CN220525012U - 一种远程环境监测装置 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种远程环境监测装置，属于铁路技术领域，所述装置包括：远程环境监测主机，以及不同类型的第一传感器、第二传感器、第三传感器；远程环境监测主机的第一接口与第一总线连接，所述第一总线与第一传感器的输出接口连接；远程环境监测主机的第二接口与第二总线连接，所述第二总线与所述第二传感器的输出接口连接；远程环境监测主机的第三接口与第三传感器的输出接口连接；本申请实现了对铁路信号机械室环境参数的各种监测，据有远程访问及动态监测的功能，克服了现有装置监测功能单一、不可多机联网、不能远程访问的问题。

Description

一种远程环境监测装置

技术领域

本申请属于铁路技术领域，具体涉及一种远程环境监测装置。

背景技术

信号机械室是行车重地，是铁路行车指挥中心。目前，用于行车控制的信号机、道岔、轨道电路等信号设备都是由信号机械室内的信号设备进行控制的，行车指挥人员也是通过信号设备下达行车指令，指挥行车的，可以说在高速、重载、高密度行车的现状下，离开了铁路信号设备，一切都不可想象。此外，随着铁路部门逐渐减员增效，许多车站和场所无人长期值守。信号机械室一旦发生高温、高湿、火灾、水浸等事件，将造成很大的安全隐患，影响行车安全，造成严重的安全事故。因此，为了信号设备的正常工作和行车安全，急需配置铁路信号机械室的环境监测装置，对机械室的环境进行实时动态远程监测，从而保证当出现安全隐患或突发事件(例如：环境温度湿度超标、不明烟雾)的时候，可提前预报警，并远程通知监测中心。

目前，正在应用的环境监测，大多还是采用传统的人工查看方式，随着要求的不断提高，传统的方式已经不能满足要求。少数采用的环境监测设备，功能比较单一，报警信息不能实时上传，无自带显示功能，接口不够丰富，无法满足不同接口传感器的接入，扩展性差。

实用新型内容

基于以上技术问题，本申请提出一种远程环境监测装置，以实现对信号设备所处环境的全面监控。

所述远程环境监测装置，包括：远程环境监测主机，以及不同类型的第一传感器、第二传感器、第三传感器；

远程环境监测主机的第一接口与第一总线连接，所述第一总线与第一传感器的输出接口连接；远程环境监测主机的第二接口与第二总线连接，所述第二总线与所述第二传感器的输出接口连接；远程环境监测主机的第三接口与第三传感器的输出接口连接；

所述远程环境监测主机的第一接口为接收和发送第一总线通讯信号的接口；所述远程环境监测主机的第二接口为接收和发送第二总线通讯信号的接口；所述远程环境监测主机的第三接口为接收开关量的接口。

所述远程环境监测主机包括：数据处理单元、显示单元、存储单元、时钟单元、工作电源单元、电源转换单元、电源输出单元；

所述数据处理单元的第一总线接口与第一接口连接，所述数据处理单元的第二总线接口与第二接口连接，所述数据处理单元的开关量接口与第三接口连接；所述数据处理单元的显示数据输出接口与显示单元的显示数据接收接口连接；所述数据处理单元的存储数据输出接口与存储单元的存储接收接口连接；所述数据处理单元的时钟控制接口与时钟单元的指令接收接口连接；所述数据处理单元的电源接口与工作电源单元的供电接口连接；所述工作电源单元的电源输入接口与所述电源转换单元的第一电源输出接口连接；所述电源转换单元的第二电源输出接口与电源输出单元的第三电源输出接口连接，所述电源输出单元的第三电源输出接口分别与所述第一传感器的第一电源接口、第二传感器的第二电源接口、第三传感器的第三电源接口连接。

所述的远程环境监测装置，还包括监测通信分机和信号集中监测站机，所述数据处理单元的第一总线接口与监测通信分机的总线接口连接，所述监测通信分机的以太网接口与所述信号集中监测站机连接。

