專利名稱：軌道溫度位移自動(dòng)測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種溫度位移自動(dòng)測量系統(tǒng)，特別涉及一種軌道溫度位移自動(dòng)測量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
軌道交通(如地鐵、輕軌、火車等)有的是在高架和橋梁上鋪設(shè)鐵(鋼)軌，列車在軌道上運(yùn)行。目前鐵(鋼)軌都是由很多根長軌連接而成。由于單根長軌的長度比較長，有的甚至達(dá)到了4000M的長度。由于鐵(鋼)軌的熱脹冷縮，夏天一天的溫差就比較大，這就可能存在著對高架和橋梁的安全隱患。故對軌道能夠及時(shí)地進(jìn)行溫度位移的測量是比較重要的。
在先技術(shù)中，是工人帶著溫度儀和位移測試儀到達(dá)被測點(diǎn)的現(xiàn)場直接進(jìn)行測量。人工現(xiàn)場進(jìn)行測量時(shí)，測量人員要經(jīng)過很長的距離才能到達(dá)被測點(diǎn)。隨著軌道交通的發(fā)展，列車運(yùn)行的速度提高，每趟列車運(yùn)行間隔的縮短。在列車運(yùn)行密度提高的情況下，人工檢測幾乎無法完成這樣危險(xiǎn)性的工作。而且不能實(shí)時(shí)地反饋測量的數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為了克服在先技術(shù)中，用人工檢測軌道溫度和位移變化的缺陷，提供一種軌道溫度位移自動(dòng)測量系統(tǒng)，能夠自動(dòng)測量、自動(dòng)讀取數(shù)據(jù)、自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、自動(dòng)查詢數(shù)據(jù)、自動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)和顯示數(shù)據(jù)。
本實(shí)用新型為了達(dá)到上述的目的，所采取的技術(shù)措施是使它包含能夠固定在軌道上的兩個(gè)溫度傳感器，兩個(gè)位移傳感器，分別與兩個(gè)溫度傳感器和兩個(gè)位移傳感器相連的微處理器，通過數(shù)據(jù)傳輸線與微處理器相連的無線數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)，通過因特網(wǎng)(Internet)和通訊協(xié)議與無線數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)相連的建立在計(jì)算機(jī)內(nèi)的用于發(fā)送索取數(shù)據(jù)請求、接收數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、查詢數(shù)據(jù)和顯示數(shù)據(jù)的綜合服務(wù)器。
所述的微處理器是用于采集溫度傳感器和位移傳感器所檢測到溫度和位移的數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)的單板機(jī)。
所述的無線數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)是利用通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，建立的帶有串行數(shù)據(jù)接口、RS232接口，或RS422接口，或RS485接口，或以太網(wǎng)接口。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息透明傳輸。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳送單元(DTU)。
所述的通過因特網(wǎng)(Internet)和通訊協(xié)議與無線數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)相聯(lián)的建立在計(jì)算機(jī)內(nèi)的用于發(fā)送索取數(shù)據(jù)請求、接收數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、查詢數(shù)據(jù)和顯示數(shù)據(jù)的綜合服務(wù)器包含數(shù)據(jù)服務(wù)器，與數(shù)據(jù)服務(wù)器相聯(lián)的數(shù)據(jù)庫，分別與數(shù)據(jù)服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫相聯(lián)的含有瀏覽部分的服務(wù)器網(wǎng)站。
綜合服務(wù)器中所包含的數(shù)據(jù)接收服務(wù)器一是用于通過因特網(wǎng)(Internet)和無線數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)發(fā)送索取數(shù)據(jù)的請求；二是用于通過無線數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)和因特網(wǎng)接收從微處理器發(fā)出的包含溫度、位移、時(shí)間和被測點(diǎn)位置的數(shù)據(jù)包。
所述的綜合服務(wù)器中的數(shù)據(jù)服務(wù)器與無線數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)的通訊協(xié)議是包含溫度、位移、時(shí)間和被測點(diǎn)位置的客戶數(shù)據(jù)包的通訊協(xié)議。
