技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种自发电的轨道交通照明及LoRa信号转发装置，属于智慧交通领域。
背景技术
[0002] 我国地大物博，资源丰富，合理利用资源是我国可持续发展的根本。
风能作为可再生资源，一直是我国建设绿色环保国家的重中之重。如何合理有效的利用好
风力资源，是中国现阶段可持续发展战略所面对的一个重要问题。在中国人数众多，总量大，人均少的大环境下，利用
风能这种可再生资源是根本。
[0003] 现有的轨道交通照明及LoRa信号转发装置功能繁杂，功耗较高，供电依赖有线供电，不环保且不易操作。
发明内容
[0004] 本实用新型要解决的技术问题是提供了一种自发电的轨道交通照明及LoRa信号转发装置，可以实现轨道车辆与
云端
服务器之间的通讯，同时可以根据轨道车辆和云服务器发送指令的方式，打开照明灯，以供急需。
[0005] 本实用新型采用的技术方案是：一种自发电的轨道交通照明及LoRa信号转发装置，包括自发电模
块S1000、通信控
制模块S2000，自发电模块S1000包括依次连接的垂直轴风力发电模块S1001、三相整流稳压充电模块S1002、
蓄电池及降稳压模块S1003，通信
控制模块S2000包括STM8L处理器模块S2001、GPRS通信模块S2002、光耦照明控制模块S2003、LoRa通信模块S2004，
蓄电池及降稳压模块S1003通过电源线与通信控制模块S2000连接，STM8L处理器模块S2001分别与GPRS通信模块S2002、LoRa通信模块S2004双向通讯连接，STM8L处理器模块S2001的输出端同时与光耦照明控制模块S2003的输入端连接，GPRS通信模块S2002与云端服务器连接， LoRa通信模块S2004分别与轨道车辆的控制台、LoRa基站连接，LoRa基站与云端服务器连接。
[0006] 具体地，所述的垂直轴风力发电模块S1001用于利用轨道车辆驶过时，产生风力的冲击力，带动垂直风力发电的扇叶转动，将风能转化为
电能，三相整流稳压充电模块S1002用于将垂直轴风力发电模块S1001转化后的电能进行整流、降压、稳压，蓄电池及降稳压模块S1003用于存储三相整流稳压充电模块S1002处理后的电能并进一步降压后供给通信控制模块S2000。
[0007] 进一步地，所述的自发电模块S1000的控制
电路包括：LM2596降压稳压芯片U1、SE9018锂电池充电管理芯片U2、3V降压稳压芯片U3、肖特基
二极管D1、
肖特基二极管D2、肖特基二极管D3、肖特基二极管D4、肖特基二极管D5、肖特基二极管D6、肖特基二极管D7、肖特基二极管D8、绿色
发光二极管LED1、红色发光二极管LED2、保险丝F1、电感L1、电感L2、
电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1、
电解电容C2、电解电容C3、电容C4、电解电容C5、电解电容C6、电容C7、电解电容C8、电容C9、电容C10、锂电池
接口J1、电源线接口J2、三相交流电输入端UV1、三相交流电输入端UV2、三相交流电输入端UV3；
[0008] 电路连接方式如下：
[0009] LM2596降压稳压芯片U1的1号引脚同时连接保险丝F1的一端和电解电容C2的正极端，保险丝F1的另一端同时连接肖特基二极管D1的负极端、肖特基二极管D2的负极端、肖特基二极管D3的负极端，电解电容C2的负极端接地；三相交流电输入端UV1同时连接肖特基二极管D1的正极端、肖特基二极管D4的负极端，三相交流电输入端UV2同时连接肖特基二极管D2的正极端、肖特基二极管D5的负极端，三相交流电输入端UV3同时连接肖特基二极管D3的正极端、肖特基二极管D6的负极端；肖特基二极管D4、肖特基二极管D5、肖特基二极管D6的正极端同时接地，LM2596降压稳压芯片U1的3号引脚、5号引脚同时接地；
[0010] LM2596降压稳压芯片U1的2号引脚同时接电感L1的一端、肖特基二极管D7的负极端，肖特基二极管D7的另一端接地；电感L1的另一端同时接电解电容C3的正极端、肖特基二极管D8的正极端，肖特基二极管D8的负极端接5V电源正极，电解电容C3的负极端接地，肖特基二极管D8的负极端接SE9018锂电池充电管理芯片U2的4号引脚；