所述远程环境监测主机设置于铁路信号机械室，所述监测通信分机设置于各个铁路分监中心，所述信号集中监测站机被放置于铁路总监测中心。

所述第二总线包括：RS485总线、RS422总线中至少一种。

所述第一传感器为空调监控仪。

所述第二传感器包括：温度传感器、湿度传感器、温湿度传感器中的至少一种。

所述第三传感器包括：烟雾传感器、明火传感器、破碎传感器、门禁传感器、水浸传感器中的至少一种。

所述数据处理单元的开关量接口为光电隔离电路。

所述第一传感器、第二传感器、第三传感器布置在铁路信号机械室内的目标监测点位置。

有益效果：

本申请提出一种远程环境监测装置，主要针对温度、湿度、烟雾、水浸、玻璃破碎、明火、门磁等环境参数的采集与控制。通过在铁路信号机械室内合理分布环境监测传感器，科学的监测传感器实时数据，提高了维护人员工作效率，保证了信号设备正常运行，减少信号设备的故障率。经过测试，远程环境监测装置达到现场使用需求，能够真实智能反映出铁路信号机械室内温度、湿度、烟雾、侵入、浸水、明火等环境参数。

附图说明

图1为本申请实施例的远程环境监测装置原理框图；

图2为本申请实施例的远程环境监测主机原理框图；

图3为本申请实施例的远程环境监测主机外观示意图；

图4为本申请实施例的远程环境监测主机内部结构图；

图5为本申请实施例的远程监测网络拓扑结构图；

其中，1-远程环境监测主机外壳，2-塔式接口端子，3-数字拨码开关，4-显示单元，5-操作键盘，6.第一声光报警单元，7-第二声光报警单元，8-电源转换单元，9-数据处理单元，10-时钟单元，11-存储单元。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本公开作进一步说明。

信号机械室是行车重地，是铁路行车指挥中心。目前，用于行车控制的信号机、道岔、轨道电路等信号设备都是由信号机械室内的设备进行控制的，行车指挥人员也是通过信号设备下达行车指令，指挥行车的，可以说在高速、重载、高密度行车的现状下，离开了铁路信号设备，一切都不可想象。此外，随着铁路部门逐渐减员增效，许多车站和场所无人长期值守。信号机械室一旦发生高温、高湿、火灾、水浸等事件，将造成很大的安全隐患，影响行车安全，造成严重的安全事故。因此，为了信号设备的正常工作和行车安全，急需配置铁路信号机械室的环境监测装置，对机械室的环境进行实时动态远程监测，从而保证当出现安全隐患或突发事件(环境温度湿度超标、不明烟雾等)的时候，可提前预报警，并远程通知监测中心。

相关环境监测技术中，采用传统的人工查看方式，随着要求的不断提高，传统的方式已经不能满足要求。少数采用的环境监测设备，功能比较单一，报警信息不能实时上传，无自带显示功能，接口不够丰富，无法满足不同接口传感器的接入，扩展性差。

本实用新型的远程环境监测装置，将多种机械室内所必需的高精度传感器通过装置组成一个集合体，可以实现对信号机械室区域内各监测点的温度、湿度、烟感、水浸、门禁、玻璃破碎、火灾及空调参数进行实时动态监测采集和记录。

实施例：

所述远程环境监测装置，如图1所示，包括：远程环境监测主机，以及不同类型的第一传感器、第二传感器、第三传感器；

远程环境监测主机的第一接口与第一总线连接，所述第一总线与第一传感器的输出接口连接；远程环境监测主机的第二接口与第二总线连接，所述第二总线与所述第二传感器的输出接口连接；远程环境监测主机的第三接口与第三传感器的输出接口连接；

所述远程环境监测主机的第一接口为接收和发送第一总线通讯信号的接口；所述远程环境监测主机的第二接口为接收和发送第二总线通讯信号的接口；所述远程环境监测主机的第三接口为接收开关量的接口。

本实用新型主要用来解决铁路信号机械室环境的监测，将多种机械室内所必需的高精度传感器通过装置组成一个集合体，克服了现有应用监测功能单一的问题。

所述远程环境监测主机，如图2所示包括：数据处理单元、显示单元、存储单元、时钟单元、工作电源单元、电源转换单元、电源输出单元；

所述数据处理单元的第一总线接口与第一接口连接，所述数据处理单元的第二总线接口与第二接口连接，所述数据处理单元的开关量接口与第三接口连接；所述数据处理单元的显示数据输出接口与显示单元的显示数据接收接口连接；所述数据处理单元的存储数据输出接口与存储单元的存储接收接口连接；所述数据处理单元的时钟控制接口与时钟单元的指令接收接口连接；所述数据处理单元的电源接口与工作电源单元的供电接口连接；所述工作电源单元的电源输入接口与所述电源转换单元的第一电源输出接口连接；所述电源转换单元的第二电源输出接口与电源输出单元的第三电源输出接口连接，所述电源输出单元的第三电源输出接口分别与所述第一传感器的第一电源接口、第二传感器的第二电源接口、第三传感器的第三电源接口连接。

