[发明专利]一种无缝铁路轨道绝对位置与位移无线测量装置及方法

权利要求书

1.一种无缝铁路轨道绝对位置与位移无线测量装置，其特征在于包括：

设置于无缝钢轨焊接处用以获取无缝铁路轨道绝对位置与无缝铁路轨道沿列车运行方向爬行位移的无线传感终端，所述无线传感终端包括二维PSD位置传感器模块、传感器端核心控制模块、信号前端处理模块、Si1000无线通信发送端模块、低功耗供电电路模块、电源调理模块、时钟电路模块、数据临时存储模块，所述二维PSD位置传感器模块经信号前端处理模块与所述传感器端核心控制模块相连；所述低功耗供电电路模块经电源调理模块与传感器端核心控制模块相连；所述Si1000无线通信发送端模块、时钟电路模块、数据临时存储模块分别与传感器端核心控制模块相连，所述临时存储模块用以存储无缝铁路轨道绝对位置与无缝铁路轨道沿列车运行方向爬行位移数据；

向巡线工作人员提示系统测量结果与系统工作状态的移动手持终端；

以及设置于监测工作站内的PC上位机；

工作时，所述无线传感终端保持无缝铁路轨道绝对位置的获取与火车运行方向的无缝铁路轨道微小爬行位移的侦测状态，并开启公共广播信道；当所述无线传感终端侦测到来自移动手持终端的数据传输同步信号后，进行通信信道的商议与随机选择，商议完成后，根据随机信道保活机制通过随机信道发送数据传输开始标志位后进行通信；数据传输结束后自动释放随机信道；

所述移动手持终端临时存储接收的数据，当巡线工作人员回到监测工作站后，通过串口或者USB通信，将采集到的数据上传至PC上位机；

所述PC上位机自动识别并读取数据，并对数据进行的永久保存和聚类分析，从而得到无缝铁路轨道绝对位置与列车沿运行方向的爬行位移曲线。

2.根据权利要求1所述的无缝铁路轨道绝对位置与位移无线测量装置，其特征在于所述移动手持终端包括移动端核心控制模块、Si1000无线通信接收端模块、信号后端处理模块、充电电路模块、低功耗供电电路模块、时钟电路模块、串口与USB通信模块、声光报警模块、高性能数据存储模块；

所述Si1000无线通信接收端模块经信号后端处理模块与移动端核心控制模块相连；所述充电电路模块经低功耗供电电路模块与移动端核心控制模块相连；所述时钟电路模块、串口与USB通信模块、声光报警模块、高性能数据存储模块分别与所述移动端核心控制模块相连。

3.根据权利要求1所述的无缝铁路轨道绝对位置与位移无线测量装置，其特征在于所述PC上位机包括串口与USB通信接口模块、PC主机模块、PC显示器模块、外部输入模块、PC主机内置软件模块；

所述USB通信接口模块、外部输入模块、PC显示器模块分别与所述PC主机模块相连；所述PC主机内置软件模块搭载对无缝铁路轨道绝对位置与无缝铁路轨道沿列车运行方向爬行位移进行采集和分析的算法。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的无缝铁路轨道绝对位置与位移无线测量装置，其特征在于所述无线传感终端在随机信道保活机制下向所述移动手持终端传输数据；

所述随机信道保活机制为在数据传输过程中每隔30ms所述无线传感终端向移动手持终端发送一个零字符的空数据包，移动手持终端收到空数据包后，向无线传感终端反馈一个相同的空数据包，继续数据传输，直到移动手持终端接收到数据传输停止标志位后，数据传输结束，同时释放随机信道。

5.根据权利要求4所述的无缝铁路轨道绝对位置与位移无线测量装置，其特征在于所述移动手持终端距无缝钢轨距离达到一定范围后，开始不间断发送同步信号，若1分钟后仍没有得到无线传感终端的响应，则停止发送同步信号，进入休眠状态。

6.根据权利要求5所述的无缝铁路轨道绝对位置与位移无线测量装置，其特征在于所述移动手持终端还包括测量与无缝钢轨距离的遥感测距模块。

7.一种基于权利要求1所述无缝铁路轨道绝对位置与位移无线测量装置的测量方法，其特征在于步骤包括：

步骤1、将无线传感终端固定连接于无缝钢轨焊接处，待无线传感终端、移动手持终端及PC上位机分别就位后，分别通过自检，进入工作状态；

步骤2、固连于钢轨的无线传感终端就位后，进入同步信号侦测状态，实时等待接收移动手持终端发来的同步信号；当巡线工作人员靠近无缝铁路轨道时，不间断发送同步信号，当固连于钢轨的无线传感终端接收并识别到同步信号后，从接收到数据传输开始标志位开始，传输双方开始进行数据的传输，直到接收到数据传输接收标志位结束；

步骤3、巡线工作人员在行走的过程中实现相关数据的采集，并将数据预处理后保存至Nand flash存储器中，手持移动终端完成数据采集，并发出声光报警；

步骤4、巡线工作人员携带移动手持终端回到监测工作站，通过串口或者USB与PC上位机实现通信，PC上位机自动识别读取数据，并进行数据的永久保存和聚类分析。