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      基于gsm-r系統(tǒng)的無線傳感器的制作方法

      文檔序號:4022420閱讀:272來源:國知局
      專利名稱:基于gsm-r系統(tǒng)的無線傳感器的制作方法
      技術領域
      本發(fā)明涉及無線傳感器領域,尤其涉及一種基于GSM-R系統(tǒng)的無線傳感器。
      背景技術
      針對鐵路軌道結構尤其是重載鐵路軌道可能存在的安全隱患,而且部分 鐵路線路處于人煙稀少的高原、山區(qū),傳統(tǒng)檢測方法不能及時掌握軌道結構 損傷狀態(tài)等問題,需要對鐵路的軌道進行實時的檢測,同時,對檢測結果能 進行無線設備的自動傳輸和遠程控制,而不需要工程人員親自對軌道進行檢 測。
      GSM-R通信技術起源于歐洲,目前在德國、瑞士、荷蘭、意大利等國家 均已進入商業(yè)運用。由于GSM-R具有適應鐵路運輸特點的功能優(yōu)勢,以及更 符合通信信號一體化技術發(fā)展的需要,因此鐵道部于2000年底正式確定將 GSM-R作為我國鐵路專用通信的發(fā)展方向,在GSM公眾移動通信系統(tǒng)平臺 上增加鐵路運輸專用調(diào)度通信功能。

      發(fā)明內(nèi)容
      (一) 要解決的技術問題
      有鑒于此,本發(fā)明的主要目的在于提供一種實時無線的鐵路軌道結構監(jiān) 測工具,并能與我國鐵路軌道的現(xiàn)行通信系統(tǒng)兼容,從而對軌道結構參量進 行實時地測量、收集并無線傳輸。
      (二) 技術方案
      為達到上述目的,本發(fā)明提供了一種無線傳感器,該傳感器集成了射頻 信號發(fā)射機和傳感器,傳感器對鐵路軌道的結構參數(shù)進行測量,無線發(fā)射機 將傳感器采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到基站,基站再對數(shù)據(jù)進行整理,通過互聯(lián)網(wǎng)或者 信號衛(wèi)星傳送到遠程用戶端。
      上述方案中,所述傳感器為開關數(shù)字式傳感器,測量位移、角度等參量, 測量結果為數(shù)字信號,可以直接輸出到發(fā)射機。
      上述方案中,所述發(fā)射機工作于GSM-R通信系統(tǒng)下,使用頻率為 900MHz,包括調(diào)制器、上變頻器、功率放大器和濾波器。
      (三) 有益效果
      從上述技術方案可以看出,本發(fā)明具有以下技術效果
      1、 本發(fā)明提供的這種無線傳感器可以對鐵路軌道結構進行實時無線監(jiān)
      2、 本發(fā)明提供的這種無線傳感器的信號發(fā)射機是基于GSM-R設計的, 因此該無線傳感器可以在現(xiàn)行的鐵路通信系統(tǒng)GSM-R下運行。
      3、 本發(fā)明提供的這種無線傳感器采用的傳感器為開關數(shù)字式的,輸出信 號為數(shù)字信號,不需要數(shù)模轉換器,直接可以被發(fā)射機傳送,節(jié)省了設備和 成本。