[0011] LM2596降压稳压芯片U1的4号引脚同时接电阻R1的一端、电阻R2的一端、电容C1的一端，电阻R1的另一端接地，电阻R2的另一端、电容C1的另一端同时接肖特基二极管D8的正极端；
[0012] SE9018锂电池充电管理芯片U2的1号引脚、3号引脚同时接地，SE9018锂电池充电管理芯片U2的2号引脚接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接地，SE9018锂电池充电管理芯片U2的4号引脚、8号引脚同时接5V电源正极，SE9018锂电池充电管理芯片U2的5号引脚同时接电解电容C5的正极端、电容C4的一端、锂电池接口J1的1号引脚，电解电容C5的负极端、电容C4的另一端、锂电池接口J1的2号引脚同时接地，SE9018锂电池充电管理芯片U2的6号引脚接红色发光二极管LED2的负极端，红色发光二极管LED2的正极端接电阻R5的一端，电阻R5的另一端接5V电源正极，SE9018锂电池充电管理芯片U2的7号引脚接绿色发光二极管LED1的负极端，绿色发光二极管LED1的正极端接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接5V电源正极，5V电源正极接电解电容C6的正极端，电解电容C6的负极端接地；
[0013] 3V降压稳压芯片U3的1号引脚接电容C7的一端，电容C7的另一端、3V降压稳压芯片U3的3号引脚同时接电感L2的一端，电感L2的另一端接3V3电源正极，3V降压稳压芯片U3的2号引脚接锂电池接口J1的1号引脚，3V降压稳压芯片U3的8号引脚接锂电池接口J1的2号引脚，3V降压稳压芯片U3的7号引脚接3V3电源正极，3V降压稳压芯片U3的5号引脚同时接电阻R6的一端、电阻R8的一端，电阻R6的另一端接3V3电源正极，电阻R8的一端接地，3V降压稳压芯片U3的6号引脚接电容C10的一端，电容C10的另一端接电阻R7的一端，电阻R7的另一端接地，3V降压稳压芯片U3的4号引脚接地，3V3电源正极同时接电解电容C8的正极端、电容C9的一端、电源线接口J2的1号引脚；电解电容C8的负极端、电容C9的另一端、电源线接口J2的2号引脚同时接地。
[0014] 进一步地所述的通信控制模块S2000的控制电路包括：SMF05C芯片U1、SIM800A芯片U2、STM8L1处理器芯片U3、PC817光耦芯片U4、PC817光耦芯片U5、ZM433SX-M通信芯片U6、GPRS信号SMA天线接口E1、LoRa信号SMA天线接口E2、电源线接口J1、SIM卡托J2、SWIM下载调试接口J3、电阻Rt1、电阻Rt2、电阻Rt3、电阻Rt4、电阻Rt5、电阻Rt6、电阻Rt7、电阻Rt8、电阻Rt9、电阻Rt10、NPN型
三极管Q1、NPN型三极管Q2、PNP型三极管Q3、PNP型三极管Q4、绿色发光二极管LED3、轻触
开关S1、电容Ct1、电容Ct2、电容Ct3、电容Ct4、照明发光二极管组SLED1、照明发光二极管组SLED2、肖特基二极管Dt1、肖特基二极管Dt2；
[0015] 电路连接方式如下：
[0016] SIM800A芯片U2的2号引脚、17号引脚、18号引脚、29号引脚、39号引脚、45号引脚、46号引脚、54号引脚、58号引脚、59号引脚、61号引脚、62号引脚、64号引脚、65号引脚同时接地；SIM800A芯片U2的55号引脚、56号引脚、57号引脚同时接3V3电源正极；
[0017] SIM800A芯片U2的30号引脚同时接SMF05C芯片U1的6号引脚、电阻Rt3的一端；电阻Rt3的另一端同时接SMF05C芯片U1的4号引脚、电阻Rt2的一端、SIM800A芯片U2的31号引脚，电阻Rt2的另一端接SIM卡托J2的6号引脚，SIM800A芯片U2的32号引脚同时接SMF05C芯片U1的1号引脚、SIM卡托J2的3号引脚，SIM800A芯片U2的33号引脚同时接SMF05C芯片U1的3号引脚、SIM卡托J2的2号引脚，SMF05C芯片U1的2号引脚接地，SIM卡托J2的4号引脚接电阻Rt1的一端，电阻Rt1的另一端接地；
