本發(fā)明涉及智能監(jiān)測技術領域，具體涉及一種機車用空氣干燥器智能監(jiān)測儀。

背景技術：

目前，機車用干燥器的控制器普遍存在數(shù)據(jù)封閉、監(jiān)控不同步、參數(shù)修改難等技術問題，只能通過led或者數(shù)碼管實現(xiàn)來進行數(shù)據(jù)指示，監(jiān)控功能不強。鐵路運營部門通過一個維修周期的定期維護或者用顯示鏡端觀察變色硅膠的顏色變化，來獲取干燥器目前的狀態(tài)信息和凈化空氣質量信息。如果采用一個維修周期對干燥器維護，固然能解決問題。但是，針對干燥器提前失效或者干燥器在一個維護周期內仍然處于完好狀態(tài)的情況，就顯得很不方便。如果采用變色硅膠方式從顯示鏡觀察，由于干燥器安裝在車體底部或箱體內，則不能起到直觀作用，無法實現(xiàn)對溫度、壓力以及空氣質量的無線實時監(jiān)測。

如果需要修改參數(shù)，則需將干燥器全部拆開來重新設置。此外，電路的通斷都是通過繼電器或者光耦來實現(xiàn)，抗干擾性差，使用壽命短。

綜上所述，干燥器的現(xiàn)有技術存在以下不足之處：①控制器無法實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)監(jiān)控；②控制器無法實現(xiàn)工作參數(shù)修改；③控制器采用線圈繼電器控制，存在噪音及干擾，穩(wěn)定性不高；④無法明確故障原因，檢修困難；⑤無手持機的便攜式實時監(jiān)測。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種能實時修改并監(jiān)控控制器主機參數(shù)的機車用空氣干燥器智能監(jiān)測儀。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案：一種機車用空氣干燥器智能監(jiān)測儀，包括置于干燥器內部的控制器主機和供操作人員使用的手持機，控制器主機包括電源電路、啟動電路、溫度傳感器電路、壓力傳感器電路、露點傳感器電路、微控制器電路、輸出控制電路、報警電路、無線傳輸電路，微控制器電路通過電氣線路與其他各電路實現(xiàn)連接，并均集成在一塊主板上；電源電路將直流110v電壓變?yōu)橹绷?2v、5v和3.3v電壓，包括防高壓電路和限流電路，防高壓電路級別為4kv，限流電路在控制器主機出現(xiàn)異常時工作，保護主機不被破壞；啟動電路用于啟動主機，并將當前檢測到的數(shù)據(jù)信息通過無線傳輸電路實時傳輸至手持機；溫度傳感器電路包括環(huán)境溫度檢測用溫度傳感器、主機保護用溫度傳感器和各自的信號變換電路，提供干燥器正常工作時加熱器啟停數(shù)據(jù)和主機溫度判定；壓力傳感器電路包括壓力傳感器和信號變換電路，用于檢測環(huán)境壓力，并將壓力信號轉換為主機可以識別的電平信號；露點傳感器電路包括露點傳感器和信號變換電路，用于檢測當前環(huán)境露點，并將傳感器產(chǎn)生的電流信號轉換為電壓信號供主機進行溫度判定；微控制器電路包括arm處理器、監(jiān)控復位電路、系統(tǒng)時鐘、程序下載接口、主板過熱保護電路，arm處理器通過電氣線路與內部其他部分實現(xiàn)電氣連接并傳輸數(shù)據(jù)；輸出控制電路包括隔離驅動器、加熱器端口、電磁閥端口，采用高低壓隔離設計，利用集成的cmos隔離柵傳輸控制器主機發(fā)出的控制信號；報警電路包括隔離驅動器、報警輸出，板載溫度傳感器對控制器主機進行過熱檢測，當環(huán)境溫度檢測用溫度傳感器失效時，啟動應急程序；無線傳輸電路將控制器主機的系統(tǒng)信息傳送至手持機。

作為優(yōu)選方案，手持機包括電源電路、按鍵矩陣電路、微控制器電路、報警顯示電路、無線傳輸電路，微控制器電路通過電氣線路與其他各電路實現(xiàn)連接，并均集成在一塊主板上。

