本實用新型屬于列車安全運(yùn)行技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于藍(lán)牙模塊的車輛測振系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，隨著我國鐵路經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，客車運(yùn)行速度不斷提升,重載貨物列車數(shù)量不斷增多，新型高速重載列車的研究與實驗運(yùn)行等一系列工作也逐漸展開，平穩(wěn)、舒適、經(jīng)濟(jì)、安全將成為鐵路運(yùn)輸?shù)淖罱K目標(biāo)。由此，車輛運(yùn)行舒適度的檢測與評價方法將逐漸成為新型車輛研究、檢測過程中的重要工作。研究表明，振動是影響列車乘坐舒適度的最主要的影響因素。車輛測振系統(tǒng)還可作為車輛運(yùn)行質(zhì)量簡單而有效的檢查設(shè)施,對隱藏的故障有一定預(yù)警作用。

目前,國內(nèi)外生產(chǎn)、制造單通道振動測試儀的公司很多,產(chǎn)品也很多,但真正應(yīng)用于鐵路交通的幾乎沒有。同時，對于高速運(yùn)行中的車輛來說,檢測技術(shù)人員在車箱內(nèi),而振動性能檢測包含車體下面的轉(zhuǎn)向架以及軸箱等多處檢測點(diǎn),如果采用有線通信技術(shù)對檢測點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理和傳輸，則布線會嚴(yán)重影響列車氣密性,非常不便。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型為解決公知技術(shù)中存在的大多數(shù)列車上沒有安裝單通道振動測試儀，如果采用有線通信技術(shù)對檢測點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理和傳輸，則布線會嚴(yán)重影響列車氣密性,非常不便的問題而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安裝使用方便、提高工作效率的基于藍(lán)牙模塊的車輛測振系統(tǒng)。

本實用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：

該基于藍(lán)牙模塊的車輛測振系統(tǒng)包括：

分別測量列車內(nèi)X軸、Y軸、Z軸三分方向加速度值的加速度傳感器；

用于測量列車內(nèi)空氣溫度的溫度傳感器；

用于測量列車內(nèi)空氣濕度的濕度傳感器；

分別與加速度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器相連接，用于對加速度數(shù)值進(jìn)行分析與處理，對三軸加速度信號的數(shù)據(jù)采集、處理，得出車輛運(yùn)行舒適度指標(biāo)的采集端主控單片機(jī)；

與采集端主控單片機(jī)相連接，用于對舒適度指標(biāo)進(jìn)行存儲的上位機(jī)存儲器；

與采集端主控單片機(jī)無線相連接，用于將舒適度指標(biāo)進(jìn)行無線傳輸?shù)乃{(lán)牙模塊；

與藍(lán)牙模塊無線連接，用于讀取藍(lán)牙模塊中所傳輸數(shù)據(jù)的接收端主控單片機(jī)。

進(jìn)一步，所述的采集端主控單片機(jī)和接收端主控單片機(jī)上均連接有用于對舒適度指標(biāo)進(jìn)行顯示的顯示單元；所述的采集端主控單片機(jī)和接收端主控單片機(jī)上均連接有對數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)充和傳輸?shù)妮斎霐U(kuò)展接口。

進(jìn)一步，分別與加速度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、顯示單元相連接，用于提供電力供應(yīng)的電源模塊。

本實用新型采用藍(lán)牙無線通信技術(shù)對檢測點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理和傳輸，有效避免了檢測中的布線難題。將藍(lán)牙模塊無線通信技術(shù)應(yīng)用在鐵路交通系統(tǒng)，對列車運(yùn)行過程中某測量點(diǎn)的三軸加速度值進(jìn)行實時測量、采集、處理并無線傳送，有效避免有線傳輸?shù)牟季€問題，傳送數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠，系統(tǒng)可通過三軸加速度值計算得出列車實時運(yùn)行舒適度,從而為鐵路交通提升乘坐舒適性、安全性、平穩(wěn)性提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的基于藍(lán)牙模塊的車輛測振系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、采集端主控單片機(jī)；2、加速度傳感器；3、溫度傳感器；4、濕度傳感器；5、接收端主控單片機(jī)；6、上位機(jī)存儲器；7、藍(lán)牙模塊。