所述的远程环境监测装置，如图1所示，还包括监测通信分机和信号集中监测站机，所述数据处理单元的第一总线接口与监测通信分机的总线接口连接，所述监测通信分机的以太网接口与信号集中监测站机连接。

本实施例中，如图5所示，所述远程环境监测主机设置于铁路信号机械室，所述监测通信分机设置于各个铁路分监中心，所述信号集中监测站机被放置于铁路总监测中心。所述第一传感器、第二传感器、第三传感器布置在铁路信号机械室内的目标监测点位置。本实用新型涉及的远程环境监测装置以铁路专业通信基础平台为依托，并通过监测网络连接构成网络系统，进而实现远程环境监测的目的。整合机械室的信号集中监测站机(即远程环境监测主机)、监测通信分机、环境监测分机、以及各种高精度传感器，完成上述功能。

本实施例的远程环境监测装置解决了现有装置中不可多机联网、远程访问的问题，尤其对无人值守铁路车站的信号机械室环境，本实施例的远程环境监测装置实现了远程访问，信号集中监控，并且能够多台远程环境监测装置与一台监测通信分机连接，在各个铁路分监中心可以通过监测通信分机远程监测各种传感器采集的环境信息，同样的，在铁路总监测中心通过所述信号集中监测站机能够查看各个铁路分监中心的各种传感器采集的环境信息，以实现多机联网，远程访问。

其中，每一类型的传感器可以采用多个，本实施例中，第一传感器为空调监控仪，通过第一总线是的空调监控仪与远程环境监测主机连接，本实施例中第一总线为CAN总线，实际应用中可以采用其他总线的方式进行连接，以便扩展其他通信接口使得各种类型的传感器均能与本实用新型中的远程环境监测主机连接，将空调的运行参数上传到远程环境监测主机，远程环境监测主机根据上传的空调的运行参数进行全面监控，并且能够实现远程控制空调的温度、湿度及参数设备和开关机。本实施例中所述第二传感器包括：温度传感器、湿度传感器、温湿度传感器中的至少一种。通过第二总线使得各温度传感器、湿度传感器或温湿度传感器与远程环境监测主机连接，本实施例中第二总线为RS485总线、RS422总线中至少一种，同样的实际应用中可以采用其他总线的方式进行连接，以便扩展其他通信接口使得各种类型的传感器均能与本实用新型中的远程环境监测主机连接，各个温度传感器、湿度传感器或温湿度传感器将温湿度参数上传到远程环境监测主机，远程环境监测主机将温湿度参数通过监测通信分机，上传给信号集中监测站机，使得铁路总监测中心以及铁路分监测中心中的工作人员远程监测到铁路信号机械室环境情况。本实施例中，第三传感器包括：烟雾传感器、明火传感器、破碎传感器、门禁传感器、水浸传感器中的至少一种，远程环境监测主机的第三接口即接收开关量的接口与各烟雾传感器、明火传感器、破碎传感器、门禁传感器或水浸传感器的输出端连接，远程环境监测主机采集烟雾、水浸、玻璃破碎、明火、门磁等环境参数，并将采集到的环境参数上传到监测通信分机，再由监测通信分机上传到信号集中监测站机。远程环境监测主机的数据处理单元将采集到的各种环境参数通过远程环境监测主机中的存储单元进行存储；本实施例中远程环境监测主机的电源转换单元用于将接入的24V直流电转换为不同电压，通过工作电源单元远程环境监测主机供电，同时通过电源输出单元为各种传感器提供电源。远程环境监测主机的时钟单元用于为远程环境监测主机与网络之间的同步。在本实施例中远程环境监测主机通过CAN总线、RS485(或RS422)总线、开关量输入、输出及可扩充的其他通信接口，能够配置相应的功能，进行实时数据采集及传输，满足了现场多种智能传感器的接入，能兼容各类传感器，实现第三方接入，达到多功能现地集成效果。在本实施例中，远程环境监测主机的第三接口，即接收开关量的接口采用光电隔离电路，具有强抗干扰能力。

