[发明专利]一种基于Lora通信的智能防溜系统及其通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁路车辆停车防溜领域，尤其是适用于实现对铁路现场停车智能防溜装置的实时监测及管理，具体地说是一种基于Lora通信的智能防溜系统及其通信方法。

背景技术

目前，传统防溜装置存在以下问题：防溜装置是否放置到位难以监控；发车时防溜装置是否已经取出同样难以监控；防溜装置发生被盗无法及时报警；防溜装置的领取、放置、取出和还回，均由人工操作完成，值班员无法及时判明防溜装置是否处于规范的安全状态。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提出一种基于Lora通信的智能防溜系统及其通信方法。本发明是一套基于高效、易操作、可靠性高的一种基于Lora通信的智能防溜系统，可实现对防溜装置状态的实时监控，对保障铁路安全运行具有非常重要的意义和实用价值。

本发明的技术方案是：

本发明的一种基于Lora通信的智能防溜系统，它包括若干组智能铁鞋、一个无线数据终端和一个智能防溜监控主机，所述的智能铁鞋均包括加速度传感器、超声距离传感器、温度传感器、磁场传感器、第一CPU和第一Lora通信模块，所述的加速度传感器、超声距离传感器、温度传感器和磁场传感器分别用于采集车辆停车的对应参数信息，加速度传感器、超声距离传感器、温度传感器、磁场传感器的信号输出端均与第一CPU的对应信号输入端相连，第一CPU的串口引脚TXD、RXD分别与智能铁鞋中第一Lora通信模块串口引脚RXD、TXD相连接；所述无线数据终端包括第二CPU和第二Lora通信模块，第二CPU的串口引脚TXD、RXD分别与第二Lora通信模块串口引脚RXD、TXD相连接；各智能铁鞋中第一Lora通信模块与无线数据终端中第二Lora通信模块进行基于Lora协议的通信；所述智能防溜监控主机通过以太网接口与无线数据终端相连接，采集车辆停车、智能铁鞋数据及状态并进行监控。

本发明还公开了一种基于Lora通信的智能防溜系统通信方法，基于本发明的智能防溜系统，该方法实现了智能铁鞋中第一CPU通过第一Lora通信模块与无线数据终端中第二CPU通过第二Lora通信模块之间长距离、低功耗通信，具体步骤包括：

(1)、第一CPU通信前的数据检查，包括模拟数据有效性检查、状态量逻辑检查及关键状态确认；

(2)、第一CPU将无法通过步骤(1)检查的数据认定为有问题数据，不进行组帧发送，等待下批数据生成，再次对下批数据进行通信前检查；循环检查判断，直到某批量数据通过检查则转向步骤(3)；

(3)、第一CPU生成智能防溜数据通信数据帧，并且通过第一Lora通信模块发送出去；

(4)、第二CPU通过第二Lora通信模块接收智能防溜数据通信数据帧，并进行解析、校验，接受智能防溜数据帧；

(5)、第二CPU将接受的智能防溜数据帧中各模拟量或状态量发布，供智能防溜监控主机读取应用。

具体的，步骤(1)中具体包括以下内容：

(1-1)、数据有效性检查：检查模拟量数据是否在传感器检测量程范围内，具体判断公式如下：

其中D1：车轮距离，单位是mm，占四个字节；Dk(k∈{5,6,7})：分别表示X,Y,Z轴加速度，单位是重力加速度g，各占四个字节；D8：温度，单位是℃，占四个字节；

(1-2)、状态量逻辑检查：检查各状态量数值是否符合逻辑，具体判断公式如下：

且i≠j

其中D0.7：放置到位状态，放置到位用1表示，放置不到位用0表示；D0.6：压鞋报警状态，压鞋报警用1表示，无压鞋报警用0表示；D0.5：被盗报警状态，被盗报警用1表示，无被盗报警用0表示；D0.4：溜逸报警状态，溜逸报警用1表示，无溜逸报警用0表示；

(1-3)、关键状态确认：根据模拟量数据大小，确认状态量是否正确，具体判断公式如下：

其中D2为铁鞋位移，单位是mm，占四个字节；f(X)为逻辑函数，表示若“X”为真，则函数值为1，若“X”为假，则函数值为0。

具体的，步骤(3)中第一CPU生成智能防溜数据通信数据帧具体格式如下：