一種動(dòng)車(chē)組安全巡檢軌跡記錄儀的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種動(dòng)車(chē)組安全巡檢軌跡記錄儀，包括設(shè)置在殼體前端的燈頭、設(shè)置在殼體內(nèi)的電池倉(cāng)，還包括分別與該電池倉(cāng)連接的含有微處理器的主控板、LED照明模塊、音頻采集記錄模塊、有源RFID閱讀模塊和視頻采集記錄模塊；LED照明模塊、音頻采集記錄模塊、有源RFID閱讀模塊和視頻采集記錄模塊分別與主控板連接。具有體積較小，質(zhì)量小，便于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員隨身攜帶；作業(yè)人員在距離作業(yè)點(diǎn)2～3米的范圍內(nèi)自動(dòng)讀取作業(yè)點(diǎn)信息，設(shè)備自動(dòng)記錄作業(yè)人員進(jìn)出作業(yè)點(diǎn)信息和作業(yè)時(shí)間；當(dāng)作業(yè)人員進(jìn)入作業(yè)區(qū)域后，該設(shè)備通過(guò)蜂鳴器和LED燈進(jìn)行提示；設(shè)備采用USB通訊接口，可下載所記錄文件。提高了工作效率和數(shù)據(jù)的完整與可靠性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種動(dòng)車(chē)組安全巡檢軌跡記錄儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，具體提供一種動(dòng)車(chē)組安全巡檢軌跡記錄儀。

【背景技術(shù)】
[0002]動(dòng)車(chē)組在使用過(guò)程中必然會(huì)產(chǎn)生不同程度的磨損、變形，隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，其技術(shù)狀態(tài)會(huì)逐漸變差，使用性能下降。為保證動(dòng)車(chē)組長(zhǎng)期高速、安全、舒適運(yùn)行，必須經(jīng)常對(duì)動(dòng)車(chē)組進(jìn)行整備、檢查、保養(yǎng)和修理。
[0003]動(dòng)車(chē)組檢修作業(yè)是在檢修庫(kù)中進(jìn)行，設(shè)置3層作業(yè)平臺(tái)，滿足車(chē)下、車(chē)內(nèi)和車(chē)頂檢修檢查作業(yè)的要求。
[0004]第一層設(shè)在軌面以下0.95m標(biāo)高處，為基本作業(yè)平臺(tái)，用于走行部及下部設(shè)施檢查、維修和材料運(yùn)輸；第二層設(shè)在軌面以上1.25m標(biāo)高處，為車(chē)內(nèi)及側(cè)墻作業(yè)平臺(tái)；第三層設(shè)在軌面以上3.Sm標(biāo)高處，為車(chē)頂作業(yè)平臺(tái)。
[0005]目前動(dòng)車(chē)組檢修人員對(duì)維修庫(kù)內(nèi)的動(dòng)車(chē)組維護(hù)主要依靠人工日常巡檢，而人工日常巡檢存在以下一些缺陷:1、檢修人員是否按照規(guī)定檢修流程進(jìn)行檢修；2、管理者無(wú)法得知檢修人員是否巡視所有檢修部位及到達(dá)檢修部位的確切時(shí)間；3、無(wú)法全程記錄檢修人員的作業(yè)全過(guò)程；4、對(duì)檢修過(guò)程中的時(shí)間點(diǎn)無(wú)法及時(shí)統(tǒng)計(jì)、查詢并形成報(bào)表。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種動(dòng)車(chē)組安全巡檢軌跡記錄儀，以達(dá)到解決目前在動(dòng)車(chē)組檢修作業(yè)中無(wú)法對(duì)檢修人員進(jìn)行作業(yè)考核及全程記錄的問(wèn)題。
[0007]為此，本實(shí)用新型提供了一種動(dòng)車(chē)組安全巡檢軌跡記錄儀，包括設(shè)置在殼體前端的燈頭、設(shè)置在殼體內(nèi)的電池倉(cāng)，還包括分別與該電池倉(cāng)連接的含有微處理器的主控板、LED照明模塊、音頻采集記錄模塊、有源RFID閱讀模塊和視頻采集記錄模塊；所述LED照明模塊、音頻采集記錄模塊、有源RFID閱讀模塊和視頻采集記錄模塊分別與所述主控板連接。
[0008]上述電池倉(cāng)設(shè)置在燈頭和主控板之間。
