[发明专利]一种基于火车声音的火车测速与测向装置及其工作方法

说明书

本发明公开了一种基于火车声音的火车测速与测向装置，包括第一声音传感模块、第二声音传感模块、第一信号调节模块、第二信号调节模块、第一AD采样模块、第二AD采样模块、DSP模块、以及接口模块，第一声音传感模块、第一信号调节模块、第一AD采样模块、DSP模块、以及接口模块顺次串联连接；第二声音传感模块、第二信号调节模块、第二AD采样模块、DSP模块、以及接口模块顺次串联连接。本发明能够解决现有有线传感器由于需要埋线施工方能投入运营，导致施工量大、周期长、且传感器的价格昂贵的技术问题，以及现有雷达测速装置和激光测速装置由于对安装位置有较高的要求，导致其使用灵活性差、且安装过程花费时间长的技术问题。

技术领域

本发明属于铁路运营安全技术领域，更具体地，涉及一种基于火车声音的火车测速与测向装置及其工作方法。

背景技术

在铁路信息化建设的快速发展下，铁路报警系统中广泛使用了火车测速和测向装置，用于判断火车与施工人员之间的距离、以及来车方向，并及时发出报警，以防止铁路施工事故的发生。

现有的火车测速装置通常是通过有线传感器、雷达测速装置、或激光测速装置实现，而火车测向装置是通过多个有线传感器、雷达测速装置、以及激光测速装置的组合实现。

然而，上述火车测距和测速装置均存在一些不可忽视的技术问题：第一，针对有线传感器(如磁钢传感器)而言，其需要埋线施工方能投入运营，施工量大，周期长，且传感器的价格非常昂贵；第二，雷达测速装置和激光测速装置都只能在无障碍物遮挡的情况下进行测速和测向操作，因此对于安装位置有较高的要求，导致其使用灵活性差，且安装过程花费时间长；第三，雷达测速装置和激光测速装置的功耗高，携带不方便。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于火车声音的火车测速与测向装置及其工作方法，其目的在于，解决现有有线传感器由于需要埋线施工方能投入运营，导致施工量大、周期长、且传感器的价格昂贵的技术问题，以及现有雷达测速装置和激光测速装置由于对安装位置有较高的要求，导致其使用灵活性差、且安装过程花费时间长的技术问题，以及现有雷达测速装置和激光测速装置的功耗高、携带不方便的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于火车声音的火车测速与测向装置，包括第一声音传感模块、第二声音传感模块、第一信号调节模块、第二信号调节模块、第一AD采样模块、第二AD采样模块、DSP模块、以及接口模块，第一声音传感模块、第一信号调节模块、第一AD采样模块、DSP模块、以及接口模块顺次串联连接；

第二声音传感模块、第二信号调节模块、第二AD采样模块、DSP模块、以及接口模块顺次串联连接。

优选地，工作时，第一声音传感模块和第二声音传感模块均与一侧铁轨平行设置，且第一声音传感模块和第二声音传感模块均与该侧铁轨垂直，第一声音传感模块与第二声音传感模块的距离d是10厘米到30厘米之间，优选为20厘米，第一声音传感模块和第二声音传感模块与该侧铁轨的距离 L是10到50米之间，优选为30米。

优选地，第一声音传感模块和第二声音传感模块完全相同，均采用 KY-037型声音传感器；

第一信号调节模块和第二信号调节模块完全相同，均包括顺次串联连接的前级放大电路、低通滤波电路、以及后级放大电路。其中前级放大电路和后级放大电路均采用ADA4625-2型运算放大器；低通滤波电路是由 ADA4625-2型运算放大器组成的3阶巴特沃斯低通滤波器，3dB截止频率 10kHz；

第一AD采样模块和第二AD采样模块完全相同，均采用AD4680型采样芯片；

DSP模块的型号是TMS320C203PZ80；

接口模块包括彼此串联连接的Lora模块和RS232串口模块。

总体而言，通过本发明所构思的以上装置与现有技术相比，能够取得下列有益效果：