[0018] SIM800A芯片U2的60号引脚接GPRS信号SMA天线接口E1的1号引脚，GPRS信号SMA天线接口E1的2号引脚接地，SIM800A芯片U2的15号引脚接NPN型三极管Q1的集
电极c，NPN型三极管Q1的基极b同时接电阻Rt4的一端、电阻Rt5的一端，电阻Rt4的另一端接地，电阻Rt5的另一端接3V3电源正极，SIM800A芯片U2的16号引脚接电阻Rt7的一端，电阻Rt7的另一端接NPN型三极管Q2的基极b；NPN型三极管Q2的集电极c接电阻Rt8的一端，电阻Rt8的另一端接绿色发光二极管LED3的负极端，绿色发光二极管LED3的正极端接3V3电源正极；NPN型三极管Q2的发射极e接地；
[0019] SIM800A芯片U2的9号引脚接STM8L1处理器芯片U3的18号引脚；SIM800A芯片U2的10号引脚接STM8L1处理器芯片U3的17号引脚；
[0020] 电源线接口J1的2号引脚接地，电源线接口J1的1号引脚接3V3电源正极；
[0021] STM8L1处理器芯片U3的1号引脚同时接电阻Rt6的一端、
轻触开关S1的一端、电容Ct1的一端、SWIM下载调试接口J3的4号引脚；电阻Rt6的另一端接3V3电源正极，轻触开关S1的另一端、电容Ct1的另一端同时接地；SWIM下载调试接口J3的1号引脚接3V3电源正极，SWIM下载调试接口J3的2号引脚接STM8L1处理器芯片U3的20号引脚，SWIM下载调试接口J3的3号引脚接地；
[0022] STM8L1处理器芯片U3的5号引脚接3V3电源正极；
[0023] STM8L1处理器芯片U3的6号引脚接PC817光耦芯片U4的1号引脚，PC817光耦芯片U4的2号引脚、3号引脚同时接地，PC817光耦芯片U4的4号引脚接PNP型三极管Q3的基极b；PNP型三极管Q3的集电极c接地，PNP型三极管Q3的发射极e接电阻Rt9的一端，电阻Rt9的另一端同时接照明发光二极管组SLED1的负极端、肖特基二极管Dt1的正极端，照明发光二极管组SLED1的正极端、肖特基二极管Dt1的负极端同时接3V3电源正极；
[0024] STM8L1处理器芯片U3的7号引脚接PC817光耦芯片U5的1号引脚，PC817光耦芯片U5的2号引脚、3号引脚同时接地，PC817光耦芯片U5的4号引脚接PNP型三极管Q4的基极b；PNP型三极管Q4的集电极c接地，PNP型三极管Q4的发射极e接电阻Rt10的一端，电阻Rt10的另一端同时接照明发光二极管组SLED2的负极端、肖特基二极管Dt2的正极端，照明发光二极管组SLED2的正极端、肖特基二极管Dt2的负极端同时接3V3电源正极；
[0025] ZM433SX-M通信芯片U6的1号引脚、2号引脚、3号引脚、4号引脚、11号引脚、12号引脚、19号引脚、20号引脚、22号引脚同时接地；ZM433SX-M通信芯片U6的13号引脚接电感L1的一端、电感L1的另一端接3V3电源正极；电容Ct2的一端接3V3电源正极，电容Ct2的另一端接地；
[0026] ZM433SX-M通信芯片U6的21号引脚接电容Ct3的一端，电容Ct3的另一端同时接LoRa信号SMA天线接口E2的1号引脚、电容Ct4的一端，LoRa信号SMA天线接口E2的2号引脚、电容Ct4的另一端同时接地；
[0027] ZM433SX-M通信芯片U6的15号引脚接STM8L1处理器芯片U3的14号引脚；ZM433SX-M通信芯片U6的16号引脚接STM8L1处理器芯片U3的13号引脚；ZM433SX-M通信芯片U6的14号引脚接STM8L1处理器芯片U3的12号引脚；ZM433SX-M通信芯片U6的17号引脚接STM8L1处理器芯片U3的11号引脚；ZM433SX-M通信芯片U6的18号引脚接STM8L1处理器芯片U3的10号引脚。