具體實施方式

為能進(jìn)一步了解本實用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下。

下面結(jié)合圖1對本實用新型的結(jié)構(gòu)作詳細(xì)的描述。

作為采集端主控單片機(jī)1和接收端主控單片機(jī)5的芯片，完成加速度傳感器2對三軸加速度信號的數(shù)據(jù)采集、處理和傳送功能；由于CC2540芯片引腳有限，所以選用STC89C52芯片作為采集端和接收端輔助單片機(jī)，完成對三軸加速度信號的顯示功能。同時，STC89C52具有豐富的IO口資源，也為外設(shè)提供擴(kuò)展接口。CC2540芯片中需設(shè)計兩個都外接的時鐘電路，其中一個是主時鐘，用于藍(lán)牙發(fā)送和接收，使用工作頻率為32MHz的石英晶振實現(xiàn)；另一個是睡眠時鐘，用于系統(tǒng)睡眠，使用工作頻率為32.768KHz的石英晶振實現(xiàn)。

加速度傳感器2和藍(lán)牙模塊7均采用3.3V供電，可由上位機(jī)USB接口5V電源接RT9161模塊轉(zhuǎn)換為3.3V電源提供。采用坐姿簡化公式進(jìn)行振動舒適度量值的計算，參照標(biāo)準(zhǔn)UIC513(鐵路車輛內(nèi)旅客振動舒適性評價準(zhǔn)則)的規(guī)定，待測試車廂內(nèi)共需安裝三個加速度傳感器2，分別被安裝在車廂內(nèi)中部和兩端部的地板面，每個傳感器可同時對X、Y、Z三個方向加速度值進(jìn)行測量，從而通過公式計算振動舒適度值。

溫度傳感器3和濕度傳感器4選擇數(shù)字式溫濕度傳感器DHT11模塊。其溫度測量范圍：0度-50度，溫度測量誤差：±2度；濕度測量范圍：20％-95％(0度-50度范圍)，濕度測量誤差：±5％。

上位機(jī)存儲器6通過串行通信與采集端主控單片機(jī)1進(jìn)行通訊，串行通信的特點(diǎn)是通信線路簡單，只要一對傳輸線就可以實現(xiàn)雙向通信，成本低，適用于遠(yuǎn)距離通信，以便數(shù)據(jù)的分析、處理與存儲。實驗過程中，若采集數(shù)據(jù)量很大，上位機(jī)存儲器6方便數(shù)據(jù)的存儲和進(jìn)一步數(shù)據(jù)分析。

電源模塊設(shè)置兩個穩(wěn)壓電壓源，考慮micro USB口供電電壓比較穩(wěn)定，故電壓源設(shè)計中帶有USB供電接口。藍(lán)牙模塊7選用TI公司的CC2540芯片，完成三軸加速度值的采集、處理、發(fā)送和接收功能。輸入擴(kuò)展接口主要是將CPU芯片各引腳引出，為下一步擴(kuò)充系統(tǒng)功能做準(zhǔn)備。

加速度傳感器2選用ADXL345加速度傳感器；ADXL345加速度傳感器2對車輛行進(jìn)過程中X、Y、Z三個方向加速度值進(jìn)行測量；溫度傳感器3和濕度傳感器4分別檢測車輛室內(nèi)空氣溫度和濕度；采集端主控單片機(jī)1結(jié)合加速度值進(jìn)行分析與處理，得出車輛運(yùn)行舒適度指標(biāo)；數(shù)據(jù)在顯示單元上顯示并上傳至上位機(jī)存儲備用；采集端主控單片機(jī)1中的數(shù)據(jù)經(jīng)藍(lán)牙模塊7發(fā)送給接收端主控單片機(jī)5；數(shù)據(jù)通過接收端主控單片機(jī)5在顯示單元上顯示，數(shù)據(jù)分別在采集端主控單片機(jī)1和接收端主控單片機(jī)5上顯示，其目的是為對比藍(lán)牙無線通信的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

藍(lán)牙模塊7得電后自動搜索采集端主控單片機(jī)1和接收端主控單片機(jī)5，并形成無線連接；采集端主控單片機(jī)1、接收端主控單片機(jī)5、加速度傳感器2、溫度傳感器3、濕度傳感器4進(jìn)行初始化設(shè)置，并對所檢測的數(shù)值量進(jìn)行采集，采集端主控單片機(jī)1檢測到數(shù)值采集完畢后，通過藍(lán)牙模塊7傳輸?shù)浇邮斩酥骺貑纹瑱C(jī)5，接收端主控單片機(jī)5通過顯示單元進(jìn)行顯示。

以上所述僅是對本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。