一種基于ZigBee的軌道車輛門運動狀態監測系統的制作方法

本實用新型涉及一種監測系統，特別是一種基于ZigBee的軌道車輛門運動狀態監測系統。

背景技術：

隨著城市水平的不斷發展，公共交通的普及能有效環節城市擁堵的壓力。相較于其他公共交通方式，地鐵擺脫了路面的桎梏，其載客量多、運輸速度快等優點使得越來越多的城市開始引進或增加線路。因此，地鐵的安全性對于廣大群眾和地鐵的運營商來說至關重要。根據目前的資料顯示，地鐵的所有故障中，地鐵門系統的故障發生頻率是最高的。而對門系統的故障監測與診斷的主要方式是通過獲取門控器內部的相關信息和現場觀測的方式來實現，其主要通過間接或者憑人工的手段來完成。現有的方式未能直接或者實時地對軌道車輛門的運行狀態進行有效地監測。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種基于ZigBee的軌道車輛門運動狀態監測系統。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是：

一種基于ZigBee的軌道車輛門運動狀態監測系統，其特征在于：包含ZigBee主控節點、若干ZigBee終端節點、ZigBee路由節點、加速度傳感器、應變片和上位機，ZigBee主控節點、若干ZigBee終端節點和ZigBee路由節點構建成ZigBee無線網絡，加速度傳感器設置在軌道車輛門質心處并且加速器傳感器與一個ZigBee終端節點連接，四個應變片固定在軌道車輛門四角易變形位置并且四個應變片分別與一個ZigBee終端節點連接，上位機通過USB轉串口與ZigBee路由節點連接，ZigBee主控節點分別與列車線控制信號線、鎖到位開關和關到位開關連接。

進一步地，所述ZigBee主控節點通過IO連接線分別與列車線控制信號線、鎖到位開關和關到位開關連接，獲取其電平信號的變化來判斷門系統開關門的準確起始時間和終止時間。

進一步地，所述ZigBee主控節點包含CC2530主控模塊以及與其連接的晶振復位電路、DC-DC電源模塊、收發天線、SPI及強弱電轉化模塊和JTAG調試接口。

進一步地，所述ZigBee路由節點包含CC2530主控模塊以及與其連接的晶振復位電路、RS232C-TTL及電源模塊、收發天線和JTAG調試接口。

進一步地，所述ZigBee終端節點包含CC2530主控模塊以及與其連接的晶振復位電路、電池電源模塊、收發天線、IIC模塊及傳感器和JTAG調試接口。

本實用新型與現有技術相比，具有以下優點和效果：本實用新型結構合理，部署靈活，可靠度高，成本低，具有可擴展性，能夠直接獲得軌道車輛門的運動狀態信息，并且所得數據一致性好，能夠準確地描述軌道車輛門開關門時的運行情況。

附圖說明

圖1是本實用新型的一種基于ZigBee的軌道車輛門運動狀態監測系統的系統結構圖。

圖2是本實用新型的一種基于ZigBee的軌道車輛門運動狀態監測系統的結構示意圖。

圖3是本實用新型的ZigBee主控節點的示意圖。

圖4是本實用新型的ZigBee路由節點的示意圖。

圖5是本實用新型的ZigBee終端節點的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖并通過實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，以下實施例是對本實用新型的解釋而本實用新型并不局限于以下實施例。

如圖所示，本實用新型的一種基于ZigBee的軌道車輛門運動狀態監測系統，包含ZigBee主控節點、若干ZigBee終端節點、ZigBee路由節點、加速度傳感器、應變片和上位機，ZigBee主控節點、若干ZigBee終端節點和ZigBee路由節點構建成ZigBee無線網絡，加速度傳感器設置在軌道車輛門質心處并且加速器傳感器與一個ZigBee終端節點連接，四個應變片固定在軌道車輛門四角易變形位置并且四個應變片分別與一個ZigBee終端節點連接，上位機通過USB轉串口與ZigBee路由節點連接，ZigBee主控節點分別與列車線控制信號線、鎖到位開關和關到位開關連接。

ZigBee主控節點通過IO連接線分別與列車線控制信號線、鎖到位開關和關到位開關連接，獲取其電平信號的變化來判斷門系統開關門的準確起始時間和終止時間。ZigBee主控節點包含CC2530主控模塊以及與其連接的晶振復位電路、DC-DC電源模塊、收發天線、SPI及強弱電轉化模塊和JTAG調試接口。ZigBee路由節點包含CC2530主控模塊以及與其連接的晶振復位電路、RS232C-TTL及電源模塊、收發天線和JTAG調試接口。ZigBee終端節點包含CC2530主控模塊以及與其連接的晶振復位電路、電池電源模塊、收發天線、IIC模塊及傳感器和JTAG調試接口。

主控節點中的IO連接線1從列車線2、列車關到位開關3和鎖到位開關4的輸出信號口，通過獲取其電平信號的變化來判斷門系統開關門的準確起始時間和終止時間。主控節點5與路由節點6和終端節點7通過ZigBee網絡進行通信，以此來控制對地鐵門8運動狀態的數據采集和傳輸。路由節點6通過USB轉串口與上位機9相連接，通過這種方式把數據傳輸到上位機9。終端節點7的IO分別連接加速度傳感器和應變片，含有加速度傳感器的節點安裝在門扇的質心處而應變片則根據對門扇運動時的應力分析，安裝在最易變形處。由于采用ZigBee網絡進行通信，減少了系統布線的難度。上位機采用C#編寫，主要實現對采集的數據進行處理存儲和顯示。其處理方式為調用Matlab生成的DLL，接受的數據信號存于本地，數據的顯示形式為以開門或者關門的時間為橫軸，以處理過的參數為縱軸的平滑曲線。

本實用新型的一種基于ZigBee的軌道車輛門運動狀態監測系統的工作流程為：

（1）主控節點上電初始化后建立網絡，路由節點和終端節點上電初始化后加入該網絡，在程序編寫時已經對網絡節點和數據傳輸模式已經設置完成；

（2）當地鐵門開門時，主控節點接收到列車線上使能驅動電機的開門控制信號，隨即向終端節點和路由節點發送控制信號1；

（3）終端節點接收到控制信號1后，從其事件列表中匹配相應的事件處理函數，向路由節點發送從傳感器采集到的數據，路由節點接收到控制信號1后，從其事件列表中匹配相應的事件處理函數來接收從終端節點傳來的數據；

（4）地鐵門關門到位后，主控節點通過判斷門系統的關到位開關和鎖到位開關的信號變化來向路由節點和終端節點發送控制信號2，如果超時后仍未收到信號變化，也向路由節點和終端節點發送控制信號2；

（6）終端節點接收到控制信號2后，停止發送傳感器采集的數據，路由節點則停止接收來自終端節點的數據并且通過RS-232向上位機傳輸之前采集的數據，之后每一次開關門，都通過這種機制來進行數據采集和傳輸；

（7）上位機處理并存儲數據信號，并且可以供工作人員調看實時數據的曲線圖和歷史數據，以此來對地鐵門系統的運動狀態進行監測，這些數據亦可作為地鐵門運行健康狀況的依據。

本說明書中所描述的以上內容僅僅是對本實用新型所作的舉例說明。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本實用新型說明書的內容或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本實用新型的保護范圍。