[0028] 本实用新型的有益效果是：本实用新型通过车辆驶过时产生的风力实现自发电，满足控制系统用电需求；同时，装置可实时接收车辆状态信息、信号并向云端服务器转发，云端服务器也可通过该装置作为中继，下达控制或指令信号至轨道车辆。该装置使用LoRa和GPRS两种通信方式进行数据传输，在隧道等移动通信信号不畅通的环境下，设置LoRa基站，使用LoRa进行数据传输；在移动通信信号良好的环境下直接使用GPRS上传数据至云服务器。所以，可根据不同时间、不同地段GPRS通信信号的状况，灵活的布置LoRa基站，弥补信息不畅，且不需要对本装置进任何硬、
软件修改。
附图说明
[0030] 图2是本实用新型的自发电模块的电路图；
[0031] 图3是本实用新型的通信控制模块的电路图。
[0032] 图中各标号为：S1000-自发电模块、S1001-垂直轴风力发电模块、S1002-三相整流稳压充电模块、S1003-蓄电池及降稳压模块、S2000-通信控制模块、S2001-STM8L处理器模块、S2002-GPRS通信模块、S2003-光耦照明控制模块、S2004-LoRa通信模块。
具体实施方式
[0033] 下面结合附图和具体
实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0034] 实施例1：如图1-3所示，一种自发电的轨道交通照明及LoRa信号转发装置，包括自发电模块S1000、通信控制模块S2000，自发电模块S1000包括依次连接的垂直轴风力发电模块S1001、三相整流稳压充电模块S1002、蓄电池及降稳压模块S1003，通信控制模块S2000包括STM8L处理器模块S2001、GPRS通信模块S2002、光耦照明控制模块S2003、LoRa通信模块S2004，蓄电池及降稳压模块S1003通过电源线与通信控制模块S2000连接，STM8L处理器模块S2001分别与GPRS通信模块S2002、LoRa通信模块S2004双向通讯连接，STM8L处理器模块S2001的输出端同时与光耦照明控制模块S2003的输入端连接，GPRS通信模块S2002与云端服务器连接， LoRa通信模块S2004分别与轨道车辆的控制台、LoRa基站连接，LoRa基站与云端服务器连接。
[0035] 进一步地，所述的垂直轴风力发电模块S1001用于利用轨道车辆驶过时，产生风力的冲击力，带动垂直风力发电的扇叶转动，将风能转化为电能，三相整流稳压充电模块S1002用于将垂直轴风力发电模块S1001转化后的电能进行整流、降压、稳压，蓄电池及降稳压模块S1003用于存储三相整流稳压充电模块S1002处理后的电能并进一步降压后（S1003将蓄电池的3.7V的
电压通过S1003的稳压芯片，降压稳压成3.3V）供给通信控制模块S2000中的所有用电模块。垂直轴风力发电模块S1001的具体结构是
现有技术，本
申请不再详细说明。
[0036] 进一步地，所述的自发电模块S1000的控制电路包括：LM2596降压稳压芯片U1、SE9018锂电池充电管理芯片U2、3V降压稳压芯片U3、肖特基二极管D1、肖特基二极管D2、肖特基二极管D3、肖特基二极管D4、肖特基二极管D5、肖特基二极管D6、肖特基二极管D7、肖特基二极管D8、绿色发光二极管LED1、红色发光二极管LED2、保险丝F1、电感L1、电感L2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1、电解电容C2、电解电容C3、电容C4、电解电容C5、电解电容C6、电容C7、电解电容C8、电容C9、电容C10、锂电池接口J1、电源线接口J2、三相交流电输入端UV1、三相交流电输入端UV2、三相交流电输入端UV3；
[0037] 电路连接方式如下：
[0038] LM2596降压稳压芯片U1的1号引脚同时连接保险丝F1的一端和电解电容C2的正极端，保险丝F1的另一端同时连接肖特基二极管D1的负极端、肖特基二极管D2的负极端、肖特基二极管D3的负极端，电解电容C2的负极端接地；三相交流电输入端UV1同时连接肖特基二极管D1的正极端、肖特基二极管D4的负极端，三相交流电输入端UV2同时连接肖特基二极管D2的正极端、肖特基二极管D5的负极端，三相交流电输入端UV3同时连接肖特基二极管D3的正极端、肖特基二极管D6的负极端；肖特基二极管D4、肖特基二极管D5、肖特基二极管D6的正极端同时接地，LM2596降压稳压芯片U1的3号引脚、5号引脚同时接地；