作為優(yōu)選方案，電源電路將電池電壓轉變?yōu)?v和3.3v電壓，矩陣按鍵電路包含按鍵若干，用于對智能監(jiān)測儀進行操作；微控制器電路包括arm處理器、監(jiān)控復位電路、系統(tǒng)時鐘、程序下載接口，arm處理器通過電氣線路與內部其他部分實現(xiàn)電氣連接并傳輸數(shù)據(jù)；報警顯示電路包括報警指示燈、蜂鳴器和功能顯示屏；無線傳輸電路將手持機的指令信息傳送至控制器主機。

作為優(yōu)選方案，無線傳輸電路可采用無線藍牙、無線wifi、2.4g無線數(shù)據(jù)或5g無線數(shù)據(jù)方式中的任意一種。

本發(fā)明的有益效果：采用無線藍牙模塊，將系統(tǒng)信息傳送至手持機，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的實時監(jiān)控，數(shù)據(jù)實時更新，更可反向設置主機的工作參數(shù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明主機的功能框圖。

圖2為本發(fā)明手持機的功能框圖。

具體實施方式

下面結合實施例中的附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明。

如圖1～2所示，機車用空氣干燥器智能監(jiān)測儀包括置于干燥器內部的控制器主機和供操作人員使用的手持機。

控制器主機包括電源電路、啟動電路、溫度傳感器電路、壓力傳感器電路、露點傳感器電路、微控制器電路、輸出控制電路、報警電路、無線傳輸電路，微控制器電路通過電氣線路與其他各電路實現(xiàn)連接，并均集成在一塊主板上。

電源電路將110v（實際波動范圍77v～137.5v）直流高壓通過濾波電路、高低壓隔離后，得到純凈的直流電壓，經(jīng)過降壓電路轉換為直流12v、5v、3.3v電壓供各個模塊電路使用，本電路中設計了防高壓和限流電路，具備限流、防高壓沖擊能力。防高壓電路在整個干燥器遭遇雷擊或者靜電沖擊時能有效地保護主機穩(wěn)定，防高壓電路級別為4kv；限流電路是經(jīng)過準確計算整個電路的電流消耗并留出一定余量過后進行設計，保證電路工作在一個正常的范圍內，一旦控制器主機電路出現(xiàn)異常時，限流電路隨即啟動，保護主機不被破壞，確保整個系統(tǒng)安全。

啟動電路用于啟動主板，當未檢測到外界提供的啟動信號時，主板處于待機狀態(tài)；當接收到啟動信號后，主機開始工作，將當前檢測到的溫度、壓力等數(shù)據(jù)通過無線傳輸電路實時傳輸至手持機，同時按照設定的參數(shù)控制電磁閥和加熱器工作。

溫度傳感器電路包括環(huán)境溫度檢測用溫度傳感器、主機保護用溫度傳感器和各自的信號變換電路，提供干燥器正常工作時加熱器啟停數(shù)據(jù)和主機溫度判定。一路用于檢測環(huán)境溫度，該溫度為監(jiān)測儀正常工作時的加熱器啟動和停止信號，另外一路置于主板上，為保護用溫度傳感器，如果環(huán)境溫度傳感器異常，可能會導致加熱器持續(xù)加熱升溫，因此保護傳感器檢測到溫度處于設定的極限高溫時，會啟動應急程序，保護整個系統(tǒng)處于可控的工作狀態(tài)。信號變換電路將溫度信號轉換為電壓信號供主機進行溫度判定。

壓力傳感器電路包括壓力傳感器和信號變換電路，用于檢測環(huán)境壓力，并將壓力信號轉換為主機可以識別的電平信號。

露點傳感器檢測當前環(huán)境露點，信號變換電路將傳感器產(chǎn)生的電流信號轉換為電壓信號供主機進行溫度判定。

主板過熱保護電路是采用板載溫度傳感器進行檢測，當環(huán)境溫度傳感器失效時會應急啟動，保護整個系統(tǒng)安全。

微控制器電路包括arm處理器、監(jiān)控復位電路、系統(tǒng)時鐘、程序下載接口、主板過熱保護電路，arm處理器通過電氣線路與內部其他部分實現(xiàn)電氣連接并傳輸數(shù)據(jù)。實時讀取各路傳感器信息，分析數(shù)據(jù)并執(zhí)行相應的操作。

