專利名稱：一種鐵路牽引機車無線火災自動報警系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種無線火災自動報警系統，尤其涉及一種適用于鐵路牽弓I機車的無線火災自動報警系統。
背景技術：
如今，鐵路事業迅猛發展，鐵路機車的牽引功率不斷增加，牽引路程和維護周期延長，牽引負荷增大，由牽引機車的機電動力設施散熱、線路和設備老化等原因引起的絕緣程度降低以及各種人為因素，使得牽引機車防火問題日益突出。鐵路牽引機車由于其特殊構造，存在機車內大部分為全金屬構造，空間狹窄，駕駛室操作設備及儀表繁多，導致機車上不易進行打孔和鋪設線管，因此在安裝火災自動報警系統時僅能選用無線火災自動報警系統。現有的無線火災自動報警系統大多應用于樓宇防火，包括通過無線通訊模塊進行數據 傳輸的火災探測模塊和火災自動報警控制模塊。但是由于牽引機車內大部分為全金屬構造，信號屏蔽問題突出，使得現有的無線火災探測器有限的發射功率受到損耗，造成發射有效距離減小，在牽引機車內使用效果不佳。同時，由于牽引機車內外都存在一定程度的電磁波干擾，如工頻干擾，列車無線調度電話和對講機的信號干擾，電機、變頻及接觸網分區供電接口的電火花諧頻干擾，會車及泊車時機車安裝的同型號無線火災探測器的同頻干擾等，都會影響無線火災自動報警系統的正常工作。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種鐵路牽引機車無線火災自動報警系統，能夠實時穩定地對牽弓I機車內的火災進行預警或報警。本實用新型采用下述技術方案一種鐵路牽引機車無線火災自動報警系統，包括火災探測模塊和火災自動報警控制模塊，還包括設置在鐵路牽引機車內的一個或多個無線中繼器，火災探測模塊、無線中繼器和火災自動報警控制模塊之間進行無線通訊。所述的無線中繼器包括依次連接的無線接收電路、放大電路和無線發射電路。所述的火災探測模塊包括火災探測器和火災探測器通訊控制單元，火災探測器的信號輸出端連接火災探測器通訊控制單元的信號輸入端。所述的火災探測模塊還包括視頻信號采集裝置，視頻信號采集裝置的信號輸出端連接火災探測器通訊控制單元的信號輸入端。所述的火災探測器包括感煙探測頭、感溫探測頭、感光探測頭、煙溫復合探測頭和可燃氣體探測頭。所述的火災探測器通訊控制單元包括第一中央處理單元、無線發射單元和無線接收單元，第一中央處理單元的信號輸入端連接火災探測器的信號輸出端，第一中央處理單元的信號輸出端連接無線發射單元的信號輸入端，無線接收單元的信號輸出端連接第一中央處理單元的信號輸入端。[0011]所述的無線發射單元包括依次連接的編碼電路、放大電路、調制電路和無線發射電路。所述的火災自動報警控制模塊包括第二中央處理單元、報警單元、顯示單元、無線發射單元和無線接收單元，第二中央處理單元的控制信號輸出端連接報警單元的控制信號輸入端，第二中央處理單元的顯示信號輸出端連接顯示單元的信號輸入端，第二中央處理單元的信號輸出端連接無線發射單元的信號輸入端，無線接收單元的信號輸出端連接第二中央處理單元的信號輸入端。所述的無線接收單元包括依次連接的無線接收電路、解調電路、放大電路和解碼電路，所述的無線發射單元包括依次連接的編碼電路、放大電路、調制電路和無線發射電路。所述的第二中央處理單元的信號輸出端還通過驅動電路連接聯動滅火裝置。本實用新型通過在牽引機車內部設置無線中繼器，避免了火災自動報警控制模塊 無法接收到火災探測模塊發送的報警信號的情況，同時利用編碼技術為每個火災探測模塊設定唯一地址編碼，有效地解決了電磁波干擾情況，保證無線火災自動報警系統能夠實時穩定地對牽引機車內的火災進行預警或報警，結構簡單，易于實現。