[0039] LM2596降压稳压芯片U1的2号引脚同时接电感L1的一端、肖特基二极管D7的负极端，肖特基二极管D7的另一端接地；电感L1的另一端同时接电解电容C3的正极端、肖特基二极管D8的正极端，肖特基二极管D8的负极端接5V电源正极，电解电容C3的负极端接地，肖特基二极管D8的负极端接SE9018锂电池充电管理芯片U2的4号引脚；
[0040] LM2596降压稳压芯片U1的4号引脚同时接电阻R1的一端、电阻R2的一端、电容C1的一端，电阻R1的另一端接地，电阻R2的另一端、电容C1的另一端同时接肖特基二极管D8的正极端；
[0041] SE9018锂电池充电管理芯片U2的1号引脚、3号引脚同时接地，SE9018锂电池充电管理芯片U2的2号引脚接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接地，SE9018锂电池充电管理芯片U2的4号引脚、8号引脚同时接5V电源正极，SE9018锂电池充电管理芯片U2的5号引脚同时接电解电容C5的正极端、电容C4的一端、锂电池接口J1的1号引脚，电解电容C5的负极端、电容C4的另一端、锂电池接口J1的2号引脚同时接地，SE9018锂电池充电管理芯片U2的6号引脚接红色发光二极管LED2的负极端，红色发光二极管LED2的正极端接电阻R5的一端，电阻R5的另一端接5V电源正极，SE9018锂电池充电管理芯片U2的7号引脚接绿色发光二极管LED1的负极端，绿色发光二极管LED1的正极端接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接5V电源正极，5V电源正极接电解电容C6的正极端，电解电容C6的负极端接地；
[0042] 3V降压稳压芯片U3的1号引脚接电容C7的一端，电容C7的另一端、3V降压稳压芯片U3的3号引脚同时接电感L2的一端，电感L2的另一端接3V3电源正极，3V降压稳压芯片U3的2号引脚接锂电池接口J1的1号引脚，3V降压稳压芯片U3的8号引脚接锂电池接口J1的2号引脚，3V降压稳压芯片U3的7号引脚接3V3电源正极，3V降压稳压芯片U3的5号引脚同时接电阻R6的一端、电阻R8的一端，电阻R6的另一端接3V3电源正极，电阻R8的一端接地，3V降压稳压芯片U3的6号引脚接电容C10的一端，电容C10的另一端接电阻R7的一端，电阻R7的另一端接地，3V降压稳压芯片U3的4号引脚接地，3V3电源正极同时接电解电容C8的正极端、电容C9的一端、电源线接口J2的1号引脚；电解电容C8的负极端、电容C9的另一端、电源线接口J2的2号引脚同时接地。
[0043] 进一步地，所述的通信控制模块（S2000）的控制电路包括：SMF05C芯片U1、SIM800A芯片U2、STM8L1处理器芯片U3、PC817光耦芯片U4、PC817光耦芯片U5、ZM433SX-M通信芯片U6、GPRS信号SMA天线接口E1、LoRa信号SMA天线接口E2、电源线接口J1、SIM卡托J2、SWIM下载调试接口J3、电阻Rt1、电阻Rt2、电阻Rt3、电阻Rt4、电阻Rt5、电阻Rt6、电阻Rt7、电阻Rt8、电阻Rt9、电阻Rt10、NPN型三极管Q1、NPN型三极管Q2、PNP型三极管Q3、PNP型三极管Q4、绿色发光二极管LED3、轻触开关S1、电容Ct1、电容Ct2、电容Ct3、电容Ct4、照明发光二极管组SLED1、照明发光二极管组SLED2、肖特基二极管Dt1、肖特基二极管Dt2；
[0044] 电路连接方式如下：
[0045] SIM800A芯片U2的2号引脚、17号引脚、18号引脚、29号引脚、39号引脚、45号引脚、46号引脚、54号引脚、58号引脚、59号引脚、61号引脚、62号引脚、64号引脚、65号引脚同时接地；SIM800A芯片U2的55号引脚、56号引脚、57号引脚同时接3V3电源正极；