報警電路包括隔離驅動器、報警輸出，板載溫度傳感器對控制器主機進行過熱檢測，當環(huán)境溫度檢測用溫度傳感器失效時，啟動應急程序。采用隔離型fet驅動器，利用集成的cmos隔離柵傳輸電源，消除了通常所需的隔離的次級側開關電源，減少了系統(tǒng)成本和復雜性，專用的機車級器件，提供整個使用壽命和溫度范圍的極佳穩(wěn)定性。

無線傳輸電路將控制器主機的系統(tǒng)信息傳送至手持機手持機用于實時顯示干燥器當前工作狀態(tài)，壓力、溫度實時數(shù)據(jù)及進行參數(shù)設置。

手持機包括電源電路、按鍵矩陣電路、微控制器電路、報警顯示電路、無線傳輸電路，微控制器電路通過電氣線路與其他各電路實現(xiàn)連接，并均集成在一塊主板上。電源電路將電池電壓轉變?yōu)?v和3.3v電壓，矩陣按鍵電路包含按鍵若干，用于對智能監(jiān)測儀進行操作；微控制器電路包括arm處理器、監(jiān)控復位電路、系統(tǒng)時鐘、程序下載接口，arm處理器通過電氣線路與內部其他部分實現(xiàn)電氣連接并傳輸數(shù)據(jù)；報警顯示電路包括報警指示燈、蜂鳴器和功能顯示屏；無線傳輸電路采用無線藍牙、無線wifi、2.4g無線數(shù)據(jù)或5g無線數(shù)據(jù)方式中的任意一種，將手持機的指令信息傳送至控制器主機。

手持機包含如下兩個操作界面：①普通使用界面，只能進行實時信息的查看，用于普通鐵路人員進行數(shù)據(jù)采集和分析，維修等；②管理界面，包含實時數(shù)據(jù)顯示，報警溫度設置，加熱器啟動參數(shù)設置，電磁閥參數(shù)設置，機車匹配及管理等眾多管理功能，用于鐵路高級工程師、鐵路系統(tǒng)開發(fā)工程師調試整個系統(tǒng)。

目前，干燥控制器控制部分的設計思路普遍為led或者數(shù)碼管，數(shù)據(jù)反饋沒有實時性，想要看具體參數(shù)，需拆開機箱，用萬用表或者其他測試設備去測量，雖然簡單，但是維修保養(yǎng)難度高，且無法實時掌控當前工作狀態(tài)。本發(fā)明采用無線藍牙模塊，將系統(tǒng)信息傳送至手持機，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的實時監(jiān)控，數(shù)據(jù)實時更新，更可反向設置主機的工作參數(shù)，整個無線系統(tǒng)采用美國工業(yè)級藍牙模塊，安全穩(wěn)定，開創(chuàng)機車干燥器控制器的無線先河。

手持機作為創(chuàng)新系統(tǒng)的一個重要部分，是物聯(lián)網(wǎng)思維應用的重要體現(xiàn)。手持機將藍牙接收到的數(shù)據(jù)通過高亮240*320顯示屏顯示出來，直觀且全面，整機采用低功耗設計，持續(xù)待機60天左右，而充滿只需要兩小時，就算急用，也可以保證絕大多數(shù)情況下的日常使用，手持系統(tǒng)具有兩個重要功能：

（1）參數(shù)監(jiān)控

開機后進入常規(guī)的普通使用界面，屏幕實時顯示當前系統(tǒng)工作的各個狀態(tài)，如溫度，壓力等，在主機出現(xiàn)異常時，進行聲光提醒，提示維修或者故障點，提供完善的主機系統(tǒng)檢測，極大的方便整個干燥器的維修和保養(yǎng)。

（2）參數(shù)設置

進入密碼保護的管理界面，可以設置干燥器的工作參數(shù)，報警溫度，復位，重啟整個系統(tǒng)，設置匹配不同的主機等等，因此在干燥器的參數(shù)需要調整時無需將干燥器從機車上拆下或者將干燥器拆開，只需匹配上需要調整參數(shù)的主機，將新的參數(shù)通過無線寫入，即可更新工作參數(shù)。

本發(fā)明并不限于上述實施方式，在所屬技術領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨和原則的前提下做出各種變化。