本實(shí)用新型是涉及一種遠(yuǎn)程采集鐵路軌道板溫度場(chǎng)參數(shù)的系統(tǒng)，屬于數(shù)據(jù)采集技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鐵路軌道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、平順性對(duì)列車運(yùn)行安全具有重大意義。軌道板在與外界進(jìn)行熱交換過程中，由于混凝土結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱率低，軌道板結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)呈非線性分布。在該豎向溫度梯度的作用下，軌道板的反復(fù)翹曲變形是導(dǎo)致軌道板4個(gè)端角處砂漿層傷損的主要原因，改變了動(dòng)荷載作用下軌道結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，影響軌道的平順性。此外，對(duì)縱連板式無(wú)砟軌道而言，軌道板溫度變形增加了縱向連續(xù)軌道結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性，增大了持續(xù)高溫下軌道板拱起的發(fā)生概率，威脅列車運(yùn)行安全，而曝露于大氣環(huán)境下的無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)會(huì)遭受隨外界環(huán)境變化而變化的溫度荷載作用。因此，需要同時(shí)采集太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、氣溫日變化幅度、日照時(shí)長(zhǎng)以及風(fēng)速等氣象參數(shù)及軌道結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度等影響軌道板溫度場(chǎng)的關(guān)鍵參數(shù)信息，以用于研究鐵路軌道的穩(wěn)定性和平順性，而這些數(shù)據(jù)的獲取是在服役的鐵路軌道上，不易直接讓工作人員定時(shí)測(cè)量，所以需要一種可以遠(yuǎn)程采集影響軌道板溫度場(chǎng)的關(guān)鍵參數(shù)的系統(tǒng)，但至今還未見相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品的報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述需求，本實(shí)用新型的目的是提供一種遠(yuǎn)程采集鐵路軌道板溫度場(chǎng)參數(shù)的系統(tǒng)，以滿足對(duì)鐵路軌道的穩(wěn)定性和平順性的研究需求。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種遠(yuǎn)程采集鐵路軌道板溫度場(chǎng)參數(shù)的系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能供電單元、主控單元、室外氣象參數(shù)采集單元、電源隔離單元、電磁隔離芯片、若干溫度采樣單元和遠(yuǎn)程服務(wù)器，所述太陽(yáng)能供電單元分別與主控單元、室外氣象參數(shù)采集單元及電源隔離單元相連接，所述電源隔離單元與每一個(gè)溫度采樣單元均相連接，每一個(gè)溫度采樣單元均通過485總線與電磁隔離芯片相連接及每一個(gè)溫度采樣單元均與設(shè)在軌道板下方的溫度傳感器相連接；所述電磁隔離芯片通過485總線或CAN總線與所述主控單元雙向通訊連接，并且，所述主控單元和室外氣象參數(shù)采集單元均通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程服務(wù)器分別通訊連接。

一種實(shí)施方案，所述太陽(yáng)能供電單元包括太陽(yáng)能電池板、光伏一體機(jī)和蓄電池組，所述太陽(yáng)能電池板與光伏一體機(jī)相連接，所述光伏一體機(jī)與蓄電池組相連接。

一種實(shí)施方案，所述主控單元具有DTU無(wú)線數(shù)據(jù)透?jìng)髂K。

作為優(yōu)選方案，所述主控單元為STM32F107VC處理器，采用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)(RTOS)。

作為優(yōu)選方案，所述主控單元還包括觸摸屏顯示單元和SD存儲(chǔ)卡。

一種實(shí)施方案，所述室外氣象參數(shù)采集單元包括室外環(huán)境溫度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、風(fēng)速傳感器及無(wú)線傳輸模塊。

作為優(yōu)選方案，所述電磁隔離芯片選用ADM2582E或ADM2587E芯片。

作為優(yōu)選方案，所述溫度采樣單元選用具有485總線接口、分時(shí)控制接口、485總線發(fā)送接口和485總線接收接口的STM8L系列單片機(jī)。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果在于：

本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了對(duì)影響軌道板溫度場(chǎng)的室外氣象和軌道結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度等關(guān)鍵參數(shù)的遠(yuǎn)程采集，為研究上述參數(shù)對(duì)鐵路軌道的穩(wěn)定性和平順性的影響提供了便捷途徑；另外，本實(shí)用新型通過采用隔離供電模式，使得整個(gè)系統(tǒng)具有抗干擾能力強(qiáng)，魯棒性好，維護(hù)成本低，采集信息精度高等優(yōu)點(diǎn)，具有明顯的實(shí)用價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型提供的一種遠(yuǎn)程采集鐵路軌道板溫度場(chǎng)參數(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實(shí)施例所述的太陽(yáng)能供電單元的原理框圖；

