[发明专利]一种铁路轨道板检测装置及检测方法

说明书

本发明公开了一种铁路轨道板检测装置，包括：角度传感器，用于采集轨道板当前X、Y、Z角度；MCU模块，用于将采集的当前X、Y、Z角度与轨道板初始X、Y、Z角度做比较，判断轨道板偏转方向以及偏转角度；无线通信模块，用于将采集的当前X、Y、Z角度、计算得到的轨道板偏转方向以及偏转角度上传至服务器；服务器，用于接收并保存采集的当前X、Y、Z角度、计算得到的轨道板偏转方向以及偏转角度；并公开了一种铁路轨道板检测方法。本发明检测精度高、可靠性高，克服了人工检测的缺陷，并且模块功耗低，电池使用寿命长。

技术领域

本发明属于物联网技术领域，具体涉及一种铁路轨道板检测装置及检测方法。

背景技术

窄带物联网(Narrow Band Internet of Things，NB-IoT)是万物互联网络的一个重要分支，NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180kHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。

我国高速铁路轨道结构主要采用了有砟轨道和无砟轨道两种形式。目前大面积使用的为无砟轨道，无砟轨道由于取消了传统的碎石道床结构，轨道保持几何状态能力提高，轨道稳定性强，维修工作量少，成为了高速铁路轨道结构新的发展方向。在岩土工程中，需要保证工程质量和保证工程安全均需要安装和使用各类传感器，例如要监测应变则采用应变计，要监测沉降则采用沉降传感器，要监测位移则采用位移传感器，要监测角度变化则采用角度传感器，例如采用角度传感器监测高速列车转向架和客车车厢的倾斜角度，其存在的技术缺陷是：角度传感器的功耗高、角度传感器若不连续工作，就会产生零点偏移。且随科技的发展，目前传感器数据传输均是向无线物联网方向发展，数据均为海量存储云平台展示。传感器的各类数据对工程建设具有指导性甚至是决定性的意义，如不准确及及时监测可能造成工程质量的缺失甚至造成灾难性事故。

我国对轨道板角度变化的检测主要是依靠现场人工检查，靠视觉观察。当轨道板角度变化较大时，才能被肉眼识别。受夜间检查环境影响，这种作业费时费力，效果不佳。因此，需要研究新的方法来监测轨道板的角度变化。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种铁路轨道板检测装置及检测方法。

本发明所采用的技术方案为：一种铁路轨道板检测装置，包括：

角度传感器，用于采集轨道板当前X、Y、Z角度；

MCU模块，用于将采集的当前X、Y、Z角度与轨道板初始X、Y、Z角度做比较，判断轨道板偏转方向以及偏转角度；

无线通信模块，用于将采集的当前X、Y、Z角度、计算得到的轨道板偏转方向以及偏转角度上传至服务器；

服务器，用于接收并保存采集的当前X、Y、Z角度、计算得到的轨道板偏转方向以及偏转角度；

其中，所述角度传感器与MCU模块通信连接，MCU模块通过无线通信模块与服务器通信连接。

通过角度传感器自动且精确地采集轨道板当前X、Y、Z角度，避免了传统人工检测方式的局限，提高了检测的精度以及可靠性，且在夜间也可实时检测角度变化；MCU模块将检测的X、Y、Z角度数据与初始的X、Y、Z角度数据进行比较，即可自动地判断轨道板偏转方向以及偏转角度；角度传感器采集的数据以及MCU模块计算得到的轨道板偏转方向以及偏转角度数据，通过无线通信模块上传至服务器。

可选地，所述MCU模块包括PIC16LF18346芯片以及与该芯片相连的R485接口电路以及外围电路。

可选地，所述无线通信模块包括相互连接的NB-IOT无线通信模块和SIM模块。