原文传递
基于ZigBee技术的无缝钢轨爬行监测系统研究与设计
| 论文题名： | 基于ZigBee技术的无缝钢轨爬行监测系统研究与设计 |
| 关键词： | 爬行监测系统;无缝钢轨;无线传感器网络;ZigBee技术 |
| 摘要： | 随着我国铁路建设的迅速发展，对铁路运输的要求也越来越高，出于提速、重载与安全的考虑，我国铁路轨道铺设已经开始普及无缝钢轨。由于无缝钢轨伸缩缝很少甚至没有伸缩缝，受温度影响，钢轨热胀冷缩，易产生爬行位移，使钢轨平顺性和安全性变差。因此，对无缝线路钢轨的爬行位移测量显得非常重要。 论文分析了目前测量钢轨爬行的研究现状。为了实现钢轨爬行多节点实时自动化监测，提出了基于ZigBee无线传感器网络的监测系统，并对其关键技术进行了研究和设计。论文探索出了无缝钢轨爬行监测的新方法，对实现钢轨爬行监测的自动化具有重大意义。论文主要研究内容包括: 对目前主要的几种无线通信技术进行了分析比较，确定了使用ZigBee无线通信技术作为实现无缝钢轨爬行监测自动化的网络平台。 对ZigBee无线传感器网络结构、地址分配机制、路由算法进行了分析，确定了在本方案中所需建立的ZigBee无线传感器网状网络、上层地址分配机制、AODVjr路由算法和使能路由发现方式。分析了ZigBee无线传感器网状网络的组建过程和数据传输过程。 分析、比较了几种主要的实现ZigBee无线传感器网络的解决方案，确定了使用CC2530芯片组建无线传感器网络。通过比较，选择了DS18B20温度传感器和KTC-75位移传感器作为终端的温度、位移采集设备。通过分析PCB天线与鞭状天线，确定了使用CC2591模块作为CC2530的射频功率放大器。各硬件设备确定后，对各电路进行了分析。为实现监测系统网络中各节点的低功耗管理，延长电池使用寿命，论文着重研究了CC2530的电源管理模式。 介绍了CC2530的软件开发平台IAR，对钢轨爬行监测系统网络的协调器和路由器的程序进行了设计。 最后，开发了ZigBee协调器和路由/采集模块，建立了钢轨爬行监测系统网络，对上位机软件进行了测试，完成了系统的仿真验证，达到了预期设计的要求。 |
| 作者： | 王超 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 傅勤毅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
