针对机车机械师和列车安检员不能够及时发现列车热轴现象问题,本文设计了基于LoRa无线技术的动车组列车轴温监测系统,该系统由采集节点和手持监测终端两部分组成。采集节点能够实时通过温度传感器采集列车轴温的温度,一旦温度过度不正常,即通过基于LoRa无线技术的无线模块发送到手持终端,发出告警信号。此外采集节点还具有自检、低电量提醒等功能。手持终端能够实时接收并显示采集节点发送的轴温信息,并能够将轴温信息写入SD卡进行存储,为研究人员后续的研究提供准确可靠的实验数据。该系统经过大量测试,能够满足列车监测需要。 为无线手持终端的功能示意图。图１无线监测系统采集节点功能示意图图２无线监测系统手持终端功能示意图１．１ＭＣＵ微控制器硬件设计ＳＴ是基于内核的微处理器。相对于市场上常用的列功耗更低，并且具有系列同样的性能，它在物联网、工业控制、汽车行业嵌入式系统等行业应用十分广泛。除此之外，还具有丰富的外围设备，具有丰富的外围Ｉ／Ｏ引脚，标准的ＳＰＩ协议通信接口、Ｉ２Ｃ协议接口、高精度的ＡＤＣ数模转换单元。图３为采集节点和手持终端的ＭＣＵ微控制器最小系统图。１．２无线通信模块硬件设计为了适应列车运行环境的复杂性，设计了基于ＬｏＲａ无线技术的无线通信传输模块，ＬｏＲａ是一种基于扩频技术的远距离无线传输技术，最早由美国Ｓｅｍｔｅｃｈ公司采用和推广。无线通信传输模块的控制核心采用ＳＸ１２７８，  本文由公司网站张家港切管机网站采集转载中国知网网络资源整理! http://www.qieguanji.cc该收发器主要采用ＬｏＲａ远距离调制解调器，接收灵敏度可达－１４８ｄＢｍ，能够最大限度降低电流消耗，解决了传统设计方案无法同时兼顾距离、抗干扰和功耗的问题。无线监测系统设计-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港液压滚圆机滚弧机折弯机图４为设计的ＳＸ１２７８接口示意图。１．３功率增强模块硬件设计由于监测对象环境比较复杂，考虑到监测对象所处位置的复杂性和恶劣性，为确保监测数据能够准确无误地发送手持监测终端，设计了功率放大电路。本文采用ＢＬＴ５３Ａ功率放大芯片，它提供了ＤＣ－３Ｇ图４ＳＸ１２７８接口示意图图５ＢＬＴ５３Ａ功率增强模块电路图２监测节点软件的设计软件设计主要涉及到无线发射器和无线手持接收器的编程，以及两者之间的数据传输帧结构的构造。２．１无线采集节点软件设计由于轴温报警器分别分布在各个车厢，且轴温报警器通信协议已经标准化，为此无线采集节点的采集协议必须按照轴温报警器的通信方式进行编程。为了避免所有的无线采集节点同时将采集的温度信息发送给无线手持终端，产生信息“內爆”现象，引入了基于ＴＤＭＡ的通信方式，无线采集节点分别在自己的通信时隙内将采集的温度信息发送给无线手持终端。无线采集节点信息发送经过两个过程：①采集节点开机等待手持终端的导频命令。②采集节点接收到导频命令后，按照接收到的手持终端时隙命令，发送采集到的温度信息。无线采集节点程序流程图如图６所示。２．２无线手持终端的软件设计无线手持终端具有三种功能：①向无线采集节点发送并采集命令，控制着采集节点的运行状态。图６无线采集节点程序流程图②通过显示模块显示轴温信息、车辆ＩＤ号、车辆种类等信息。③具有报警功能，通过判断采集的轴温信息是否在正常范围内，若出现异常，则微控制器通过报警单元向列车巡检员发送报警信号，以便列车人员作出及时处理。无线手持终端的程序流程图如图７所示。图７无线手持终端程序流程图２．３无线监测系统信息传输数据帧结构构建无线采集节点采集到轴温信息之后，为了保证数据传输的准确性和可控性，设计了无线数据传输帧结构，该数据帧结构由帧头（Ｓ无线监测系统设计-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港液压滚圆机滚弧机折弯机  本文由公司网站张家港切管机网站采集转载中国知网网络资源整理! http://www.qieguanji.cc