一種軌道板溫度遠程監測系統技術方案

本發明專利技術公開了一種軌道板溫度遠程監測系統，其包括供電單元、主控單元和若干溫度采樣單元，所述供電單元的一路輸出與主控單元相連接、另一路輸出與電源隔離單元相連接，所述主控單元與電磁隔離芯片相連接，所述電磁隔離芯片通過485總線與每一個溫度采樣單元相連接，每一個溫度采樣單元與其對應的多個溫度傳感器相連接；所述電源隔離單元與每一個溫度采樣單元均相連接，并且，所述主控單元具有DTU無線數據透傳模塊，所述溫度采樣單元采用環形供電。采用本發明專利技術所述裝置可實現抗干擾能力強、維護成本低、高效率遠程監測軌道板溫度，具有明顯的實用價值。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種溫度監測系統，具體說，是涉及一種軌道板溫度遠程監測系統，屬 于溫度監測

技術介紹
高速鐵路軌道板的溫度主要指2個方面：一是軌道板整體的溫度升降，這會導致 軌道板發生整體的伸縮；二是軌道板沿其高度方向的溫度遞變即溫度梯度，這是導致軌道 板發生翹曲、表層開裂和板底分離的主要原因，為了避免溫度對軌道板的影響以致產生安 全隱患，需要對軌道板溫度進行全天測量，以實時監控軌道板溫度情況。 目前，實現軌道板溫度遠程監測是通過無線透傳模塊，將獲取的溫度值通過無線 網絡實時傳送到遠程服務器中。現有的軌道板遠程監測系統存在抗干擾能力不強、供電線 較長造成的線上壓降較大，導致采樣單元無法正常工作，從而不能滿足相關監測需求；同 時，現有的軌道板遠程監測系統的通訊接口有限，難以處理多個并行任務，一旦傳輸系統不 能正常工作，那么整個監測系統將不能工作，以致維護成本很高。
技術實現思路
針對現有技術存在的上述問題，本專利技術的目的是提供一種抗干擾能力強、維護成 本低、高效率的軌道板溫度遠程監測系統。 為實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案： -種軌道板溫度遠程監測系統，包括供電單元、主控單元和若干溫度采樣單元，所 述供電單元的一路輸出與主控單元相連接，所述供電單元的另一路輸出與電源隔離單元相 連接，所述主控單元與電磁隔離芯片相連接，所述電磁隔離芯片通過485總線與每一個溫 度采樣單元相連接，每一個溫度采樣單元與其對應的多個溫度傳感器相連接；所述電源隔 離單元與每一個溫度采樣單元均相連接，并且，所述主控單元具有DTU無線數據透傳模塊， 所述溫度采樣單元采用環形供電。 作為優選方案，所述供電單元包括太陽能輸入供電單元、蓄電池儲能單元以及輸 出供電單元；所述太陽能輸入供電單元包括若干太陽能電池板、MPPT控制器以及直流母 線，所述蓄電池儲能單元包括若干蓄電池、若干蓄電池充放電控制電路以及若干輸入輸出 接口，所述輸出供電單元包括若干并聯的調壓電路；每一個太陽能電池板的輸出端均與所 述MPPT控制器的輸入端相連接，所述MPPT控制器的輸出端與直流母線相連接，所述直流母 線與輸入輸出接口相連接，每一個輸入輸出接口均與一個蓄電池充放電控制電路相連接， 每一個蓄電池充放電控制電路均與至少兩個蓄電池相連接，每一個蓄電池的輸出端均與一 個調壓電路的輸入端相連接，所有調壓電路的輸出端并聯形成供電單元的輸出端。 作為進一步優選方案，所述太陽能輸入供電單元還包括太陽能供電安全保護電 路，所述太陽能供電安全保護電路介于所述MPPT控制器與直流母線之間；所述蓄電池儲能 單元還包括蓄電池安全保護電路，所述蓄電池安全保護電路介于所述輸入輸出接口與蓄電 池充放電控制電路之間；所述輸出供電單元還包括若干整流二極管，每一個調壓電路的輸 出端均與一個整流二極管相連接，所有整流二極管的輸出端并聯形成供電單元的輸出端。 作為進一步優選方案，所述太陽能供電安全保護電路包括過流保護電路和過熱保 護電路；所述蓄電池安全保護電路包括短接保護電路、反接保護電路、過充保護電路和過放 保護電路。 作為優選方案，所述主控單元為STM32F107VC處理器，采用實時多任務操作系統 (RT0S)〇 作為優選方案，所述主控單元還包括觸摸屏顯示單元和SD存儲卡。 作為優選方案，所述電源隔離單元包括DC-DC隔離電源芯片和LD0穩壓芯片，使 12V供電電源經過DC-DC隔離電源芯片后輸出為+12VDC隔離電源，然后使+12VDC隔離電 源經過LD0穩壓芯片轉化為+5VDC的直流電源。 作為優選方案，所述電磁隔離芯片選用ADM2582E或ADM2587E芯片。 