[0046] SIM800A芯片U2的30号引脚同时接SMF05C芯片U1的6号引脚、电阻Rt3的一端；电阻Rt3的另一端同时接SMF05C芯片U1的4号引脚、电阻Rt2的一端、SIM800A芯片U2的31号引脚，电阻Rt2的另一端接SIM卡托J2的6号引脚，SIM800A芯片U2的32号引脚同时接SMF05C芯片U1的1号引脚、SIM卡托J2的3号引脚，SIM800A芯片U2的33号引脚同时接SMF05C芯片U1的3号引脚、SIM卡托J2的2号引脚，SMF05C芯片U1的2号引脚接地，SIM卡托J2的4号引脚接电阻Rt1的一端，电阻Rt1的另一端接地；
[0047] SIM800A芯片U2的60号引脚接GPRS信号SMA天线接口E1的1号引脚，GPRS信号SMA天线接口E1的2号引脚接地，SIM800A芯片U2的15号引脚接NPN型三极管Q1的集电极c，NPN型三极管Q1的基极b同时接电阻Rt4的一端、电阻Rt5的一端，电阻Rt4的另一端接地，电阻Rt5的另一端接3V3电源正极，SIM800A芯片U2的16号引脚接电阻Rt7的一端，电阻Rt7的另一端接NPN型三极管Q2的基极b；NPN型三极管Q2的集电极c接电阻Rt8的一端，电阻Rt8的另一端接绿色发光二极管LED3的负极端，绿色发光二极管LED3的正极端接3V3电源正极；NPN型三极管Q2的发射极e接地；
[0048] SIM800A芯片U2的9号引脚接STM8L1处理器芯片U3的18号引脚；SIM800A芯片U2的10号引脚接STM8L1处理器芯片U3的17号引脚；
[0049] 电源线接口J1的2号引脚接地，电源线接口J1的1号引脚接3V3电源正极；
[0050] STM8L1处理器芯片U3的1号引脚同时接电阻Rt6的一端、轻触开关S1的一端、电容Ct1的一端、SWIM下载调试接口J3的4号引脚；电阻Rt6的另一端接3V3电源正极，轻触开关S1的另一端、电容Ct1的另一端同时接地；SWIM下载调试接口J3的1号引脚接3V3电源正极，SWIM下载调试接口J3的2号引脚接STM8L1处理器芯片U3的20号引脚，SWIM下载调试接口J3的3号引脚接地；
[0051] STM8L1处理器芯片U3的5号引脚接3V3电源正极；
[0052] STM8L1处理器芯片U3的6号引脚接PC817光耦芯片U4的1号引脚，PC817光耦芯片U4的2号引脚、3号引脚同时接地，PC817光耦芯片U4的4号引脚接PNP型三极管Q3的基极b；PNP型三极管Q3的集电极c接地，PNP型三极管Q3的发射极e接电阻Rt9的一端，电阻Rt9的另一端同时接照明发光二极管组SLED1的负极端、肖特基二极管Dt1的正极端，照明发光二极管组SLED1的正极端、肖特基二极管Dt1的负极端同时接3V3电源正极；
[0053] STM8L1处理器芯片U3的7号引脚接PC817光耦芯片U5的1号引脚，PC817光耦芯片U5的2号引脚、3号引脚同时接地，PC817光耦芯片U5的4号引脚接PNP型三极管Q4的基极b；PNP型三极管Q4的集电极c接地，PNP型三极管Q4的发射极e接电阻Rt10的一端，电阻Rt10的另一端同时接照明发光二极管组SLED2的负极端、肖特基二极管Dt2的正极端，照明发光二极管组SLED2的正极端、肖特基二极管Dt2的负极端同时接3V3电源正极；
[0054] ZM433SX-M通信芯片U6的1号引脚、2号引脚、3号引脚、4号引脚、11号引脚、12号引脚、19号引脚、20号引脚、22号引脚同时接地；ZM433SX-M通信芯片U6的13号引脚接电感L1的一端、电感L1的另一端接3V3电源正极；电容Ct2的一端接3V3电源正极，电容Ct2的另一端接地；
[0055] ZM433SX-M通信芯片U6的21号引脚接电容Ct3的一端，电容Ct3的另一端同时接LoRa信号SMA天线接口E2的1号引脚、电容Ct4的一端，LoRa信号SMA天线接口E2的2号引脚、电容Ct4的另一端同时接地；
[0056] ZM433SX-M通信芯片U6的15号引脚接STM8L1处理器芯片U3的14号引脚；ZM433SX-M通信芯片U6的16号引脚接STM8L1处理器芯片U3的13号引脚；ZM433SX-M通信芯片U6的14号引脚接STM8L1处理器芯片U3的12号引脚；ZM433SX-M通信芯片U6的17号引脚接STM8L1处理器芯片U3的11号引脚；ZM433SX-M通信芯片U6的18号引脚接STM8L1处理器芯片U3的10号引脚。