圖I為本實用新型的原理框圖；圖2為本實用新型中火災探測模塊的原理框圖；圖3為本實用新型中無線中繼器的原理框圖；圖4為本實用新型中火災自動報警控制模塊的原理框圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型包括火災探測模塊、火災自動報警控制模塊和設置在牽引機車內的一個或多個無線中繼器，火災探測模塊、無線中繼器和火災自動報警控制模塊之間進行無線通訊。如圖2所示，火災探測模塊包括火災探測器、視頻信號采集裝置和和火災探測器通訊控制單元。火災探測器包括感煙探測頭、感溫探測頭、感光探測頭、煙溫復合探測頭和可燃氣體探測頭。視頻信號采集裝置可采用數字攝像頭，火災探測器通訊控制單元包括第一中央處理單元、無線發射單元和無線接收單元，第一中央處理單元的信號輸入端連接火災探測器和視頻信號采集裝置的信號輸出端，第一中央處理單元的信號輸出端連接無線發射單元的信號輸入端，無線接收單元的信號輸出端連接第一中央處理單元的信號輸入端。所述的無線發射單元包括依次連接的編碼電路、放大電路、調制電路和無線發射電路，放大電路還包括依次連接的緩沖電路、倍頻電路和激勵電路；無線接收單元包括依次連接的無線接收電路、解調電路、放大電路和解碼電路。如圖3所示，無線中繼器包括依次連接的無線接收電路、放大電路和無線發射電路。如圖4所示，火災自動報警控制模塊包括第二中央處理單元、報警單元、顯示單元、無線發射單元和無線接收單元。無線接收單元包括依次連接的無線接收電路、解調電路、放大電路和解碼電路；無線發射單元包括依次連接的編碼電路、放大電路、調制電路和無線發射電路。第二中央處理單元的控制信號輸出端連接報警單元和顯示單元的控制信號輸入端，第二中央處理單元的信號輸出端連接無線發射單元中編碼電路的信號輸入端，無線接收單元中解碼電路的信號輸出端連接第二中央處理單元的信號輸入端。第二中央處理單元的信號輸出端還通過驅動電路連接聯動滅火裝置。本實用新型在工作時，首先由火災探測器中的感煙探測頭、感溫探測頭、感光探測頭、煙溫復合探測頭和可燃氣體探測頭對牽引機車內部空間進行火災預警實時監控，一旦發現有火災險情，火災探測器將會發送報警信號給火災探測模塊中的第一中央處理單元，第一中央處理單元將報警信號進行編碼、放大和調制，最后通過無線發射電路向外發送。由于牽引機車內大部分為全金屬構造，信號屏蔽問題突出，使得火災探測模塊有限的發射功率受到損耗，造成發射有效距離減小，可能會造成火災自動報警控制模塊無法接收到火災探測模塊發送的報警信號。因此，牽引機車內設置的一個或多個無線中繼器可有效地解決此問題。無線中繼器利用無線接收電路接收火災探測模塊發送的報警信號，并將報警信號通過放大電路進行放大，然后將放大后的報警信號發送至火災自動報警控制模塊。當火災探測模塊與火災自動報警控制模塊距離較近、火災探測模塊發送的報警信號夠強的情況 下，火災自動報警控制模塊可直接接收火災探測模塊發送的報警信號。由于牽引機車內外都存在一定程度的電磁波干擾，如工頻干擾，列車無線調度電話和對講機的信號干擾，電機、變頻及接觸網分區供電接口的電火花諧頻干擾，會車時及泊車時機車安裝的同型號無線火災探測器的同頻干擾等，都會影響無線火災自動報警系統的正常工作。為解決此問題，本實用新型利用編碼技術和鑒別技術，為每一個火災探測模塊設定唯一的地址編碼，并將此編碼信號包含在火災探測模塊發出的報警信號內，使火災自動報警控制模塊在接收到報警信號時能夠確定發出此報警信號的火災探測模塊位置。編碼信號中可包含火災探測模塊的狀態，如火災、防盜、故障、電池電壓不足等信息，但在設計編碼信號時，實現火災信號優先于一切其他信號，保證火災優先原則。同時火災自動報警控制模塊還能夠按照一定頻率定時向火災探測模塊發出詢問信號，并強制火災探測模塊發出回答信號，實現對多個火災探測模塊工作狀態的實時監控，避免由于設備故障或電池失效等原因造成無線火災自動報警系統無法正常工作。當火災自動報警控制模塊第二中央處理單元接收到火災探測模塊發出的報警信號后，可通過報警單元進行報警，同時通過顯示單元顯示相關報警信息，提示工作人員牽引機車內發生火災險情。報警單元可采用聲光報警器，顯示單元可采用LED顯示器。同時，火災自動報警控制模塊中的第二中央處理單元還可以通過驅動電路控制聯動滅火裝置，對火災進行第一時間的滅火處理。當工作人員發現報警單元進行報警時，也可通過手動滅火裝置對火災進行第一時間的滅火處理。工作人員可通過數字攝像頭對整個車廂實現視頻監控。為了保證無線中繼器的正常工作，可利用第二中央處理單元控制無線中繼器的無線接收電路和無線發射電路。首先使用火災自動報警控制模塊按照一定頻率定時向無線中繼器發出詢問信號，并強制無線中繼器發出回答信號，根據無線中繼器回答信號的反饋情況實現對多個無線中繼器工作狀態的實時監控，保證無線中繼器工作的可靠性和連續性。在本實施例中，可同時使用多個火災探測模塊，火災探測模塊可采用可換型電池模塊，保證火災探測模塊長時間穩定工作。火災探測模塊和火災自動報警控制模塊可采用永久磁鐵吸合或高強度粘合的方法固定在牽引機車內。在本申請中，由于所述的編碼電路、 解碼電路、放大電路、無線發射電路、無線接收電路、緩沖電路、倍頻電路和激勵電路均為成熟的現有技術，在此不再贅述。