[0009]上述電池倉(cāng)的一端通過(guò)螺紋連接主控板安裝部；所述主控板模塊安裝在主控板安裝部殼體內(nèi)。
[0010]上述殼體的后端設(shè)置有含充電電路的電路板，該電路板與電池倉(cāng)連接以給置于該電池倉(cāng)內(nèi)的充電電池充電。
[0011]上述殼體上設(shè)置有與所述主控板通訊的USB接口。
[0012]上述殼體上設(shè)置有與主控板連接的蜂鳴器或喇叭。
[0013]上述LED照明模塊、音頻采集記錄模塊和視頻采集記錄模塊均設(shè)置在燈頭內(nèi)。
[0014]上述含有微處理器的主控板設(shè)置在殼體內(nèi)。
[0015]上述微處理器是基于Cortex M3內(nèi)核的32位Arm處理器，其型號(hào)是STM32F103C8T6。
[0016]上述有源RFID閱讀模塊的射頻芯片的型號(hào)是NRF24L01。
[0017]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:體積較小，質(zhì)量小，與攝像手電融為一體，便于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員隨身攜帶；能夠防水、防塵、防油污，抗震耐摔，能夠在強(qiáng)電磁環(huán)境中使用。作業(yè)人員在距離作業(yè)點(diǎn)2?3米的范圍內(nèi)，安全巡檢軌跡記錄儀會(huì)通過(guò)蜂鳴器和LED燈進(jìn)行提示，并自動(dòng)讀取并記錄作業(yè)人員進(jìn)出作業(yè)點(diǎn)信息和作業(yè)時(shí)間，形成txt文件保存在SD卡上。此外，攝像頭可以記錄整個(gè)檢修過(guò)程，形成視頻文件并保存在SD卡上。利用USB通訊接口，可將txt文件和視頻文件下載到PC機(jī)上，用于管理人員評(píng)價(jià)巡檢人員的作業(yè)結(jié)果。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是實(shí)施例所提供的記錄儀電路示意框圖。
[0019]圖2是實(shí)施例所提供的記錄儀構(gòu)成示意圖。
[0020]圖3是主控板安裝部外形結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖4是主控板安裝部的橫剖面圖
[0022]圖5是主控板安裝部的縱剖面圖。
[0023]圖6是主控板的微處理器管腳使用示意圖。
[0024]圖7是有源RFID的電路示意圖。
[0025]圖8是Flash存儲(chǔ)電路示意圖。
[0026]圖9是實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路示意圖。
[0027]圖10是USB接口電路示意圖。
[0028]圖11是LED驅(qū)動(dòng)電路示意圖。
[0029]圖12是蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路示意圖。
[0030]圖13是電源開(kāi)關(guān)電路示意圖。
[0031]圖14動(dòng)車(chē)組安全巡檢軌跡記錄儀的使用示意圖。
[0032]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1、燈頭；2、電池倉(cāng)；3、主控板安裝部；4、充電電路安裝部；6、PCB板安裝槽；7、壓圈；8、外圍螺紋；9、第一內(nèi)圍螺紋；10、密封圈；11、防屏蔽孔；12、USB接口 ；13、第二內(nèi)圍螺紋；14、待檢修動(dòng)車(chē)組；15、有源標(biāo)簽；16、支柱；17、有源標(biāo)簽的可讀范圍。

【具體實(shí)施方式】
[0033]實(shí)施例1:
[0034]為了解決目前在動(dòng)車(chē)組檢修作業(yè)中無(wú)法對(duì)檢修人員進(jìn)行作業(yè)考核及全程記錄的問(wèn)題，本實(shí)施例提供了一種如圖1和圖2所示的動(dòng)車(chē)組安全巡檢軌跡記錄儀，包括設(shè)置在殼體前端的燈頭1、設(shè)置在殼體內(nèi)的電池倉(cāng)2，其特殊之處在于，還包括分別與該電池倉(cāng)2連接的含有微處理器的主控板(如ARMCorteX-M3主控板)、LED照明模塊、音頻采集記錄模塊、有源RFID閱讀模塊和視頻采集記錄模塊；所述LED照明模塊、音頻采集記錄模塊、有源RFID閱讀模塊和視頻采集記錄模塊分別與所述主控板連接。
