[发明专利]一种基于自供电的列车无线传感网络系统

说明书

本发明公开了一种基于自供电的列车无线传感网络系统，包括发电装置、集中供电装置和多个无线传感设备，集中供电装置的第一端连接发电装置，集中供电装置的第二端分别连接各个无线传感设备，通过将发电装置安装于轴箱内，且采用电磁感应原理发电，技术成熟、可靠性高、安全性强、发电功率大，对无线传感器无严苛的低功耗要求，从而对无线传感器的应用限制较小；同时，通过集中供电装置将发电装置产生的电能对同一转向架的所有无线传感设备进行集中供电，能够减少电缆布线，降低设备成本和安装工作量。

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，特别涉及一种基于自供电的列车无线传感网络系统。

背景技术

为了对轨道交通车辆走行部进行状态监测，需要在走行部的指定监测位置安装传感器，目前普遍采用的是有线传感器，而采用有线传感器由于需要进行实体线路的规划及布置，在走行部空间有限的情况下，导致采用有线传感器会面临布线困难的问题。为了解决前述问题，可以采用无线传输方式，即将有线传感器改为无线传感器，而采用无线传感器由于整个传感网络系统需尽量不采用实体线路，因此需要解决无线传感器的供电问题。

目前解决无线传感器供电问题主要有两种途径，一种方案是在传感器内部集成储能电池，但是在轨道交通强振动条件下，储能电池方案的安全可靠性无法有效保障，同时，由于储能电池容量有限，一方面因为要实现无线传感器低功耗从而对应用形成较大制约，另一方面需要按一定的周期更换储能电池或无线传感器(对于一次性无线传感器)，既增加了使用成本，同时也增加了维护成本；另一种方案是为每一只传感器采用将机械能(主要是振动所产生)转换为电能的发电装置，但是由于发电功率有限，一方面因为要实现无线传感器低功耗从而对应用形成较大制约，另一方面需要为每只无线传感器配一个发电装置，导致尺寸变大，限制了该方案的应用。

综上所述，如何设计一种能够避免对应用形成较大制约，同时又能减少电缆布线的列车无线传感网络系统，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于自供电的列车无线传感网络系统，通过将发电装置安装于轴箱内，且采用电磁感应原理发电，发电功率大，对无线传感器无严苛的低功耗要求，从而对无线传感器的应用限制较小；同时，通过集中供电装置将发电装置产生的电能对同一转向架的所有无线传感设备进行集中供电，能够减少电缆布线，降低设备成本和安装工作量。

本发明提供一种基于自供电的列车无线传感网络系统，包括发电装置、集中供电装置和多个无线传感设备，所述集中供电装置的第一端连接所述发电装置，所述集中供电装置的第二端分别连接各个所述无线传感设备；

所述发电装置安装于列车轴箱内，用于在车轴的带动下，利用电磁感应原理发电以产生交流电压信号，并输出至所述集中供电装置；

所述集中供电装置安装于列车转向架上，用于将所述交流电压信号转换为直流电压信号，并分别输出至各个所述无线传感设备；

所述无线传感设备安装于列车被测部件上，用于采集所述被测部件的监测信号。

优选地，所述发电装置包括定子及设置于所述定子中部的转子，所述转子包括转子骨架及设置于所述转子骨架外周的生磁部，所述定子包括定子骨架及设置于所述定子骨架内周的发电部，所述发电部通过输出电线连接所述集中供电装置的第一端。

优选地，所述生磁部包括若干永磁体，所有所述永磁体的单个磁极向外设置，相邻所述永磁体的磁极反向设置。

优选地，所述转子骨架的外周设置有若干卡接槽，一个所述永磁体对应插装于一个所述卡接槽中。

优选地，所述转子骨架包括圆柱形的第一骨架主体及设置于所述第一骨架主体外周的若干固定件，所述卡接槽设置于相邻所述固定件之间，所述固定件与所述第一骨架主体可拆卸连接。

优选地，所述卡接槽为T形槽，所述永磁体为插装于所述T形槽中的T形磁体。