權利要求1.一種鐵路牽引機車無線火災自動報警系統，包括火災探測模塊和火災自動報警控制模塊，其特征在于還包括設置在鐵路牽引機車內的一個或多個無線中繼器，火災探測模塊、無線中繼器和火災自動報警控制模塊之間進行無線通訊。
2.根據權利要求I所述的鐵路牽引機車無線火災自動報警系統，其特征在于所述的無線中繼器包括依次連接的無線接收電路、放大電路和無線發射電路。
3.根據權利要求2所述的鐵路牽引機車無線火災自動報警系統，其特征在于所述的火災探測模塊包括火災探測器和火災探測器通訊控制單元，火災探測器的信號輸出端連接火災探測器通訊控制單元的信號輸入端。
4.根據權利要求3所述的鐵路牽引機車無線火災自動報警系統，其特征在于所述的火災探測模塊還包括視頻信號采集裝置，視頻信號采集裝置的信號輸出端連接火災探測器通訊控制單元的信號輸入端。
5.根據權利要求3或4所述的鐵路牽引機車無線火災自動報警系統，其特征在于所述的火災探測器包括感煙探測頭、感溫探測頭、感光探測頭、煙溫復合探測頭和可燃氣體探測頭。
6.根據權利要求5所述的鐵路牽引機車無線火災自動報警系統，其特征在于所述的火災探測器通訊控制單元包括第一中央處理單元、無線發射單元和無線接收單元，第一中央處理單元的信號輸入端連接火災探測器的信號輸出端，第一中央處理單元的信號輸出端連接無線發射單元的信號輸入端，無線接收單元的信號輸出端連接第一中央處理單元的信號輸入端。
7.根據權利要求6所述的鐵路牽引機車無線火災自動報警系統，其特征在于所述的無線發射單元包括依次連接的編碼電路、放大電路、調制電路和無線發射電路。
8.根據權利要求1、2、3或4所述的鐵路牽引機車無線火災自動報警系統，其特征在于所述的火災自動報警控制模塊包括第二中央處理單元、報警單元、顯示單元、無線發射單元和無線接收單元，第二中央處理單元的控制信號輸出端連接報警單元的控制信號輸入端，第二中央處理單元的顯示信號輸出端連接顯示單元的信號輸入端，第二中央處理單元的信號輸出端連接無線發射單元的信號輸入端，無線接收單元的信號輸出端連接第二中央處理單元的信號輸入端。
9.根據權利要求8所述的鐵路牽引機車無線火災自動報警系統，其特征在于所述的無線接收單元包括依次連接的無線接收電路、解調電路、放大電路和解碼電路，所述的無線發射單元包括依次連接的編碼電路、放大電路、調制電路和無線發射電路。
10.根據權利要求8所述的鐵路牽引機車無線火災自動報警系統，其特征在于所述的第二中央處理單元的信號輸出端還通過驅動電路連接聯動滅火裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種鐵路牽引機車無線火災自動報警系統，包括火災探測模塊和火災自動報警控制模塊，還包括設置在鐵路牽引機車內的一個或多個無線中繼器，火災探測模塊、無線中繼器和火災自動報警控制模塊之間進行無線通訊。本實用新型通過在牽引機車內部設置無線中繼器，避免了火災自動報警控制模塊無法接收到火災探測模塊發送的報警信號的情況，同時利用編碼技術為每個火災探測模塊設定唯一地址編碼，有效地解決了電磁波干擾情況，保證無線火災自動報警系統能夠實時穩定地對牽引機車內的火災進行預警或報警，結構簡單，易于實現。
文檔編號G08B25/10GK202615544SQ20122026368
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月6日 優先權日2012年6月6日
發明者原建華, 李振興, 高治安, 王俊闖, 王宏軒 申請人:鄭州中鐵安全技術有限責任公司