在具体实施中，根据上述原理可以设计出远程环境监测主机，并不局限于如下公开的实施方式，凡符合上述原理设计的远程环境监测主机均属于本申请保护范围。如图3、图4给出了远程环境监测主机外观图以及内部布局结构图，远程环境监测主机包括：远程环境监测主机外壳1，在远程环境监测主机外壳1上还设置了塔式接口端子2、数字拨码开关3、显示单元4、操作键盘5、第一声光报警单元6以及第二声光报警单元6，其中，第一声光报警单元6以及第二声光报警单元7进行组合实现声光报警功能，第一传感器、第二传感器以及第三传感器分别通过塔式接口端子2与远程环境监测主机内部的第一接口、第二接口、第三接口连接；数字拨码开关3用于启动程环境监测主机，显示单元4用于显示各种传感器传递过来的数据。图4给出了远程环境监测主机内部结构，包括：塔式接口端子2、显示单元4、操作键盘5、第一声光报警单元6以及第二声光报警单元7、电源转换单元8，数据处理单元9，时钟单元10，存储单元11。在现场通过标准安装组件将远程环境监测主机安装在设备组合架上，并把各适配型号的传感器(包括多个第一传感器、第二传感器、第三传感器)定点布置在机械室内目标监测点位置，选用符合国标的规格为RVZR42x0.15阻燃塑料软线，铺设在机械内预置的抗干扰行线槽中，引接到远程环境监测主机的高可靠性的塔式接口端子2上，同时通过远程环境监测主机的第一接口(本实施例采用的是CANBUS端口)引接至监测通信分机，并通过通信分机的以太网接口接入路局网络，实现了远程数据访问。本实施例符合铁路标准定型组合安装结构，安装尺寸及孔距均符合铁路标准，易于更换，兼容性好。其中，所述远程环境监测主机设置于铁路信号机械室，所述监测通信分机设置于各个铁路分监中心，所述信号集中监测站机被放置于铁路总监测中心。

进一步地，本实施例在实现上述远程环境监测功能的基础上，还能够进一步实现预警功能，所述远程环境监测装置还包括：声光报警单元，所述数据处理单元的报警命令输出接口与声光报警单元的报警命令接收接口连接。当第二传感器为温度传感器、湿度传感器时，各个温度传感器、湿度传感器或温湿度传感器将温湿度参数上传到远程环境监测主机，远程环境监测主机生成根据所采集的温湿度参数生成预警信号。在实际应用中，通过基准阈值进行判断，确定是否发送报警信号。若超过基准阈值则将报警信号发送到远程环境监测主机的声光报警单元和显示单元，其中，通过基准阈值进行判断为现有技术中常用的方法，基准阈值的设置可以根据实际需求设定。一些情况下还能够将温湿度参数以及报警信号通过监测通信分机，上传给信号集中监测站机，使得铁路总监测中心以及铁路分监测中心中的工作人员远程监测到铁路信号机械室环境情况。

类似的，当第三传感器包括：烟雾传感器、明火传感器、破碎传感器、门禁传感器、水浸传感器中的至少一种时，远程环境监测主机采集烟雾、水浸、玻璃破碎、明火、门磁等环境参数，并将采集到的环境参数上传到监测通信分机，再由监测通信分机上传到信号集中监测站机，远程环境监测主机的数据处理单元根据采集到的各种环境参数生成预警信号。例如，对采集到的各种环境参数进行滤波、信号回归，得到信号的变化趋势，建立各自的信号幅度满足期待误差阈值的数学模型，用数学模型预测事件的发展动态，得到预警信号，所述滤波、信号回归、数学模型的建立过程均为现有的常用技术方法。将采集到的各种环境参数以及预警信号通过远程环境监测主机中的存储单元进行存储，当需要预警的时候通过远程环境监测主机中的声光报警单元与显示单元进行预警。

