基于LoRa的免维护轨道条件监测系统
系统与控制
2025-07-24 v1 系统与控制
摘要
随着铁路运输量的不断增长，传统的轨道巡检主要依赖人工巡检和大型检查设备，这些方法不仅巡检频率低、响应滞后，而且存在高风险、高成本和容易漏检等缺点。为此，本文设计并实现了一个基于LoRa模块LM401的免维护轨道无线监测系统。每个监测节点包括STM32微控制器、LM401 LoRa收发器、低功耗ADXL362三轴加速度传感器、数字温度传感器(LMT85)和数字气压传感器(RSCM17100KP101)。系统通过SPI1接口在节点端采集振动数据，定期读取温度和气压信息，并通过LoRa星型拓扑将数据打包发送至距离500米内的集中式网关；网关随后通过4G模块将数据实时上传至云端服务器，支持MQTT协议。实验室测试和现场部署表明，该系统可实现0.01g的加速度分辨率，将维护成本降低约70%，提高监测效率超过5倍。该系统为智能铁路健康管理提供了可靠手段，未来计划引入射频能收集技术，以实现无需电池的自动唤醒，并扩展至城市桥梁、隧道和环境监测等多场景应用。
引用
@article{arxiv.2507.17156,
title = {Maintenance-free condition monitoring system based on lora},
author = {Honglin Zhang and Mingtong Chen and Zhengbao Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.17156},
year = {2025}
}