      圖l是無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)圖2是開關數(shù)字式傳感器的原理圖3是無線射頻發(fā)射機拓撲圖。
      具體實施例方式
      為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白,以下結合具體實施 例,并參照附圖,對本發(fā)明進一步詳細說明。
      無線傳感器網(wǎng)絡是眾多的傳感器通過無線通信的方式,相互聯(lián)系,處理、 傳遞信息的網(wǎng)絡。該網(wǎng)絡綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、分布式信息 處理技術和通信技術,可以實時監(jiān)測、感知和采集網(wǎng)絡分布區(qū)域內(nèi)的各種環(huán) 境或監(jiān)測對象的信息,并對這些信息進行處理,傳送給所需用戶。無線傳感 器網(wǎng)絡在軍事、工業(yè)、交通、安全、醫(yī)療、探測以及家庭和辦公環(huán)境等很多 方面都有著廣泛的用途,其研究、開發(fā)和應用,關系到國家安全、經(jīng)濟發(fā)展 等各個重大方面,近年來在國際上引起了廣泛的重視和投入。
      本發(fā)明所述的無線傳感器包含傳感器部分和無線發(fā)射機部分。其系統(tǒng)框
      圖如圖1所示。傳感器對現(xiàn)場的鐵路軌道結構進行數(shù)據(jù)采集,由于使用的是 數(shù)字式傳感器,可以直接輸出數(shù)字信號,并傳送到發(fā)射機,發(fā)射機將信號經(jīng)
      過調(diào)制和放大,通過天線發(fā)射到GSM-R通信系統(tǒng)的基站,并進一步經(jīng)過互聯(lián) 網(wǎng)或者通信衛(wèi)星傳送到遠程的用戶端。
      本發(fā)明采用的開關數(shù)字式傳感器基本原理如圖2所示。它含有固定在產(chǎn) 生相對位移的一個物體上的一條代表刻度的柵格帶(A、 B、 C),該柵格帶上
      的柵格是可導電的,其中每一個柵格均串接在一個電源回路中,該電源回路 在柵格所在位置是斷開的;還含有一個固定在所述產(chǎn)生相對位移的另一個物 體上的一個開關部件(D),該開關部件能夠隨著兩個物體產(chǎn)生的相對位移, 移至柵格帶上的柵格處,使得該柵格所在的回路導通,并從該回路上輸出電 信號,該電信號經(jīng)過處理后表示出兩個物體的相對位移量[l]。如圖2所示的 柵格帶中,A表示十位,而C表示個位,輸出的位移量均為數(shù)字信號,無需 A/D變換。
      本發(fā)明所采用的信號發(fā)射機工作在900MHz,包含信號調(diào)制器、上變頻器、 功率放大器和濾波器。首先,用本振信號對基帶信號(即傳感器輸出的信號) 進行一次混頻,經(jīng)過帶通濾波器后,再進行二次混頻和帶通濾波,即可得到 上變頻后的載頻信號,經(jīng)過功率放大后從天線發(fā)射。采用兩次頻率調(diào)制的優(yōu) 點是,可以使本振頻率與調(diào)制頻率不同,這樣發(fā)射的頻率與本振頻率相差很 遠,不易發(fā)生強信號對本振頻率的牽引。該發(fā)射機結構如圖3所示。
      以上所述的具體實施例,對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了 進一步詳細說明,所應理解的是,以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已, 并不用于限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所做的任何修改、等 同替換、改進等,均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。 參考文獻發(fā)明專利開關式數(shù)字位移傳感器,陳輪,申請?zhí)?00510011955.8
      權利要求
      1、一種基于GSM-R的無線傳感器,其特征在于,該傳感器包含傳感器和射頻信號發(fā)射機。
      2、 根據(jù)權利要求1所述的基于GSM-R的無線傳感器,其特征在于,所述 傳感器采用開關數(shù)字式,輸出數(shù)字信號,不需要數(shù)模轉換,可以直接被發(fā)射 機傳送。
      3、 根據(jù)權利要求1所述的基于GSM-R的無線傳感器,其特征在于,所述 射頻信號發(fā)射機基于GSM-R系統(tǒng)設計,因而可以直接用于我國現(xiàn)行的鐵路通 信標準系統(tǒng)中。
      全文摘要
      本發(fā)明公開了一種基于GSM-R移動通信系統(tǒng)的無線傳感器。該傳感器能夠實時感知和采集鐵路軌道結構參量的信息,并對這些信息進行實時的無線傳輸,提供遠程用戶控制端詳盡而準確的信息,提升鐵路軌道結構檢測技術的信息化水平,保證運營安全。
      文檔編號B61K9/08GK101353045SQ200810126709
      公開日2009年1月28日 申請日期2008年6月20日 優(yōu)先權日2008年6月20日
      發(fā)明者吳茹菲, 洪何清 申請人:洪何清;吳茹菲
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