基于上述，本实施例的装置还可以根据所收集到的环境数据与设定的各种环境数据的基准阈值来生成报警信号，在对报警信号进行输出的同时，生成相应环境监控处理方案的提示信号。各个传感器通过相应的通信接口，将环境信息送给数据处理单元，数据处理单元能够对报警信息做出相应处理，例如显示和记录。通过监测通信分机可以查看各种环境参数。在一些情况下，还可以根据前述基准阈值来生成报警信号进行预报警和上传相应报警信息，采用高性能的单片机数据处理技术，使各种传感器协调工作，实时接收处理大量数据，生成报警信号，上传事件信息及各种环境参数。配置丰富的数字及通信接口，满足不同传感器的接口条件，提高了系统的通用性及可现地扩展性。该装置还能够与监测通信分机进行通讯，进而将数据上传到信号集中监测站机中，可实现远程机械室的环境监测。

本实施例提出了一种远程环境监测装置，将不同类型的传感器，分别通过第一总线、第二总线以及第三总线分别与远程环境监测主机连接；本实施例的远程环境监测装置能够真实地反映出铁路信号机械室内温度、湿度、烟雾、侵入、浸水、明火等环境参数，并实现了远程环境监测。

本公开中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

本公开的保护范围不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本公开进行各种改动和变形而不脱离本公开的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本公开权利要求及其等同技术的范围，则本公开的意图也包含这些改动和变形在内。

Claims (6)

1.一种远程环境监测装置，其特征在于，所述远程环境监测装置，包括：远程环境监测主机，以及不同类型的第一传感器、第二传感器、第三传感器；

远程环境监测主机的第一接口与第一总线连接，所述第一总线与第一传感器的输出接口连接；远程环境监测主机的第二接口与第二总线连接，所述第二总线与所述第二传感器的输出接口连接；远程环境监测主机的第三接口与第三传感器的输出接口连接；

所述远程环境监测主机的第一接口为接收和发送第一总线通讯信号的接口；所述远程环境监测主机的第二接口为接收和发送第二总线通讯信号的接口；所述远程环境监测主机的第三接口为接收开关量的接口；

第一总线为CAN总线；

所述第二总线包括：RS485总线、RS422总线中至少一种；

所述第一传感器为空调监控仪；

所述第二传感器包括：温度传感器、湿度传感器、温湿度传感器中的至少一种；

所述第三传感器包括：烟雾传感器、明火传感器、破碎传感器、门禁传感器、水浸传感器中的至少一种；

每一类型的传感器采用多个。

2.根据权利要求1所述的远程环境监测装置，其特征在于，所述远程环境监测主机包括：数据处理单元、显示单元、存储单元、时钟单元、工作电源单元、电源转换单元、电源输出单元；

所述数据处理单元的第一总线接口与第一接口连接，所述数据处理单元的第二总线接口与第二接口连接，所述数据处理单元的开关量接口与第三接口连接；所述数据处理单元的显示数据输出接口与显示单元的显示数据接收接口连接；所述数据处理单元的存储数据输出接口与存储单元的存储接收接口连接；所述数据处理单元的时钟控制接口与时钟单元的指令接收接口连接；所述数据处理单元的电源接口与工作电源单元的供电接口连接；所述工作电源单元的电源输入接口与所述电源转换单元的第一电源输出接口连接；所述电源转换单元的第二电源输出接口与电源输出单元的第三电源输出接口连接，所述电源输出单元的第三电源输出接口分别与所述第一传感器的第一电源接口、第二传感器的第二电源接口、第三传感器的第三电源接口连接。

3.根据权利要求2所述的远程环境监测装置，其特征在于，还包括监测通信分机和信号集中监测站机，所述数据处理单元的第一总线接口与监测通信分机的总线接口连接，所述监测通信分机的以太网接口与所述信号集中监测站机连接。

4.根据权利要求3所述的远程环境监测装置，其特征在于，所述远程环境监测主机设置于铁路信号机械室，所述监测通信分机设置于各个铁路分监中心，所述信号集中监测站机被放置于铁路总监测中心。

5.根据权利要求2所述的远程环境监测装置，其特征在于，所述数据处理单元的开关量接口为光电隔离电路。

6.根据权利要求1所述的远程环境监测装置，其特征在于，所述第一传感器、第二传感器、第三传感器布置在铁路信号机械室内的目标监测点位置。