编码传感器用于检测鱼雷罐车的运行速度并监测鱼雷罐车在行车轨道上的运行方向。

2.根据权利要求1所述的一种鱼雷罐车实时精确定位设备，其特征在于，所述控制电路的逻辑运算芯片包括单片机STC15F1K60XW-LQFP44、看门狗芯片SP7060、温度采集芯片DS18B20、74HC373、74HC245、电容、电阻和电感。

3.根据权利要求1所述的一种鱼雷罐车实时精确定位设备，其特征在于，所述北斗/GPS接收器采用OEM7700，北斗/GPS接收器连接有北斗/GPS天线。

4.根据权利要求1所述的一种鱼雷罐车实时精确定位设备，其特征在于，所述脉冲编码传感器采用德意达DF16传感器。

5.根据权利要求1所述的一种鱼雷罐车实时精确定位设备，其特征在于，还包括LoRa无线通讯模块，所述LoRa无线通讯模块与所述控制电路建立连接关系并用于进行无线数据传输，LoRa无线通讯模块采用M-HL9-LF低功耗模块。

6.根据权利要求1所述的一种鱼雷罐车实时精确定位设备，其特征在于，还包括电源管理电路，所述电源管理电路连接有太阳能电板、蓄电池和DC/DC电路，电源管理电路包括三极管、光耦、电阻、电感二极管、逻辑芯片STC12C5410AD和LM317。

7.根据权利要求6所述的一种鱼雷罐车实时精确定位设备，其特征在于，所述太阳能电板采用KXDS-PVM-100W18V100W单晶硅太阳能电池。

8.根据权利要求6所述的一种鱼雷罐车实时精确定位设备，其特征在于，所述蓄电池采用60AH铅酸蓄电池。

9.根据权利要求6所述的一种鱼雷罐车实时精确定位设备，其特征在于，所述DC/DC电路包括电源芯片XL4016、电容、电阻、二极管和电感。

10.根据权利要求1所述的一种鱼雷罐车实时精确定位设备，其特征在于，所述UWB信标采用RS-Tag-1型车载UWB信标。