如上述的結(jié)構(gòu)，微處理器定時(shí)從兩對溫度傳感器和位移傳感器上接收到軌道上的溫度和位移的信號(hào)，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)(A/D)，并存儲(chǔ)此包含溫度、位移、時(shí)間和被測點(diǎn)位置的數(shù)據(jù)包。當(dāng)微處理器接到發(fā)送索取數(shù)據(jù)包的請求時(shí)，通過數(shù)據(jù)傳輸線和無線數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)，利用無線數(shù)據(jù)傳遞系統(tǒng)的通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS-General packet Radio Service)網(wǎng)與因特網(wǎng)-Internet的聯(lián)接，將其數(shù)據(jù)包傳送到綜合服務(wù)器上；綜合服務(wù)器內(nèi)的數(shù)據(jù)服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)包后，經(jīng)過確認(rèn)后將其數(shù)據(jù)包儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫中。服務(wù)器(Web)站點(diǎn)從數(shù)據(jù)庫中查詢數(shù)據(jù)，可以在瀏覽器上瀏覽其數(shù)據(jù)包；綜合服務(wù)器內(nèi)的數(shù)據(jù)服務(wù)器定時(shí)通過Internet網(wǎng)和無線數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)向微處理器發(fā)出索取數(shù)據(jù)包的請求，也可以應(yīng)服務(wù)器(Web)站點(diǎn)的請求，隨時(shí)向微處理器發(fā)出發(fā)送索取數(shù)據(jù)包的請求。微處理器接到發(fā)送索取數(shù)據(jù)包的請求后，即時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)包。
本實(shí)用新型的軌道溫度位移自動(dòng)測量系統(tǒng)效益顯著。
本實(shí)用新型的自動(dòng)測量系統(tǒng)中，包含的一對溫度傳感器和一對位移傳感器分別固定在兩條鐵(鋼)軌的被測點(diǎn)上，與其連接的微處理器實(shí)時(shí)能夠從溫度傳感器和位移傳感器上接收到溫度和位移的數(shù)據(jù)。綜合服務(wù)器隨時(shí)可以獲得被測點(diǎn)上的包含溫度、位移、時(shí)間和被測點(diǎn)位置的數(shù)據(jù)包?？蛻舳?即服務(wù)器網(wǎng)站隨時(shí)可以瀏覽到軌道被測點(diǎn)上的溫度和位移的變化。完全達(dá)到了自動(dòng)測量，自動(dòng)索取數(shù)據(jù)，自動(dòng)接收數(shù)據(jù)，自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，自動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)和顯示數(shù)據(jù)的目的。整體自動(dòng)測量系統(tǒng)的操作使用，比在先技術(shù)的人工現(xiàn)場測量方便、安全、可靠，并能實(shí)時(shí)返回測量的數(shù)據(jù)。


圖1是本實(shí)用新型的軌道溫度位移自動(dòng)測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1中微處理器3的流程圖。
圖3是對軌道上一個(gè)被測點(diǎn)檢測的流程圖。
圖4是對軌道上設(shè)立的所有被測點(diǎn)檢測的流程圖。
圖5是綜合服務(wù)器接收數(shù)據(jù)的流程圖。
圖6是綜合服務(wù)器上服務(wù)器網(wǎng)站上瀏覽數(shù)據(jù)的流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型軌道溫度位移自動(dòng)測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
如圖1所示。本實(shí)用新型的軌道溫度位移自動(dòng)測量系統(tǒng)它包含第一、二溫度傳感器1、5。第一、二位移傳感器2、4。分別與第一、二溫度傳感器1、5和第一、二位移傳感器2、4相連的微處理器3。一端與微處理器3相連的數(shù)據(jù)傳輸線6，與數(shù)據(jù)傳輸線6另一端相連的無線數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)7，通過Internet網(wǎng)8與無線數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)7相連的綜合服務(wù)器9。
所述的第一、二溫度傳感器1、5是電阻式結(jié)構(gòu)的傳感器，或者是電感式結(jié)構(gòu)的傳感器，或者是集成式結(jié)構(gòu)的傳感器。
所述的第一、二位移傳感器2、4是直線位移式結(jié)構(gòu)的傳感器，或者是繞線位移式結(jié)構(gòu)的傳感器。
如圖1中所示，使用本實(shí)用新型的自動(dòng)測量系統(tǒng)時(shí)，將第一溫度和第一位移傳感器1、2置于一條鐵(鋼)軌GD1；將第二溫度和第二位移傳感器4、5置于另一條鐵(鋼)軌GD2上。
所述的微處理器3是用于接收兩個(gè)溫度傳感器1、5和兩個(gè)位移傳感器2、4所檢測的溫度和位移的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)的單板機(jī)。如圖2所示。單板機(jī)的流程是開始啟動(dòng)后，啟動(dòng)定時(shí)機(jī)制，即每間隔一定時(shí)間采集一次數(shù)據(jù)。例如，本實(shí)施例中定為每間隔5分鐘采集一次數(shù)據(jù)，即每間隔5分鐘從溫度和位移傳感器上讀取一次數(shù)據(jù)。讀取數(shù)據(jù)后進(jìn)行處理數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)包括首先將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)，再進(jìn)行系統(tǒng)誤差的校正，最后取14位數(shù)據(jù)再將其變成二進(jìn)制，包括溫度、位移、時(shí)間和被測點(diǎn)的位置打包后存入數(shù)據(jù)庫。當(dāng)接到發(fā)送索取數(shù)據(jù)包的請求時(shí)，再將數(shù)據(jù)包發(fā)送至下綜合服務(wù)器中。