圖3為實(shí)施例所述的主控單元的原理框圖；

圖4為實(shí)施例所述的室外氣象參數(shù)采集單元的原理框圖；

圖5為實(shí)施例所述的溫度采樣單元的電路圖。

圖中標(biāo)號(hào)示意如下：1、太陽(yáng)能供電單元；11、太陽(yáng)能電池板；12、光伏一體機(jī)；13、蓄電池組；2、主控單元；21、無(wú)線數(shù)據(jù)透?jìng)髂K；22、STM32F107VC處理器；23、觸摸屏顯示單元；24、SD存儲(chǔ)卡；3、室外氣象參數(shù)采集單元；31、室外環(huán)境溫度傳感器；32、光照強(qiáng)度傳感器；33、風(fēng)速傳感器；34、無(wú)線傳輸模塊；4、電源隔離單元；5、電磁隔離芯片；6、溫度采樣單元；7、遠(yuǎn)程服務(wù)器；8、485總線；9、溫度傳感器。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步清楚、完整地描述。

實(shí)施例

如圖1所示：本實(shí)施例提供的一種遠(yuǎn)程采集鐵路軌道板溫度場(chǎng)參數(shù)的系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能供電單元1、主控單元2、室外氣象參數(shù)采集單元3、電源隔離單元4、電磁隔離芯片5、若干溫度采樣單元6和遠(yuǎn)程服務(wù)器7，所述太陽(yáng)能供電單元1分別與主控單元2、室外氣象參數(shù)采集單元3及電源隔離單元4相連接，所述電源隔離單元4與每一個(gè)溫度采樣單元6均相連接，每一個(gè)溫度采樣單元6均通過485總線8與電磁隔離芯片5相連接，及每一個(gè)溫度采樣單元6均與設(shè)在軌道板下方的溫度傳感器9相連接；所述電磁隔離芯片5通過485總線或CAN總線與所述主控單元2雙向通訊連接，并且，所述主控單元2和室外氣象參數(shù)采集單元3均通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程服務(wù)器7分別通訊連接。

如圖2所示：所述太陽(yáng)能供電單元1包括太陽(yáng)能電池板11、光伏一體機(jī)12和蓄電池組13，所述太陽(yáng)能電池板11與光伏一體機(jī)12相連接，所述光伏一體機(jī)12與蓄電池組13相連接。所述太陽(yáng)能供電單元1是本實(shí)用新型整個(gè)系統(tǒng)的電能來(lái)源，其中：太陽(yáng)能電池板11將光能轉(zhuǎn)換為電能輸送給光伏一體機(jī)12，由光伏一體機(jī)12進(jìn)行調(diào)節(jié)后，一方面直接輸出+8V電源分別為主控單元2和室外氣象參數(shù)采集單元3進(jìn)行供電，另一方面將多余電能輸送給蓄電池組13進(jìn)行蓄電，蓄電池組13可保證在夜間或陰雨天的系統(tǒng)用電需求。

如圖3所示：所述主控單元2具有DTU無(wú)線數(shù)據(jù)透?jìng)髂K21和STM32F107VC處理器22，觸摸屏顯示單元23和SD存儲(chǔ)卡24。所述主控單元2一方面將獲得的軌道板溫度信息通過DTU無(wú)線數(shù)據(jù)透?jìng)髂K21實(shí)時(shí)傳送到遠(yuǎn)程服務(wù)器7，另一方面對(duì)獲得的軌道板溫度信息存儲(chǔ)到SD存儲(chǔ)卡24中。

如圖4所示：所述室外氣象參數(shù)采集單元3包括室外環(huán)境溫度傳感器31、光照強(qiáng)度傳感器32、風(fēng)速傳感器33及無(wú)線傳輸模塊34，室外環(huán)境溫度傳感器31、光照強(qiáng)度傳感器32和風(fēng)速傳感器33將各自采集的數(shù)據(jù)通過無(wú)線傳輸模塊34實(shí)時(shí)傳送到遠(yuǎn)程服務(wù)器7。

如圖5所示：所述的溫度采樣單元6是基于超低功耗芯片STM8L型號(hào)單片機(jī)，具有485總線接口(管腳PD 3)、分時(shí)控制接口(管腳PD 4)、485總線發(fā)送接口(管腳PD 5)和485總線接收接口(管腳PD 6)。所述溫度采樣單元6采用隔離多節(jié)點(diǎn)分時(shí)復(fù)用總線監(jiān)測(cè)傳送模式，不同節(jié)點(diǎn)位于軌道板不同位置，以采集不同梯度下軌道板的溫度信息。為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，增強(qiáng)系統(tǒng)的魯棒性，每個(gè)節(jié)點(diǎn)均采用隔離供電模式，絕緣電壓等級(jí)為1KV以上，以保障每個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的無(wú)干擾采集。

所述電磁隔離芯片5優(yōu)選ADM2582E或ADM2587E芯片。

最后有必要在此指出的是：以上所述僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。