[发明专利]一种基于北斗通信的铁路货车状态实时监测终端及方法

权利要求书

1.一种基于北斗通信的铁路货车状态实时监测终端，其特征在于，包括数据处理系统及车身数据采集系统；所述数据处理系统包括显示模块、北斗GPS模块、GPRS远程通信模块、CAN和串口通信接口模块、视频转换模块、矩阵按键模块、ARM Cortex-A8芯片、存储模块、实时时钟模块、USB接口模块、100M/10M以太网接口、音频输入与输出模块及电源模块；

所述显示模块、RFID模块、北斗GPS模块、GPRS远程通信模块、CAN和串口通信接口模块、视频转换模块、矩阵按键模块、存储模块、实时时钟模块、USB接口模块、100M/10M以太网接口、音频输入输出模块及电源模块均与ARM Cortex-A8芯片相连；

所述车身数据采集系统包括传感器模块、无线通信模块和控制模块，所述传感器模块和无线通信模块均与控制模块相连；所述传感器模块包括设置于铁路货车车厢的转向架上的红外轴温传感器、位移传感器及振动传感器；

所述车身数据采集系统与ARM Cortex-A8芯片进行无线通信，ARM Cortex-A8芯片通过100M/10M以太网接口与远程服务平台进行网络通信。

2.根据权利要求1所述的基于北斗通信的铁路货车状态实时监测终端，其特征在于，所述电源模块包括输入EMI保护电路、过压欠压反接保护电路、第一降压DC/DC变换电路、第二降压DC/DC变换电路、升压DC/DC变换电路、电源管理PMIC电路、超级电容充电电路以及自动切换电路；

输入EMI保护电路、过压欠压反接保护电路及第一降压DC/DC变换电路依次相连；

第一降压DC/DC变换电路与升压DC/DC变换电路相连，为LCD屏幕供电；

第一降压DC/DC变换电路与第一MOS管的源级相连，第一降压DC/DC变换电路经过超级电容充电电路与第二MOS管的源级相连，第一MOS管和第二MOS管的栅极均与自动切换电路的输出端相连，第一MOS管和第二MOS管的漏级均与电源管理PMIC电路和第二降压DC/DC变换电路相连；

所述超级电容充电电路，用于通过外部电源给超级电容充电，以及将超级电容上的电能转换成负载所需要的电压，为负载供电，同时检测外部电源电压，给自动切换电路提供控制信号；

所述自动切换电路，依据控制信号选择供电电路。

3.一种基于北斗通信的铁路货车状态实时监测方法，其特征在于，采用权利要求1-2任一项所述的基于北斗通信的铁路货车状态实时监测终端，通过车身数据采集系统实时采集车身的温度、位移及振动数据，并将该数据采用无线通信传输至数据处理系统，若数据处理系统判断车身数据采集系统采集的数据超过设定的阈值范围，则触发报警信号；

对铁路货车进行定位时采用北斗GPS模块中的GPS定位单元和北斗定位单元同时获取定位数据，当GPS定位单元和北斗定位单元获取的定位数据相差90米超过5分钟，则采用北斗定位单元获得的定位数据作为铁路货车的当前位置，否则，则采用GPS定位单元获得的定位数据作为铁路货车的当前位置；

利用数据处理系统将铁路货车的当前位置、车身数据采集系统实时采集的车身的温度、位移及振动数据以及报警信号同时存储于存储模块中，并通过GPRS远程通信模块传输至远程监控中心。

4.根据权利要求4所述的基于北斗通信的铁路货车状态实时监测方法，其特征在于，所述电源模块的掉电保护过程如下：

步骤1：电源模块上电启动，第一MOS管导通；

步骤2：利用超级电容充电电路检测电源模块输出的5V5A的信号是否正常，如果正常，则输出控制信号，使得第二MOS管关闭，第一MOS管导通，使得5V5A的信号通过第一MOS管给负载供电；否则，则发出控制信号，使得第一MOS管关闭，第二MOS管闭合，使得超级电容通过第一MOS管给负载供电，同时进行数据保存。