[0057] 本实用新型的工作原理是：本装置置于轨道两侧，通过垂直轴风力发电模块S1001将列车驶过时产生的风能和自然风能转换为机械能，再经过三相整流稳压充电模块S1002将机械能转为电能存储在蓄电池及降稳压模块S1003中，供各用电模块使用。本装置主要用于车辆信息的实时转发，轨道车辆与本装置通过LoRa通信模块S2004进行通信，轨道车辆控制台将车辆的环境信息、运行状态信息、各报警信号（如烟雾报警）等打包成信息包后通过LoRaWAN协议以广播形式发送至本装置的LoRa通信模块S2004，本装置LoRa通信模块S2004接收到信息包后，通过SPI协议传送至STM8L处理器模块S2001，STM8L处理器模块S2001通过软件对信息包进行解析后、添加装置ID和时间戳，进而打包成新的信息包。新的信息包同时发送给LoRa通信模块S2004和GPRS通信模块S2002。
[0058] 在隧道等移动通信信号不好的地段，GPRS信号无法使用，需额外设置LoRa基站，本装置通过LoRa通信模块S2004向LoRa基站定向发送新的信息包，进而通过LoRa基站转发至云端服务器，云端服务器与控制终端无线通讯，工作人员通过控制终端可以及时了解车辆的环境信息、运行状态信息、各报警信号及
位置等信息；在移动通信信号良好的地段，可不设置LoRa基站，新的信息包直接使用GPRS通信模块S2002发送至云端服务器。最终实现轨道车辆控制台和云端服务器的全环境通信
覆盖。
[0059] 光耦照明控制模块S2003配有
LED灯组，可用于临时照明。当GPRS通信模块S2002或LoRa通信模块S2004接收到云端服务器或轨道车辆发来的轨道照明的命令时，经STM8L处理器模块S2001识别后，向光耦照明控制模块S2003发出照明信号，打开照明灯系统。
[0060] 图2的电路原理为：
[0061] 垂直轴风力发电模块S1001产生的三相
电流通过
整流桥整为直流电流后，输入LM2596降压稳压芯片U1。LM2596降压稳压芯片U1降压后输出到SE9018锂电池充电管理芯片U2，SE9018锂电池充电管理芯片U2输出4.2V电压向锂电池接口J1连接的锂电池充电。锂电池接口J1同时接3V降压稳压芯片U3，3V降压稳压芯片U3将锂电池输入进来的电压降为3.3V后向用电模块供电。可通过复位按钮复位STM8L处理器模块S2001，重新复位后，STM8L处理器模块S2001向GPRS通信模块S2002发送初始化指令，清空SMF05C存储芯片中的信息记录。GPRS通信模块S2002中置有SMF05C存储芯片，可存储记录装置接收到的信息包，信息包采用循环队列方式存储，自动更新覆盖早期数据。通过LoRa通信模块S2004接收到轨道车辆的信息包后，将由STM8L处理器模块S2001添加装置ID和时间戳，形成新的信息包。
[0062] 图3的电路原理为：
[0063] 通信控制模块的核心主控MCU选用STM8L1处理器芯片U3，当ZM433SX-M通信芯片U6接收到LoRa信息包后，通过SPI总线传送给STM8L1处理器芯片U3。STM8L1处理器芯片U3对信息包进行解析后，添加装置ID和时间戳，进而打包成新的信息包。新的信息包再由STM8L1处理器芯片U3通过SPI总线发送给ZM433SX-M通信芯片U6，同时通过IIC总线发送给SIM800A芯片U2。ZM433SX-M通信芯片U6使用LoRa定向传输方式将数据传送给LoRa基站，进而通过基站传输到云端服务器；SIM800A芯片U2使用GPRS通信方式尝试向云端服务器发送数据。要详细说明的是，SIM800A芯片U2每次接收到STM8L1处理器芯片U3的数据后，先向SMF05C芯片U1发送数据进行保存，SMF05C芯片U1中的数据循环更新。
[0064] 图2和图3的电路原理是本领域技术人员根据图2和图3的电路连接可以明确知道的内容。
[0065] 上面结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