[0035]殼體上設(shè)置有與主控板連接的蜂鳴器或喇叭。
[0036]LED照明模塊、音頻采集記錄模塊和視頻采集記錄模塊均設(shè)置在燈頭I內(nèi)。所述含有微處理器的主控板模塊設(shè)置在殼體內(nèi)(具體可以是安裝在圖2中所示的主控板安裝部3上)。由此可見(jiàn)，該記錄儀不僅實(shí)現(xiàn)普通的照明功能，而且可以隨時(shí)隨地讀取和記錄作業(yè)點(diǎn)信息。還可通過(guò)設(shè)置在殼體上的與主控板連接的蜂鳴器或喇叭，在作業(yè)人員進(jìn)入作業(yè)區(qū)后發(fā)出聲響，對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行提示。且該記錄儀小巧，重量輕，便于攜帶和使用。
[0037]通過(guò)圖1所示電路，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)讀取作業(yè)點(diǎn)的信息、自動(dòng)記錄作業(yè)人員的作業(yè)點(diǎn)信息和作業(yè)時(shí)間，降低作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，尤其是可以提供可靠、齊全的作業(yè)信息。
[0038]由圖2不難看出，本實(shí)施例中，電池倉(cāng)2設(shè)置在燈頭I和主控板之間；且殼體的后端設(shè)置有含充電電路的電路板(具體是將該電路板安裝在圖2所示的充電電路安裝部4上)，該電路板與電池倉(cāng)2連接以給置于該電池倉(cāng)2內(nèi)的充電電池充電。
[0039]如圖3、圖4、圖5所示，主控板安裝部4是圓筒狀的殼體，一端設(shè)置的有外圍螺紋8，而且在外圍螺紋8的內(nèi)壁設(shè)置有第一內(nèi)圍螺紋9，另一端設(shè)置有第二內(nèi)圍螺紋13，殼體上設(shè)置有防屏蔽孔11，同時(shí)為了讀取記錄的作業(yè)信息，本實(shí)施例在殼體上設(shè)置有與主控板通訊的USB接口 12，圓筒體內(nèi)設(shè)置有PCB板安裝槽6。
[0040]主控板安裝部4的組裝過(guò)程如下:首先，將導(dǎo)電板固定在有源RFID閱讀模塊兩端的特定位置，其中一端導(dǎo)電板上固定有兩個(gè)導(dǎo)電針；接著將薄膜開(kāi)關(guān)的排線通過(guò)殼體上的防屏蔽孔11與RFID閱讀器模塊上的開(kāi)關(guān)排針相連，調(diào)整RFID閱讀器模塊的方向和位置，使之沿著PCB板安裝槽6的方向固定在殼體內(nèi)(在此過(guò)程中，注意不要折斷薄膜開(kāi)關(guān)的排線)；然后沿著兩端第一內(nèi)側(cè)螺紋9和第二內(nèi)圍螺紋13固定好壓圈7，最后再填充密封圈10 ;通過(guò)兩端的螺紋(外圍螺紋8和第二內(nèi)圍螺紋13)，主控板安裝部4可以和巡檢手電的其他模塊相連接。
[0041]同時(shí)為了讀取記錄的作業(yè)信息，本實(shí)施例在殼體上設(shè)置有與主控板通訊的USB接Π 12。
[0042]實(shí)施例2:
[0043]如圖6所示，上述主控板微處理器是基于Cortex M3內(nèi)核的32位Arm處理器，其型號(hào)是STM32F103C8T6，主頻72MHz，該微處理器主要使用了 2路SPI數(shù)據(jù)接口，I路USB接口，I路I2C接口，預(yù)留UART串行接口備用，其他I/O 口分別控制蜂鳴器、LED指示燈及下載程序用的JTAG接口。
[0044]在2路SPI接口中，一路與射頻部分進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，另一路掛載Flash存儲(chǔ)器。圖7為采用SPI接口的射頻通信(RFID)部分電路，射頻部分采用了 GFSK調(diào)制的2.4GHz射頻芯片NRF24L01，通信速率最高可達(dá)lMkbps，本模塊中使用250Kbps速率，具有極低的發(fā)送/接收功耗，接收靈敏度高，射頻芯片NRF24L01的管腳I (RF_CE)、管腳2 (RF_CSN)、管腳3 (RF_SCK)、管腳4 (RF_M0SI)、管腳5 (RF_MIS0)、管腳6 (RF_IRQ)分別與圖3中的對(duì)應(yīng)的處理器管腳19、管腳18、管腳15、管腳17、管腳16、管腳13電連接；另一路與Flash存儲(chǔ)芯片電路連接，具備2M字節(jié)的存儲(chǔ)空間，存儲(chǔ)芯片PCT25VF016B的管腳I (SPI2_NSS)、管腳2(SPI2_MIS0)、管腳5(SPI2_M0SI)、管腳6(SPI2_SCK)分別與圖3中對(duì)應(yīng)的管腳25、管腳27、管腳28、管腳26電連接，如圖8所示。
