[发明专利]一种轨道列车的运行数据采集传输系统及数据采集传输方法

权利要求书

1.一种轨道列车的运行数据采集传输系统，其特征在于，

包括设置在所述轨道列车上的网关以及多个传感器节点，每一所述传感器节点包括：控制器、传感器、无线传输模块、可充电储能元件、振动能量收集器以及电池，其中：

所述振动能量收集器，用于将车轮轮轴振动产生的机械能转化为电能并传输给所述可充电储能元件进行存储；

所述控制器，用于在检测到所述可充电储能元件的电压大于预设电压阈值时选择所述可充电储能元件作为主供电源，在检测到所述可充电储能元件的电压小于等于预设电压阈值时选择所述电池作为主供电源；

所述传感器，用于在所述轨道列车运行的过程中采集所述轨道列车的运行数据；

所述无线传输模块，用于将所述运行数据传输至所述网关；

所述网关，用于将接收到的运行数据发送给服务器。

2.如权利要求1所述的轨道列车运行数据采集传输系统，其特征在于，

当所述控制器检测到所述轨道列车处于非运行状态，且所述可充电储能元件的电压小于等于预设电压阈值时，控制器控制相应的传感器节点进入休眠状态，并周期性的唤醒所述传感器节点，同时检测所述可充电储能元件的电压和所述轨道列车的运行情况，并根据所述可充电储能元件的电压与所述轨道列车的运行情况对所述传感器节点的工作状态进行控制。

3.如权利要求2所述的轨道列车运行数据采集传输系统，其特征在于，当所述控制器检测到所述轨道列车处于运行状态，且所述可充电储能元件的电压大于预设电压阈值时，所述控制器控制所述传感器采集所述轨道列车的运行数据，并通过所述无线传输模块传输所述运行数据。

4.如权利要求1所述的轨道列车运行数据采集传输系统，其特征在于，所述可充电储能元件为超级电容，所述传感器为三轴加速度传感器，所述电池为锂离子电池，所述无线传输模块为射频模块。

5.如权利要求1-4任一项所述的轨道列车运行数据采集传输系统，其特征在于，所述传感器节点按与所述网关之间的距离分区，除距离所述网关最近的分区以外，其他每一分区对应的传感器节点从该分区的目标邻区中选择至少一个传感器节点作为中继节点，接收并转发运行数据，直至将各传感器节点采集到的运行数据依次发送给相应的网关，每一分区的目标邻区为该分区的两个相邻分区中距离所述网关最近的分区。

6.如权利要求5所述的轨道列车运行数据采集传输系统，其特征在于，

所述轨道列车的车厢头和车厢尾各设置有一个网关，每一车轮位置处都设置有一个传感器节点，每个分区处于两节车厢交界处，轨道列车的预设分界线两侧的传感器节点用于分别向所述车厢头的网关和所述车厢尾的网关传输采集到的运行数据。

7.一种利用如权利要求1-6任一项所述的轨道列车运行数据采集传输系统进行数据采集传输的方法，其特征在于，包括：

步骤S110：各所述传感器节点的控制器控制对应的传感器节点进入休眠状态；

步骤S120：在预设的第一唤醒时间周期到达后唤醒各传感器节点；

步骤S130：各传感器节点的控制器采集各自可充电储能元件的电压；

步骤S140：判断可充电储能元件的电压是否大于预设电压阈值，如是，转至步骤S150，否则，转至步骤S110；

步骤S150：判断轨道列车是否处于运行状态，如是，则转至步骤S160，否则，转至步骤S110；

步骤S160：各所述传感器节点对应的传感器分别采集所述轨道列车的运行数据，在通过各自对应的无线传输模块将各自采集的运行数据传送给所述网关后，再次进入步骤S110。

8.如权利要求7所述的轨道列车运行数据采集传输系统的采集传输方法，其特征在于，在所述步骤S110之前，还包括：

初始化各个所述传感器节点；授时设备给各所述传感器节点同步RTC时钟，直至所有的所述传感器节点的RTC时钟一致。