本實(shí)施例中單板機(jī)采用應(yīng)答式發(fā)送數(shù)據(jù)，即接收到發(fā)送數(shù)據(jù)的請求后，才即時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)。具體的結(jié)構(gòu)是在單板機(jī)中裝有CD4051模似信號(hào)切換芯片，執(zhí)行溫度和位移信號(hào)的切換；與CD4051芯片輸出端相連的TLC7135C芯片，它是4位半雙積分A/D轉(zhuǎn)換器芯片，將接收的溫度和位移的模似信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)；與TLC7135芯片輸出端相連的ATMEL51系列單片機(jī)芯片，它對數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)誤差校正的計(jì)算，取14位數(shù)據(jù)，用二進(jìn)制，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，接收發(fā)送索取信號(hào)請求后，發(fā)送數(shù)據(jù)。
所述的無線數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)7是利用通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，建立的帶有串行數(shù)據(jù)接口、RS232接口，或RS422接口，或RS485接口，或以太網(wǎng)接口的，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息透明傳輸，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)虛似數(shù)據(jù)專用網(wǎng)的數(shù)據(jù)單元(DTU)。
本實(shí)施例中，無線數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)采用H7118 GPRS DTU系統(tǒng)(由中國 深圳市宏電技術(shù)開發(fā)有限公司提供的)。帶有RS485接口。與之匹配的數(shù)字傳輸線6也是采用RS485的傳輸線。
所述的綜合服務(wù)器9是建立在計(jì)算機(jī)內(nèi)，用于發(fā)送索取數(shù)據(jù)請求、接收數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、查詢數(shù)據(jù)和顯示數(shù)據(jù)(即瀏覽數(shù)據(jù))。它包含數(shù)據(jù)服務(wù)器901，與數(shù)據(jù)服務(wù)器901相連的數(shù)據(jù)庫902，分別與數(shù)據(jù)服務(wù)器901和數(shù)據(jù)庫902相連的包含瀏覽部分904的服務(wù)器網(wǎng)站(Web網(wǎng)站)903。
所述的數(shù)據(jù)服務(wù)器901通過Internet網(wǎng)與用戶數(shù)據(jù)包(UDP)通訊協(xié)議和DTU進(jìn)行連接。數(shù)據(jù)服務(wù)器901與DTU所采用的通訊協(xié)議是用戶數(shù)據(jù)包(UDP)通訊協(xié)議，也就是說以數(shù)據(jù)服務(wù)器901為通訊的服務(wù)端，DTU為通訊的客戶端。其流程如圖3、圖4所示。
圖3是綜合服務(wù)器9中數(shù)據(jù)服務(wù)器901對軌道上一個(gè)被測點(diǎn)發(fā)送索取上行數(shù)據(jù)包請求的流程。數(shù)據(jù)服務(wù)器901上設(shè)有定時(shí)啟動(dòng)機(jī)制，也就是說每間隔一定時(shí)間，發(fā)出一次索取數(shù)據(jù)的請求信號(hào)。例如在本實(shí)施例中，設(shè)為每隔5分鐘發(fā)出一次索取數(shù)據(jù)包的請求信號(hào)。當(dāng)然，數(shù)據(jù)服務(wù)器901也可以根據(jù)服務(wù)器網(wǎng)站903的請求，隨時(shí)發(fā)出索取數(shù)據(jù)包的請求信號(hào)。如圖3的流程，數(shù)據(jù)服務(wù)器901每間隔一定時(shí)間，觸發(fā)發(fā)送索取數(shù)據(jù)包的請求使其發(fā)送索取上行數(shù)據(jù)包的請求，發(fā)出請求后，是否接收到發(fā)來的上行數(shù)據(jù)包？如果接到上行數(shù)據(jù)包，即發(fā)送下行數(shù)據(jù)包；如果沒有收到上行數(shù)據(jù)包，再等待。收到下行數(shù)據(jù)包后，結(jié)束這一被測點(diǎn)一次的檢測。
所述的數(shù)據(jù)包包含溫度、位移、時(shí)間和被測點(diǎn)位置的數(shù)據(jù)。上行數(shù)據(jù)包是指數(shù)據(jù)服務(wù)器901接收的從UDP發(fā)來的數(shù)據(jù)包。下行數(shù)據(jù)包是指數(shù)據(jù)服務(wù)器901發(fā)送及存到數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)包。