[0045]圖9所示的電路為采用I2C接口的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，該時(shí)鐘電路采用32.768KHz外部晶體震蕩器，在CR1220紐扣電池供電的情況下，理論上可以維持始終運(yùn)行5年之久，且具有較高的計(jì)時(shí)精度，在每次接入PC的情況下，能夠自動(dòng)運(yùn)行校時(shí)程序?qū)r(shí)鐘進(jìn)行校正，校正的時(shí)間為當(dāng)前PC機(jī)系統(tǒng)時(shí)間，其核心芯片的管腳5 (I2C_SDA)、管腳6 (I2C_SCL)分別與圖3中微處理器對(duì)應(yīng)的管腳43、管腳42電連接。
[0046]圖10為USB接口電路，采用mini USB接口，數(shù)據(jù)腳及電源采用集成TVS管PRTR5V0U2X進(jìn)行熱插拔沖擊保護(hù)，并在閱讀器模塊單獨(dú)從手電筒上拆卸下來(lái)時(shí)，為模塊供電，不影響USB讀寫(xiě)操作，圖中所示的接線端:USB_EN、USB_IN、PA11、PA12分別與圖3中微處理器對(duì)應(yīng)的管腳45、管腳41、管腳32、管腳33電連接。
[0047]圖11所示為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)電路和蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路，LED電路采用I/O低電平驅(qū)動(dòng)，其接線端LED1、LED2、LED3分布于圖3中對(duì)應(yīng)的管腳11、管腳12、管腳14電連接；圖12所示為蜂鳴器采用一個(gè)NPN三極管低驅(qū)動(dòng)，同時(shí)為防止感性器件產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)，在蜂鳴器兩端反向并聯(lián)一只二極管，其接線端BUZZER與圖3中對(duì)應(yīng)的管腳46電連接。
[0048]圖13為采用輕觸式按鍵開(kāi)關(guān)的電源開(kāi)關(guān)電路，實(shí)現(xiàn)薄膜輕觸開(kāi)關(guān)控制模塊的電源打開(kāi)和關(guān)閉，通過(guò)R25和C21的阻容充放電特性，通過(guò)改變Q2基極的電荷使Q2產(chǎn)生開(kāi)關(guān)動(dòng)作，繼而是Ql實(shí)現(xiàn)電源軟開(kāi)關(guān)，Ql可以使用MOS管A03401代替，采用MOS管打開(kāi)前后的壓降可以忽略不計(jì)。
[0049]圖6至圖13所示電路中的各個(gè)元器件的連接方式、參數(shù)均在圖中有詳細(xì)的標(biāo)注，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人而言完全可以依照?qǐng)D中所示，完成相應(yīng)的電路搭建，本實(shí)施例不再詳細(xì)說(shuō)明每一個(gè)元器件的連接。
[0050]本動(dòng)車(chē)組安全巡檢軌跡記錄儀的實(shí)際應(yīng)用如圖14，首先在待檢修動(dòng)車(chē)組14重要檢修點(diǎn)處的支柱16上固定好具有不同ID的有源標(biāo)簽15.。巡檢人員攜帶動(dòng)車(chē)組安全巡檢軌跡記錄儀進(jìn)入有源標(biāo)15簽的可讀范圍17，(以標(biāo)簽為中心，半徑約為2-3米的區(qū)域)時(shí)，蜂鳴器會(huì)發(fā)出“嘀一”的一聲，提示巡檢人員已經(jīng)進(jìn)入某個(gè)檢修點(diǎn)作業(yè)范圍17。動(dòng)車(chē)組安全巡檢軌跡記錄儀會(huì)將檢修作業(yè)點(diǎn)信息和進(jìn)出該作業(yè)點(diǎn)的時(shí)間寫(xiě)入txt文件并保存在SD卡上。此外，攝像頭可以記錄整個(gè)檢修過(guò)程，形成視頻文件并保存在SD卡上。這樣，通過(guò)依次記錄進(jìn)出作業(yè)點(diǎn)的信息，可以得知檢修人員的整個(gè)檢修軌跡。LED模塊既可以作為關(guān)鍵檢修部位照明應(yīng)用外，還可以在緊急情況發(fā)送求救信號(hào)用于請(qǐng)求支援。
