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原文传递一种无源无线轴温监测系统

专利名称：	一种无源无线轴温监测系统
摘要：	本发明涉及一种无源无线轴温监测系统，该系统包括：轴温监测装置：设有多个，用以实时采集列车轴温，包括压电发电模块、变换电路、触发电路、储能模块、控制模块、传感器和远程发送模块，所述的压电发电模块通过变换电路与储能模块连接，并且通过触发电路与控制模块连接，所述的储能模块分别与传感器和远程发送模块连接，所述的控制模块分别与储能模块、传感器和远程发送模块连接；中继器网络：用于数据传输，由多台中继器组成，接收对应轴温监测装置中的远程发送模块发送的温度数据后汇聚至显示终端；显示终端：用于接收中继器网络传送来的温度数据，并显示在屏幕上。与现有技术相比，本发明具有无需外部供电、功耗低及传输距离远等优点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海工程技术大学
发明人：	彭乐乐;郑树彬;柴晓冬;钟倩文;李立明
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-15T00:00:00+0800
申请号：	CN201910680236.7
公开号：	CN110329307A
代理机构：	上海科盛知识产权代理有限公司
代理人：	杨宏泰
分类号：	B61K9/06(2006.01);B;B61;B61K;B61K9
申请人地址：	201620 上海市松江区龙腾路333号
主权项：	1.一种无源无线轴温监测系统，用以获取实时列车轴温，保障列车的安全运行，其特征在于，该系统包括：轴温监测装置：设有多个，用以实时采集列车轴温，并将轴温数据发送至对应的中继器，包括压电发电模块、变换电路、触发电路、储能模块、控制模块、传感器和远程发送模块，所述的压电发电模块通过变换电路与储能模块连接，并且通过触发电路与控制模块连接，所述的储能模块分别与传感器和远程发送模块连接，所述的控制模块分别与储能模块、传感器和远程发送模块连接；中继器网络：用于数据传输，由多台中继器组成，每个中继器接收对应轴温监测装置中的远程发送模块发送的温度数据后汇聚至显示终端；显示终端：用于接收中继器网络传送来的温度数据，并显示在屏幕上。 2.根据权利要求1所述的一种无源无线轴温监测系统，其特征在于，所述的中继器仅与对应的轴温监测装置进行通信。 3.根据权利要求1所述的一种无源无线轴温监测系统，其特征在于，所述的压电发电模块包括固定杆(304)以及从下至上依次套设在固定杆(304)外的质量块(305)和压电陶瓷片(302)，所述的压电陶瓷片(302)上下表面设有基底(303)并且通过防松垫圈(301)固定，所述的变换电路和触发电路分别与压电陶瓷片(302)连接。 4.根据权利要求3所述的一种无源无线轴温监测系统，其特征在于，所述的变换电路采用LTC3588-1芯片，所述的LTC3588-1芯片的输入引脚与压电陶瓷片(302)连接，输出引脚与储能模块连接。 5.根据权利要求3所述的一种无源无线轴温监测系统，其特征在于，所述的触发电路电路包括依次连接的整流桥、稳压管、前端电容和开关电路，所述的开关电路与控制模块连接。 6.根据权利要求3所述的一种无源无线轴温监测系统，其特征在于，所述的控制模块为STM8L051单片机，所述的传感器为DS18B20温度传感器，所述的远程发送模块为APC340射频模块，所述的中继器采用STM32F103C8T6作为主控。 7.根据权利要求1所述的一种无源无线轴温监测系统，其特征在于，所述的触发电路根据压电发电模块是否发电判断列车是否处于运行状态，若列车运行，压电发电模块产生电能，则触发电路发送触发信号至控制模块；所述的控制单元对应包括两种工作模式，具体为：休眠模式：当列车处于静止状态时，控制单元处于低功耗的休眠模式；定时唤醒模式：当列车在行驶状态时，控制单元处于采集模式，以Tc为时间间隔唤醒，向传感器传输采集控制命令，同时以TS为时间间隔唤醒向远程发送模块传输唤醒控制命令及需要发送的温度数据，其中，Ts＝nTc，n为正整数；所述的远程发送模块对应包括两种工作模式，具体为：休眠模式：远程发送模块处于低功耗的休眠状态，此时控制单元处于休眠状态；发送模式：由控制单元唤醒，将控制模块传输而来的温度数据发送出去。 8.根据权利要求7所述的一种无源无线轴温监测系统，其特征在于，当列车处于静止状态时，压电发电模块不产生电能，控制模块及远程发送模块处于休眠模式，当列车进入行驶状态时，轴温监测系统的内部控制流程包括以下步骤： 1)列车由静止开始启动，车体产生振动； 2)压电发电模块转换列车车体的振动能量为电能； 3)压电发电模块转换的电能一部分通过变换电路储存在储能模块中，为远程发送模块、传感器及控制模块供电，另一部分电能经由触发电路向控制模块发送触发信号； 4)控制模块接收到触发电路发送的触发信号后进入定时唤醒模式； 5)定时唤醒模式下控制模块仍处于休眠模式，但以Tc为时间间隔唤醒，向传感器传输采集控制命令； 6)传感器接收到采集控制命令后，对轴端温度进行采集，采集完毕后将温度数据返回给控制模块； 7)控制模块定时唤醒模式下，同时以TS为时间间隔唤醒向远程发送模块传输唤醒控制命令及需要发送的温度数据； 8)远程发送模块接收到唤醒控制命令后，从休眠模式进入发送模式； 9)远程发送模块接收到温度数据后，将温度数据发送出去，随后再次进入休眠模式等待下次唤醒控制命令； 10)只要列车处于行驶状态中时，控制模块则一直处于定时唤醒模式，直到列车停止运行，触发电路的触发信号消失，控制模块和远程发送模块进入休眠模式。 9.根据权利要求8所述的一种无源无线轴温监测系统，其特征在于，所述的中继器网络与显示终端间设有应答关系，在中继器N将温度数据发送到显示终端后，显示终端将会发送应答指令返回到中继器N中以确认温度数据确实已被接收并显示，若中继器N没有收到应答指令，中继器N则会再次发送一次温度数据。 10.根据权利要求9所述的一种无源无线轴温监测系统，其特征在于，所述的中继器网络由多少个中继器相互联结组成，且每个中继器之间相互联通，当中继器N接收到轴温监测装置N发送来的温度数据后，则中继器N将温度数据发送给中继器N-1，中继器N-1再将此温度数据发送至中继器N-2，直至中继器1接收到了此温度数据；所述的中继器网络中的相邻中继器间设有应答关系，中继器N将温度数据发送给中继器N-1后，中继器N-1将发送应答指令回到中继器N以确认温度数据确实已被接收，若中继器N没有收到应答指令，则会再次向中继器N-1发送一次温度数据。
所属类别：	发明专利