圖4是數(shù)據(jù)服務(wù)器901對軌道上所有被測點(diǎn)發(fā)送索取上行數(shù)據(jù)包請求的流程。首先啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)間，即啟動(dòng)對軌道上所有被測點(diǎn)上的微處理器的定時(shí)時(shí)間，觸發(fā)定時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，然后依次循環(huán)上述圖3中對一個(gè)被測點(diǎn)的檢測流程，接收設(shè)置在每個(gè)被測點(diǎn)上的微處理器所檢測到的上行數(shù)據(jù)包，并判定數(shù)據(jù)包中的被測點(diǎn)的位置和時(shí)間。
圖5是數(shù)據(jù)服務(wù)器901接收數(shù)據(jù)包的流程。開始，首先DTU通過用戶數(shù)據(jù)包(UDP-User Datagran Protocol)通訊協(xié)議觸發(fā)數(shù)據(jù)服務(wù)器901接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)服務(wù)器901接收上行數(shù)據(jù)包后，進(jìn)行驗(yàn)證是否是所要索取的上行數(shù)據(jù)包？如果是，即通過驗(yàn)證，寫入數(shù)據(jù)庫902中；數(shù)據(jù)庫902接到的服務(wù)器(Web)網(wǎng)站903的查詢數(shù)據(jù)后，發(fā)送索取的下行數(shù)據(jù)包。
圖6是服務(wù)器網(wǎng)站903中數(shù)據(jù)瀏覽部分904的流程。本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)瀏覽部分采用一般的瀏覽器/服務(wù)器(B/S-Brower/Server)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)構(gòu)成是在微軟視窗2000服務(wù)器系統(tǒng)(Win 2000Server)上的微軟結(jié)構(gòu)化查詢數(shù)據(jù)庫(SQLServer 2000)內(nèi)的因特網(wǎng)信息服務(wù)()的數(shù)據(jù)接收程序。即采用Win 2000Server+IIS+SQL Server；開發(fā)工具為ASP+VML結(jié)合。本實(shí)施例中，客戶端(用戶端)的瀏覽器要求internet 6.0，否則圖案將不能正確顯示。
如圖6所示。本實(shí)施例中，服務(wù)器網(wǎng)站903(客戶端)提交頁面申請—即查詢數(shù)據(jù)包的請求，從數(shù)據(jù)庫902中讀取所需要的數(shù)據(jù)包，對數(shù)據(jù)包進(jìn)行矢量可標(biāo)記語言(VML-Vector Markup language)處理，即畫出曲線，包括日期—鐵(鋼)軌溫度—伸縮位移量。并標(biāo)示出超過標(biāo)準(zhǔn)要求的信號(hào)警示設(shè)置。
權(quán)利要求1.一種軌道溫度位移自動(dòng)測量系統(tǒng)，它包含置于軌道上的溫度傳感器和位移傳感器，其特征在于包含能夠固定在軌道上的兩個(gè)溫度傳感器，兩個(gè)位移傳器，分別與兩個(gè)溫度傳感器和兩個(gè)位移傳感器相連的微處理器，通過數(shù)據(jù)傳輸線與微處理器相連的無線數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)，通過因特網(wǎng)和通訊協(xié)議與無線數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)相聯(lián)的建立在計(jì)算機(jī)內(nèi)的綜合服務(wù)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道溫度位移自動(dòng)測量系統(tǒng)，其特征在于所說的無線數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)是帶有串行數(shù)據(jù)接口，或RS232接口，或RS422接口，或RS485接口，或以太網(wǎng)接口的數(shù)據(jù)傳送單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道溫度位移自動(dòng)測量系統(tǒng)，其特征在于所說的溫度傳感器是電阻式結(jié)構(gòu)的傳感器，或者是電感式結(jié)構(gòu)的傳感器，或者是集成式結(jié)構(gòu)的傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道溫度位移自動(dòng)測量系統(tǒng)，其特征在于所說的位移傳感器是直線位移式結(jié)構(gòu)的傳感器，或者是繞線位移式結(jié)構(gòu)的傳感器。
專利摘要一種軌道溫度位移自動(dòng)測量系統(tǒng)，它包含置于軌道上的兩對溫度和位移傳感器，分別與其相連的微處理器，通過數(shù)據(jù)傳輸線與微處理器相連的無線數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)，通過因特網(wǎng)和通訊協(xié)議與無線數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)相連的建立在計(jì)算機(jī)內(nèi)，用于發(fā)送索取數(shù)據(jù)請求、接收數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、查詢和顯示數(shù)據(jù)的綜合服務(wù)器。本實(shí)用新型的自動(dòng)測量系統(tǒng)能夠自動(dòng)測量，自動(dòng)索取，自動(dòng)接收和存儲(chǔ)以及自動(dòng)查詢和顯示軌道溫度位移的數(shù)據(jù)。操作簡單方便，安全可靠。
文檔編號(hào)G01D21/02GK2814543SQ20052003923
公開日2006年9月6日 申請日期2005年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月25日
發(fā)明者金濤, 倪茂春, 張連營, 張志康 申請人:上海地鐵運(yùn)營科技發(fā)展有限公司