[0051]當(dāng)巡檢人員完成整個(gè)巡檢過(guò)程之后，需通過(guò)USB接口 12連接PC機(jī)和動(dòng)車(chē)組安全巡檢軌跡記錄儀，將巡檢過(guò)程所產(chǎn)生的txt文件和視頻文件傳輸?shù)絇C機(jī)上進(jìn)行備份，用于管理人員評(píng)價(jià)巡檢人員的作業(yè)結(jié)果或出現(xiàn)事故時(shí)查證責(zé)任人。
[0052]以上舉例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的舉例說(shuō)明，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍的限制，凡是與本實(shí)用新型相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種動(dòng)車(chē)組安全巡檢軌跡記錄儀，包括設(shè)置在殼體前端的燈頭(I)、設(shè)置在殼體內(nèi)的電池倉(cāng)(2)，其特征在于:還包括分別與該電池倉(cāng)(2)連接的含有微處理器的主控板、LED照明模塊、音頻采集記錄模塊、有源RFID閱讀模塊和視頻采集記錄模塊； 所述LED照明模塊、音頻采集記錄模塊、有源RFID閱讀模塊和視頻采集記錄模塊分別與所述主控板連接。
2.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)車(chē)組安全巡檢軌跡記錄儀，其特征在于:所述電池倉(cāng)(2)設(shè)置在燈頭(I)和主控板之間。
3.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)車(chē)組安全巡檢軌跡記錄儀，其特征在于:所述電池倉(cāng)(2)的端部還通過(guò)螺紋連接有主控板安裝部(3);所述主控板安裝在主控板安裝部(3)內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的動(dòng)車(chē)組安全巡檢軌跡記錄儀，其特征在于:所述殼體的后端設(shè)置有含充電電路的電路板，該電路板與電池倉(cāng)(2)連接以給置于該電池倉(cāng)(2)內(nèi)的充電電池充電。
5.如權(quán)利要求1或2所述的動(dòng)車(chē)組安全巡檢軌跡記錄儀，其特征在于:所述殼體上設(shè)置有與所述主控板通訊的USB接口(12)。
6.如權(quán)利要求1或2所述的動(dòng)車(chē)組安全巡檢軌跡記錄儀，其特征在于:所述殼體上設(shè)置有與主控板連接的蜂鳴器或喇叭。
7.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)車(chē)組安全巡檢軌跡記錄儀，其特征在于:所述LED照明模塊、音頻采集記錄模塊和視頻采集記錄模塊均設(shè)置在燈頭(I)內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)車(chē)組安全巡檢軌跡記錄儀，其特征在于:所述含有微處理器的主控板模塊設(shè)置在殼體內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)車(chē)組安全巡檢軌跡記錄儀，其特征在于:所述微處理器是基于Cortex M3內(nèi)核的32位Arm處理器，其型號(hào)是STM32F103C8T6。
10.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)車(chē)組安全巡檢軌跡記錄儀，其特征在于:所述有源RFID閱讀模塊的射頻芯片的型號(hào)是NRF24L01。
【文檔編號(hào)】G06K7/00GK204010048SQ201420460714
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】王強(qiáng), 左楠, 耶旭強(qiáng), 黨小剛, 李剛, 黃超 申請(qǐng)人:西安鐵路局西安動(dòng)車(chē)段, 西安優(yōu)勢(shì)物聯(lián)網(wǎng)科技有限公司