本实用新型涉及高铁轨道铺设技术领域，具体涉及一种用于轨道板安装的zigbee数据传输装置。
背景技术：
crtsⅲ型轨道板，已经成为新建高铁线路的主要路基。以p4856为例，是一块约2.5m×5m的预制板，重量约为7吨。上下、左右、前后方向铺设的精度要求≤3mm，为保证铺设精度，现有技术提供了一种调整轨道板铺设位置的技术方案，使用全站仪测量得出轨道板的偏移程度，再通过自动控制的方式使用精调爪，根据轨道板的偏移程度调整轨道板的位置。
上述技术方案中，要使用工控机接收全站仪的测量数据，以及发送控制信号给精调爪的控制装置。因现场施工地面情况较为复杂，一般不使用有线传输方式，而是使用无线传输方式。常用的无线传输方式有4g、wifi、zigbee等等。其中zigbee因其组网成本低、支持大量网上节点，较为适合轨道板安装时的低速数据传输控制系统。但zigbee使用的是2.4ghz频段，此频段是公开使用频段，在此频段还有其它大量的干扰信号。而在轨道板安装现场，又很多其它的仪器设备，这些仪器设备在进行无线信号控制和无线数据传输时，都可能会对zigbee的数据传输带来一定影响。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种用于轨道板安装的无线数据传输装置，以解决现有技术中存在的zigbee使用2.4ghz频段在轨道板安装过程中进行数据传输时，施工现场在2.4ghz频段还有其它大量的干扰信号，会对zigbee的数据传输带来一定影响的技术问题。
本实用新型采用的技术方案是一种用于轨道板安装的zigbee数据传输装置，包括依顺次相电连接的定向天线、数字滤波器、衰减器模块、放大器模块、zigbee模块和接口转换器；
定向天线为垂直极化定向天线；
衰减器模块为程控衰减器模块；
放大器模块为低噪声多级放大器模块。
进一步的，数字滤波器包括依顺次相连接的a/d转换器、计算单元、d/a转换器。
进一步的，数字滤波器的通带带宽为5-15khz。
进一步的，接口转换器为rs485接口转换器。
由上述技术方案可知，本实用新型的有益技术效果如下：
1.在轨道板安装现场，使用定向天线，zigbee模块仅在4个精调爪与工控机连线的方向上发射及接收的射频信号特别强,而在其他的方向上发射及接收射频信号极小，可以较大的削弱现场其它仪器设备在2.4ghz频段发出的射频信号对zigbee模块的影响。使用垂直极化定向天线，不易在大地表面产生极化电流，从而避免了能量的大幅衰减，可以保证信号的有效传播。
2.联合使用程控衰减器模块和低噪声多级放大器模块，可以将干扰信号在进入zigbee模块前，先进行一次衰减后再进行多级放大，在后级信号处理时可以在有效衰减干扰信号的同时，避免出现有用信号的削波失真。如果施工现场的干扰信号强度较大，比如在基站附近进行施工，可以将程控衰减器的衰减量加大，对干扰信号产生更好的削弱效果。
3.在定向天线和衰减器模块之间电连接数字滤波器，数字滤波器的带宽设为5-15khz，既能滤除干扰信号又不影响数据低速传输的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本实用新型实施例1的电原理框图。
图2为本实用新型实施例2的电原理框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例1
如图1所示，本实用新型提供一种用于轨道板安装的zigbee数据传输装置，包括依顺次相电连接的定向天线、衰减器模块、放大器模块、zigbee模块和接口转换器；
定向天线为垂直极化定向天线；
放大器模块为低噪声多级放大器模块；
衰减器模块为程控衰减器模块。
以下对本实施例的工作原理进行详细说明：
