專利名稱：基于gsm-r系統(tǒng)的無線傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線傳感器領(lǐng)域，尤其涉及一種基于GSM-R系統(tǒng)的無線傳感器。
背景技術(shù)：
針對鐵路軌道結(jié)構(gòu)尤其是重載鐵路軌道可能存在的安全隱患，而且部分 鐵路線路處于人煙稀少的高原、山區(qū)，傳統(tǒng)檢測方法不能及時掌握軌道結(jié)構(gòu) 損傷狀態(tài)等問題，需要對鐵路的軌道進行實時的檢測，同時，對檢測結(jié)果能 進行無線設(shè)備的自動傳輸和遠程控制，而不需要工程人員親自對軌道進行檢 測。
GSM-R通信技術(shù)起源于歐洲，目前在德國、瑞士、荷蘭、意大利等國家 均已進入商業(yè)運用。由于GSM-R具有適應(yīng)鐵路運輸特點的功能優(yōu)勢，以及更 符合通信信號一體化技術(shù)發(fā)展的需要，因此鐵道部于2000年底正式確定將 GSM-R作為我國鐵路專用通信的發(fā)展方向，在GSM公眾移動通信系統(tǒng)平臺 上增加鐵路運輸專用調(diào)度通信功能。

發(fā)明內(nèi)容
(一) 要解決的技術(shù)問題
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種實時無線的鐵路軌道結(jié)構(gòu)監(jiān) 測工具，并能與我國鐵路軌道的現(xiàn)行通信系統(tǒng)兼容，從而對軌道結(jié)構(gòu)參量進 行實時地測量、收集并無線傳輸。
(二) 技術(shù)方案
為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種無線傳感器，該傳感器集成了射頻 信號發(fā)射機和傳感器，傳感器對鐵路軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行測量，無線發(fā)射機 將傳感器采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到基站，基站再對數(shù)據(jù)進行整理，通過互聯(lián)網(wǎng)或者 信號衛(wèi)星傳送到遠程用戶端。
上述方案中，所述傳感器為開關(guān)數(shù)字式傳感器，測量位移、角度等參量， 測量結(jié)果為數(shù)字信號，可以直接輸出到發(fā)射機。
上述方案中，所述發(fā)射機工作于GSM-R通信系統(tǒng)下，使用頻率為 900MHz，包括調(diào)制器、上變頻器、功率放大器和濾波器。
(三) 有益效果
從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果
1、 本發(fā)明提供的這種無線傳感器可以對鐵路軌道結(jié)構(gòu)進行實時無線監(jiān)
2、 本發(fā)明提供的這種無線傳感器的信號發(fā)射機是基于GSM-R設(shè)計的， 因此該無線傳感器可以在現(xiàn)行的鐵路通信系統(tǒng)GSM-R下運行。
3、 本發(fā)明提供的這種無線傳感器采用的傳感器為開關(guān)數(shù)字式的，輸出信 號為數(shù)字信號，不需要數(shù)模轉(zhuǎn)換器，直接可以被發(fā)射機傳送，節(jié)省了設(shè)備和 成本。


圖l是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖2是開關(guān)數(shù)字式傳感器的原理圖3是無線射頻發(fā)射機拓撲圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施 例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是眾多的傳感器通過無線通信的方式，相互聯(lián)系，處理、 傳遞信息的網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、分布式信息 處理技術(shù)和通信技術(shù)，可以實時監(jiān)測、感知和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種環(huán) 境或監(jiān)測對象的信息，并對這些信息進行處理，傳送給所需用戶。無線傳感 器網(wǎng)絡(luò)在軍事、工業(yè)、交通、安全、醫(yī)療、探測以及家庭和辦公環(huán)境等很多 方面都有著廣泛的用途，其研究、開發(fā)和應(yīng)用，關(guān)系到國家安全、經(jīng)濟發(fā)展 等各個重大方面，近年來在國際上引起了廣泛的重視和投入。
本發(fā)明所述的無線傳感器包含傳感器部分和無線發(fā)射機部分。其系統(tǒng)框
圖如圖1所示。傳感器對現(xiàn)場的鐵路軌道結(jié)構(gòu)進行數(shù)據(jù)采集，由于使用的是 數(shù)字式傳感器，可以直接輸出數(shù)字信號，并傳送到發(fā)射機，發(fā)射機將信號經(jīng)
過調(diào)制和放大，通過天線發(fā)射到GSM-R通信系統(tǒng)的基站，并進一步經(jīng)過互聯(lián) 網(wǎng)或者通信衛(wèi)星傳送到遠程的用戶端。
本發(fā)明采用的開關(guān)數(shù)字式傳感器基本原理如圖2所示。它含有固定在產(chǎn) 生相對位移的一個物體上的一條代表刻度的柵格帶(A、 B、 C)，該柵格帶上
的柵格是可導(dǎo)電的，其中每一個柵格均串接在一個電源回路中，該電源回路 在柵格所在位置是斷開的；還含有一個固定在所述產(chǎn)生相對位移的另一個物 體上的一個開關(guān)部件(D)，該開關(guān)部件能夠隨著兩個物體產(chǎn)生的相對位移， 移至柵格帶上的柵格處，使得該柵格所在的回路導(dǎo)通，并從該回路上輸出電 信號，該電信號經(jīng)過處理后表示出兩個物體的相對位移量[l]。如圖2所示的 柵格帶中，A表示十位，而C表示個位，輸出的位移量均為數(shù)字信號，無需 A/D變換。
本發(fā)明所采用的信號發(fā)射機工作在900MHz，包含信號調(diào)制器、上變頻器、 功率放大器和濾波器。首先，用本振信號對基帶信號(即傳感器輸出的信號) 進行一次混頻，經(jīng)過帶通濾波器后，再進行二次混頻和帶通濾波，即可得到 上變頻后的載頻信號，經(jīng)過功率放大后從天線發(fā)射。采用兩次頻率調(diào)制的優(yōu) 點是，可以使本振頻率與調(diào)制頻率不同，這樣發(fā)射的頻率與本振頻率相差很 遠，不易發(fā)生強信號對本振頻率的牽引。該發(fā)射機結(jié)構(gòu)如圖3所示。
以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了 進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已， 并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等 同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。 參考文獻發(fā)明專利開關(guān)式數(shù)字位移傳感器，陳輪，申請?zhí)?00510011955.8
權(quán)利要求
1、一種基于GSM-R的無線傳感器，其特征在于，該傳感器包含傳感器和射頻信號發(fā)射機。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GSM-R的無線傳感器，其特征在于，所述 傳感器采用開關(guān)數(shù)字式，輸出數(shù)字信號，不需要數(shù)模轉(zhuǎn)換，可以直接被發(fā)射 機傳送。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GSM-R的無線傳感器，其特征在于，所述 射頻信號發(fā)射機基于GSM-R系統(tǒng)設(shè)計，因而可以直接用于我國現(xiàn)行的鐵路通 信標準系統(tǒng)中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于GSM-R移動通信系統(tǒng)的無線傳感器。該傳感器能夠?qū)崟r感知和采集鐵路軌道結(jié)構(gòu)參量的信息，并對這些信息進行實時的無線傳輸，提供遠程用戶控制端詳盡而準確的信息，提升鐵路軌道結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)的信息化水平，保證運營安全。
文檔編號B61K9/08GK101353045SQ200810126709
公開日2009年1月28日 申請日期2008年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月20日
發(fā)明者吳茹菲, 洪何清 申請人:洪何清;吳茹菲