作為優選方案，所述溫度采樣單元為STM8L系列的單片機，具有485總線接口、分 時控制接口、485總線發送接口和485總線接收接口。 作為優選方案，所述485總線接口包括基于MAX485芯片的485總線接口電路。 相較于現有技術，本專利技術的有益技術效果在于： 本專利技術提供的軌道板溫度遠程監測系統，通過采用隔離供電模式，提高了抗干擾 能力，增強了監測系統的魯棒性；另外，通過采用電磁隔離芯片的總線隔離通訊方式，在減 小系統體積的前提下，實現了系統的隔離通訊，保障了各個采樣單元間的獨立性，降低了采 樣單元間的依賴度，提高了監測系統的可靠性；尤其是，通過采用環形節點供電通訊方式， 即：在總線的輸入和輸出端口處分別進行供電，有效解決了因供電線較長所造成線上壓降 較大而引起的采樣單元無法正常工作的問題；總之，采用本專利技術所述裝置可實現抗干擾能 力強、維護成本低、高效率遠程監測軌道板溫度，具有明顯的實用價值。【附圖說明】 圖1為本專利技術提供的一種軌道板溫度遠程監測系統的結構示意圖； 圖2為實施例所述的供電單元的電路原理框圖； 圖3為實施例所述的太陽能輸入供電單元的結構示意圖； 圖4為實施例所述的蓄電池儲能單元的結構示意圖； 圖5為實施例所述的輸出供電單元結構及其連接關系的示意圖； 圖6為實施例所述的電源隔離單元的電路圖；圖7為實施例所述的溫度采樣單元的電路圖； 圖8為實施例所述的485總線接口的電路圖。圖中標號示意如下：1、供電單元；11、太陽能輸入供電單元；111、太陽能電池 板；112、MPPT控制器；113、直流母線；114、太陽能供電安全保護電路；1141、過流保護電 路；1142、過熱保護電路；12、蓄電池儲能單元；121、蓄電池；122、蓄電池充放電控制電路； 123、輸入輸出接口；124、蓄電池安全保護電路；1241、短接保護電路；1242、反接保護電路； 1243、過充保護電路；1244、過放保護電路；13、輸出供電單元；131、調壓電路；132、整流二 極管；2、主控單元；21、DTU無線數據透傳模塊；22、觸摸屏顯示單元；23、SD存儲卡；3、溫度 采樣單元；4、電源隔離單元；5、電磁隔離芯片；6、485總線；7、溫度傳感器。【具體實施方式】 以下結合附圖具體實施例對本專利技術的技術方案做進一步清楚、完整地描述。 如圖1所示：本實施例提供的一種軌道板溫度遠程監測系統，包括供電單元1、主 控單元2和若干溫度采樣單元3,所述供電單元1的一路輸出與主控單元2相連接，所述供 電單元1的另一路輸出與電源隔離單元4相連接，所述主控單元2與電磁隔離芯片5相連 接，所述電磁隔離芯片5通過485總線6與每一個溫度采樣單元3相連接，每一個溫度采樣 單元3與其對應的多個溫度傳感器7相連接；所述電源隔離單元4與每一個溫度采樣單元 3均相連接，并且，所述主控單元2具有DTU無線數據透傳模塊21，所述溫度采樣單元3采 用環形供電。 如圖2所示：所述的供電單元1包括太陽能輸入供電單元11、蓄電池儲能單元12 以及輸出供電單元13 ;所述太陽能輸入供電單元11包括若干太陽能電池板11UMPPT控制 器112以及直流母線113,所述蓄電池儲能單元12包括若干蓄電池121、若干蓄電池充放電 控制電路122以及若干輸入輸出接口 123,所述輸出供電單元13包括若干并聯的調壓電路 131 ;每一個太陽能電池板111的輸出端均與所述MPPT控制器112的輸入端相連接，所述 MPPT控制器112的輸出端與直流母線113相連接，所述直流母線113與本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種軌道板溫度遠程監測系統，包括供電單元、主控單元和若干溫度采樣單元，其特征在于：所述供電單元的一路輸出與主控單元相連接，所述供電單元的另一路輸出與電源隔離單元相連接，所述主控單元與電磁隔離芯片相連接，所述電磁隔離芯片通過485總線與每一個溫度采樣單元相連接，每一個溫度采樣單元與其對應的多個溫度傳感器相連接；所述電源隔離單元與每一個溫度采樣單元均相連接，并且，所述主控單元具有DTU無線數據透傳模塊，所述溫度采樣單元采用環形供電。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李再幃，路宏遙，朱文發，何越磊，李培剛，
申請(專利權)人：上海工程技術大學，
類型：發明
國別省市：上海;31