在轨道板安装的施工现场，分别在工控机和4个精调爪控制装置上连接本实用新型的zigbee数据传输装置。zigbee模块的型号可选用zg120-485，接口为rs485，使用rs485接口转换器与工控机的usb口相连接；zigbee模块与精调爪控制装置的plc可以直接使用rs485接口对接。zigbee模块的信号输入端选用sma接口，在其输入端依顺次连接有定向天线、放大器模块和衰减器模块。因为施工现场需要进行数据传输的设备基本都设在地面，且离地面高度不超过1米，也就是基本贴近地表在进行数据传输，所以在本实施例中，定向天线选用垂直极化定向天线，型号可选用mzwd-201；垂直极化方式不易在大地表面产生极化电流，从而避免了能量的大幅衰减，可以保证信号的有效传播。在现场安装施工布置时，与工控机相连接的zigbee数据传输装置放在工控机的旁侧，与4个精调爪控制装置相连接的zigbee数据传输装置分别放在4个精调爪的旁侧，然后调整这5个定向天线的方向，使工控机旁侧的定向天线与4个精调爪旁侧的定向天线的特定接收方向相对，并基本保持在一条直线上。这样，zigbee模块仅在4个精调爪与工控机连线的方向上发射及接收的射频信号特别强,而在其他的方向上发射及接收射频信号极小，可以较大的削弱现场其它仪器设备在2.4ghz频段发出的射频信号对zigbee模块的影响。
在施工现场，在工控机和精调爪之间，也还存在少部分2.4ghz频段的干扰信号。为消除这部分干扰信号的影响，在定向天线后端、zigbee模块前端，联合使用衰减器模块和放大器模块，具体的，使用程控衰减器模块和低噪声多级放大器模块；可以将干扰信号在进入zigbee模块前，先进行一次衰减后再进行多级放大，在后级信号处理时可以在有效衰减干扰信号的同时，避免出现有用信号的削波失真。为降低对增加元器件后对链路信噪比的影响，在本实施例中，放大器模块选用低噪声放大器adl5521和adl5523级联，组成低噪声多级放大器模块。衰减器模块选用程控衰减器模块，可以在zigbee数据传输装置使用前进行参数调整，如果施工现场的干扰信号强度较大，比如在基站附近进行施工，可以将程控衰减器的衰减量加大，对干扰信号产生更好的削弱效果。
实施例2
在施工现场，有较小的可能性会出现干扰信号的功率大于zigbee模块的发射功率，在这种情况下采用实施例1的电路，不能很好的减少干扰信号的影响。
为解决上述技术问题，在实施例1的基础上进一步优化，如图2所示，采用在定向天线和衰减器模块之间电连接数字滤波器的方案。在轨道板安装的施工现场，因为需要传输的实时数据量并不大，可以将滤波器的通带做得很窄即可满足数据传输的要求。在本实施例中，将数字滤波器的带宽做到5-15khz范围内，优选为10khz,尽可能对干扰信号进行滤除；这样既能滤除干扰信号又不影响数据低速传输的影响。
在本实施例中，数字滤波器由依顺次相连接的a/d转换器、计算单元、d/a转换器组成；计算单元可选用fpga实现，型号为lcmxo2-256ze-1sg32i。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。
1.一种用于轨道板安装的zigbee数据传输装置，其特征在于：包括依顺次相电连接的定向天线、数字滤波器、衰减器模块、放大器模块、zigbee模块和接口转换器；
所述定向天线为垂直极化定向天线；
所述衰减器模块为程控衰减器模块；
所述放大器模块为低噪声多级放大器模块。
2.根据权利要求1所述一种用于轨道板安装的zigbee数据传输装置，其特征在于：所述数字滤波器包括依顺次相连接的a/d转换器、计算单元、d/a转换器。
3.根据权利要求1或2所述一种用于轨道板安装的zigbee数据传输装置，其特征在于：所述数字滤波器的通带带宽为5-15khz。
4.根据权利要求1所述一种用于轨道板安装的zigbee数据传输装置，其特征在于：所述接口转换器为rs485接口转换器。
技术总结